[发明专利]一种PC合金材料及其制备方法

摘要

本发明提出一种PC合金材料及其制备方法，所述PC合金材料由100份PC树脂、18‑25份铝包覆改性氧化镁粉体、12‑16份表面改性氧化铝粉体、5‑8份金红石型钛白粉、6‑12份改性石墨烯、3‑8份复合增韧剂、3‑6份复合阻燃剂、8‑20份相容剂、1.5‑2.5份硅烷偶联剂、0.5‑1.5份抗氧剂、0.5‑1.2份抗滴落剂和1.5‑2份紫外光吸收剂混合制得。本发明所述PC合金材料中通过熔合PC树脂和多种粉体，并通过对粉体进行改进处理使得其能够很好的融合于PC树脂熔融体中，并创新了复合阻燃剂和复合增韧剂，使得所制得的PC合金材料具有良好的力学、热学、光学和电学性能，属于一种全新的PC合金材料，具有广阔的市场推广应用前景。

主权项

1.一种PC合金材料，其特征在于，按质量份数计包括以下组份：其中所述PC树脂为含有由下述式(I)表示的结构单元(I)和由下述式(II)表示的结构单元(II)的聚碳酸酯，且结构单元(I)和结构单元(II)的含量达到聚碳酸酯的90摩尔％以上，同时结构单元(II)的含量占结构单元(I)和结构单元(II)总量的65～75摩尔％：其中所述铝包覆改性氧化镁粉体通过利用原子层沉积技术在氧化镁粉体表面沉积铝包覆层而形成，其中氧化镁粉体的粒径为20‑50微米，其中铝包覆层的厚度在1‑10nm；其中所述改性石墨烯为硅烷化改性石墨烯，其中石墨烯层数处于1‑100层之间，其改性处理过程包括以下步骤：(1)制备氧化石墨烯；(2)制备氧化石墨烯有机分散溶液，将步骤(1)制得的氧化石墨烯均匀分散于有机溶剂中，得到氧化石墨烯有机分散溶液，其中所述氧化石墨烯和有机溶剂的质量比为5‑9:100，所述有机溶剂选自醇酯十二、松油醇、柠檬酸三丁酯、三乙醇胺、丁基卡必醇、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、油酸中的至少一种；(3)制备硅烷化改性氧化石墨烯分散液，将改性剂均匀分散于步骤(2)制得的氧化石墨烯有机分散溶液中，得到硅烷化改性氧化石墨烯分散液，其中所述改性剂的使用量满足以下关系：所述改性剂与步骤(2)制得的氧化石墨烯有机分散溶液中所分散的氧化石墨烯的质量比为5‑10:1，其中所述的改性剂选自甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、辛基甲基二甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、3‑(氨基丙基)三乙氧基硅烷中的至少一种；(4)制备还原氧化石墨烯分散液，将还原剂均匀分散于步骤(3)制得的硅烷化改性氧化石墨烯分散液中，得到还原氧化石墨烯分散液，其中所述还原剂的使用量满足以下关系：所述还原剂与步骤(2)制得的氧化石墨烯有机分散溶液中所分散的氧化石墨烯的质量比为2‑4:1，其中所述还原剂选自抗坏血酸、硫代硫酸钠、二甲基肼、水合肼、乙醇、二乙二醇、N,N′‑二环己基碳二亚胺中的至少一种；(5)过滤、烘干得到所述改性石墨烯，具体的将步骤(4)制得的还原氧化石墨烯分散液通过孔径为0.4‑0.6μm的PVDF膜进行过滤，并用乙醇或丙酮多次洗涤，以除去残余的改性剂和还原剂，最后在真空干燥箱中烘干24h以上，得到所述改性石墨烯；其中所述复合型增韧剂由主增韧剂和副增韧剂按照质量比1.5‑2:1混合制得，所述主增韧剂为热塑性聚氨酯弹性体，所述副增韧剂为高密度聚乙烯接枝马来酸酐 (HDPE－g－MAH)；其中所述复合型阻燃剂由主阻燃剂和辅助阻燃剂按照质量比1‑1.2:1混合制得，所述主阻燃剂为磷‑氮‑硫阻燃剂，其结构式如下所示：所述辅助阻燃剂为烷基氨基硅烷(亚)磷酸盐，其结构式如下所示：其中R₁和R₂为(CH₂)_m，1≤m≤6；R₃为(CH₂)_kCH₃，0≤k≤5；R为(CH₂)_pCH₃或苯基，0≤p≤5；1≤n≤6；所述PC合金材料在ASTM‑D638测试标准下的拉伸强度在85‑100MPa、断裂伸长率在105‑112％，在ASTM‑D790测试标准下的弯曲强度在135‑155MPa、弯曲模量在3500‑4200MPa，在ASTM‑D256测试标准下的缺口冲击强度在42‑55KJ/m²，在UL‑94测试标准下在0.5mm‑3mm的阻燃级别均达到V0级。