[發明專利]一種阻燃PC塑料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610047955.1
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105504757B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 郝志峰;邵澤輝;蘇芳;屈小虹;易國斌;余林;余倩;余堅
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L83/14;C08K3/26;C08G77/56;B29C47/92;B29C35/02
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司44215
• 代理人: 王雪镅

技術領域

本發明涉及輕工、化工材料的技術領域，特別是涉及一種阻燃PC塑料及其制備方法。

背景技術

高分子材料（包括塑料、橡膠和合成纖維等）與水泥、金屬、木材被稱為國民經濟四大材料。高分子材料具有良好的成型性、絕緣性和耐酸堿性等性能，在四大材料中發展最快。高分子材料被廣泛地應用于國民經濟的各行各業。但是，普通的高分子材料都有一個致命的缺點：即在高溫下易分解、燃燒，同時在燃燒過程中還會生成大量的濃煙和有毒有害氣體，嚴重危害人們的生命財產和生態環境。因此，預防火災，是現代社會安全的一個重要主題，提高高分子材料的阻燃性能成為了其應用的主要挑戰之一。

聚碳酸酯（PC）塑料因具有良好的阻燃性、低密度、低成本、良好的綜合性能等優越的特性適用于墻壁開關、插座、管材、塑殼斷路器、電機部件、板材等領域。近年來，國內外也有不少生產企業開始研究開發出阻燃PC塑料，但目前用于制備阻燃PC塑料而添加的阻燃劑以鹵系阻燃劑較多，使得所制備的阻燃PC塑料在長期使用過程中尤其是燃燒過程中會產生鹵化氫的有毒物質，對人們的健康和人類環境都會造成極大的傷害。另外，現有技術中的阻燃PC塑料的阻燃性能還有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的之一在于針對現有技術中的不足之處而提供一種環保型的、且阻燃性能得到較大提高的阻燃PC塑料。

本發明的目的之二在于針對現有技術中的不足之處而提供一種環保型的阻燃PC塑料的制備方法，該制備方法所制得的阻燃PC塑料相較于現有技術的PC塑料的阻燃性能得到了較大的提高。

為達到上述目的之一，本發明通過以下技術方案來實現。

提供一種阻燃PC塑料，包括以下重量百分比的組份：

聚碳酸酯 80~95%

自制的阻燃劑 5%~20%；

所述自制的阻燃劑是由含硼有機硅樹脂和水滑石復合而成，并為層狀結構的復合物。

所述含硼有機硅樹脂具有式I表示的結構：

式I；

所述含硼有機硅樹脂的重均分子量為1500~2000，平均聚合度為5~10。

為達到上述目的之二，本發明通過以下技術方案來實現。

提供一種阻燃PC塑料的制備方法，它包括以下步驟：

第一步，自制的阻燃劑的制備：

步驟一，含硼有機硅樹脂和水滑石的制備：

含硼有機硅樹脂的制備：由硅氧烷單體、硼酸、有機溶劑、水和催化劑反應制備含硼有機硅樹脂；

水滑石的制備：由鋁鹽、鎂鹽和十二烷基苯磺酸鈉制備而成；

步驟二，將步驟一制得的水滑石過濾洗滌為中性；將含硼有機硅樹脂用有機溶劑溶解，得到溶解混合物，然后將洗滌為中性的水滑石加入到溶解混合物中，通過脫水縮合將水滑石和含硼有機硅樹脂進行復合反應，即制得所述阻燃劑；

第二步，將第一步制得的自制的阻燃劑與配方量的聚碳酸酯混合后，進行熔融造粒，然后擠壓成型，即制得阻燃PC塑料。

上述技術方案中，所述第一步的步驟一含硼有機硅樹脂的制備步驟如下：

步驟A，水解反應：將苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、硼酸和有機溶劑混合后，再加入催化劑和水，在一定溫度下水解反應一定時間，得到水解液；

步驟B，縮聚反應：將步驟A制得的水解液通過減壓蒸餾進行縮聚反應，制得所述含硼有機硅樹脂。

上述技術方案中，所述步驟A的水解反應步驟中，所述苯基三乙氧基硅烷和所述二甲基二乙氧基硅烷的摩爾比為1:1；

所述苯基三乙氧基硅烷和所述二甲基二乙氧基硅烷的總物質的量與所述硼酸之間的摩爾比為1~4:1；

所述有機溶劑為無水乙醇；所述無水乙醇與所述苯基三乙氧基硅烷和所述二甲基二乙氧基硅烷的總體積的體積比為1~3:2~4；

所述水的用量占所述苯基三乙氧基硅烷和所述二甲基二乙氧基硅烷完全水解所需的水用量的摩爾百分比為45%~55%；

所述催化劑為摩爾濃度是2mol/L~3mol/L的鹽酸；所述鹽酸的體積用量占所述苯基三乙氧基硅烷和所述二甲基二乙氧基硅烷的總體積的4%~6%；

所述水解反應的溫度為70℃~80℃，所述水解反應的時間為1h~2h。

上述技術方案中，所述步驟B的縮聚反應步驟中，所述縮聚反應分為第一反應階段和第二反應階段；所述第一反應階段的反應溫度為70℃~80℃，所述第一反應階段的反應時間為1h~2h；所述第二反應階段的反應溫度為110℃~120℃，所述第二反應階段的反應時間為0.5h~1h；