(19)國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局(10)申請公布號(hào)CN120192650A(71)申請人岳陽經(jīng)源塑膠制品有限公司地址414020湖南省岳陽市岳陽樓區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)科美達(dá)路4號(hào)(72)發(fā)明人宋慶鋒鄭現(xiàn)國(74)專利代理機(jī)構(gòu)北京真致博文知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11720專利代理師徐銳CO8LCO8K9/04(54)發(fā)明名稱一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料及其制備方法本發(fā)明屬于聚碳酸酯材料技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料及其制備方法。所述高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料按重量份數(shù)計(jì)包括：聚碳酸酯60～80份、阻燃劑5～10份、分散劑劑2～6份；所述阻燃劑的制備過程如下：將1,10-菲咯啉-4,7-二胺、三乙胺加入二氯甲烷中，冷卻至-5～5℃,在惰性氣體氛圍下，再加入化合物Aaab300021.一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，其特征在于，所述高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料按將1,10-菲咯啉-4,7-二胺、三乙胺加入二氯甲烷中，冷卻至-5～5℃,在惰性氣體氛圍~0.25)mol;所述攪拌反應(yīng)的時(shí)間為12～18h。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，其特征在于，步驟(1)中所述羥基~75)mL;所述加熱的溫度為50～75℃,反應(yīng)的時(shí)間為4～8h。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，其特征在于，步驟(2)中所述異氰熱的溫度為75～85℃,反應(yīng)的時(shí)間為3～8h。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，其特征在于，步驟(3)中所述巰基化羥基磷灰石、烯丙基甲基碳酸酯、光引發(fā)劑和四氫呋喃的用量比為1g:(0.6～1.2)g:3(0.015～0.03)g:(50～75)mL;所述光引發(fā)劑為安息香雙甲醚；所述反應(yīng)的時(shí)間為5～10h。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，其特征在于，所述聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，在300℃、1.2kg測試條件下的熔融指數(shù)為10～40g/10min;所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076中的至少一種；所述分散劑為硬酯酸單甘油酯、乙撐雙硬脂酰胺中的至少一種；所述增韌劑為苯乙烯接枝馬來酸酐、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一種。8.權(quán)利要求1～7任一所述的高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料的制備方法，其特征在于，按照9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料的制備方法，其特征在于，所述攪拌混合的轉(zhuǎn)速為800～1200rpm,時(shí)間為5～15min。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)域的溫度范圍為200～260℃,主機(jī)轉(zhuǎn)速為300～850rpm。4一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于聚碳酸酯材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料及其制備方法。背景技術(shù)[0002]聚碳酸酯(PC)是一類分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，其大分子鏈中柔性碳酸酯鍵與剛性亞芳烷基的交替結(jié)構(gòu)，使其具有輕質(zhì)、抗沖擊、透明性好、介電性能優(yōu)異以領(lǐng)域。[0003]隨著安全標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格和材料應(yīng)用環(huán)境的不斷拓展，對聚碳酸酯材料的阻燃性能提出了更高要求，通常需要引入阻燃劑來實(shí)現(xiàn)理想的阻燃效果。聚碳酸酯的常規(guī)阻燃劑種類較多，但都存在一些缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的溴系阻燃劑雖阻燃效率較高，但燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生含致癌物的濃煙；低分子的磷酸酯類阻燃劑雖無鹵環(huán)保，但易揮發(fā)且導(dǎo)致基體耐熱性劣化；磺酸鹽類阻燃劑雖能促進(jìn)成炭且保持透明性，但不耐水解，易出現(xiàn)阻燃性失效。與此同時(shí)，常規(guī)阻燃劑的引入往往導(dǎo)致材料沖擊強(qiáng)度、拉伸性能等關(guān)鍵力學(xué)指標(biāo)的下降，因此，開發(fā)兼具高效阻燃性能和優(yōu)異力學(xué)性能的聚碳酸酯材料具有重要意義。發(fā)明內(nèi)容[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，該高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料具有優(yōu)異的阻燃性能和力學(xué)性能。[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料的制備方法，該制備方法工藝簡單，可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。[0006]本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，所述高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料按重量份數(shù)計(jì)包增韌劑2～6份；所述阻燃劑的制備過程如下：將1,10-菲咯啉-4,7-二胺、三乙胺加入二氯甲烷中，冷卻至-5～5℃,在惰性氣體5[0007]優(yōu)選地，所述1,10-菲咯啉-4,7-二胺、三乙胺、二氯甲烷和化合物A的用量比為0.1mol:(25～35)mL:(250～300)mL:(0.2～0.25)mol;所述攪拌反應(yīng)的時(shí)間為12～18h。羥基磷灰石異氰酸酯化羥基磷灰石巰基化羥基磷灰石增強(qiáng)劑(1)將羥基磷灰石分散于丙酮中，加入甲苯-2,4-二異氰酸酯、辛酸亞錫，加熱條件下反應(yīng)，純化處理后得到異氰酸酯化羥基磷灰石；(2)將所述異氰酸酯化羥基磷灰石分散在乙酸乙酯中，加入3-巰基丙醇，加熱條件下反應(yīng)，純化處理后得到巰基化羥基磷灰石；(3)將所述巰基化羥基磷灰石、烯丙基甲基碳酸酯和光引發(fā)劑加入四氫呋喃中，在[0009]優(yōu)選地，步驟(1)中所述羥基磷灰石、甲苯二異氰酸酯、辛酸亞錫和丙酮的用量比為1g:(1～2)g:(0.003～0.006)g:(50～75)mL;所述加熱的溫度為50～75℃,反應(yīng)的時(shí)間為4～8h。[0010]優(yōu)選地，步驟(2)中所述異氰酸酯化羥基磷灰石、3-巰基丙醇和乙酸乙酯的用量比為1g:(3～5)g:(50～75)mL;所述加熱的溫度為75～85℃,反應(yīng)的時(shí)間為3～8h。[0011]優(yōu)選地，步驟(3)中所述巰基化羥基磷灰石、烯丙基甲基碳酸酯、光引發(fā)劑和四氫呋喃的用量比為1g:(0.6～1.2)g:(0.015～0.03)g:(50～75)mL;所述光引發(fā)劑為安息香雙甲醚；所述反應(yīng)的時(shí)間為5～10h。[0012]優(yōu)選地，所述聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，在300℃、1.2kg測試條件下的熔融指數(shù)為10～40g/10min;所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076中的至少一種；所述分散劑為硬酯酸單甘油酯、乙撐雙硬脂酰胺中的至少一種；所述增韌劑為苯乙烯接枝馬來酸酐、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一種。[0013]上述高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料的制備方法，按照所述重量份數(shù)，將聚碳酸酯、阻燃劑、分散劑、抗氧劑、增強(qiáng)劑和增韌劑攪拌混合，得到混合料；將混合料加入雙螺桿擠出機(jī)[0014]優(yōu)選地，所述攪拌混合的轉(zhuǎn)速為800～1200rpm,時(shí)間為5～15min。[0015]優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)域的溫度范圍為200～260℃,主機(jī)轉(zhuǎn)速為300~850rpm。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下效果：1.本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，包括聚碳酸酯、阻燃劑等原料。該阻燃劑能夠通過氣相阻燃(磷-氮協(xié)同產(chǎn)生自由基淬滅效應(yīng))和凝聚相阻燃(催化成炭形成隔熱層)雙重機(jī)制顯著提升聚碳酸酯的阻燃性能。此外，阻燃劑分子中的酯基結(jié)構(gòu)可改善其與聚碳酸酯基體的相容性，提高其分散性；阻燃劑分子中的菲咯啉剛性骨架不僅能增強(qiáng)炭層強(qiáng)度，還能協(xié)助提升聚碳酸酯材料的力學(xué)性能。[0016]2.本發(fā)明高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料的原料中還添加了表面接枝碳酸酯基團(tuán)的羥6基磷灰石作為增強(qiáng)劑，顯著提升了聚碳酸酯材料的力學(xué)性能。一方面，引入碳酸酯基團(tuán)不僅能有效防止羥基磷灰石的團(tuán)聚，同時(shí)碳酸酯基團(tuán)與基體的結(jié)構(gòu)相似性，還能顯著改善增強(qiáng)劑與聚碳酸酯基體的相容性；另一方面，反應(yīng)過程中生成的氨酯基團(tuán)能與聚碳酸酯分子鏈形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步增強(qiáng)界面相互作用。兩者協(xié)同作用有效提升了增強(qiáng)劑在基體中的分散性和界面結(jié)合力，從而進(jìn)一步提高了聚碳酸酯材料的力學(xué)性能。附圖說明[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的增強(qiáng)劑與羥基磷灰石的FT-IR圖。具體實(shí)施方式[0018]以下結(jié)合具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制。實(shí)施例中未注明的具體條件，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器，如無特殊說明，均為通過市購渠道獲得的常規(guī)產(chǎn)品。[0019]本發(fā)明所用羥基磷灰石的粒徑為200nm;聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，在300℃、1.2kg測試條件下的熔融指數(shù)為20g/10min,購自Sigma-Aldrich;苯乙烯接枝馬來酸酐購自德國巴斯夫；甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物購自卡布達(dá)化工。[0020]實(shí)施例1一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，按重量份數(shù)計(jì)，包括以下原料：聚碳酸酯70份、阻燃劑8份、硬酯酸單甘油酯1份、抗氧劑10101份、增強(qiáng)劑5份、苯乙烯接枝馬來酸酐4份。[0021]上述阻燃劑的制備過程如下：.按照1,10-菲咯啉-4,7-二胺、三乙胺、二氯甲烷和化合物A的用量比為0.1mol:30mL:280mL:0.22mol,將1,10-菲咯啉-4,7-二胺、三乙胺加入二氯甲烷中充分溶解，冷卻至0℃,在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，再滴加化合物A(CAS:5381-98-6)的二氯甲烷溶液，室溫下攪拌反應(yīng)15h;將反應(yīng)液進(jìn)行濃縮、硅膠色譜柱純化(硅膠300～400目),收集洗脫液并旋蒸去除溶劑，最[0022]上述增強(qiáng)劑的制備過程如下：7(1)按照羥基磷灰石、甲苯二異氰酸酯、辛酸亞錫和丙酮的用量比為1g:1.5g:0.004g:60mL,將羥基磷灰石分散于丙酮中，再加入甲苯二異氰酸酯、辛酸亞錫，在60℃下反應(yīng)6h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾，將收集的粗產(chǎn)物用丙酮洗滌三次，干燥后得到異氰酸酯化羥基磷灰石；(2)按照異氰酸酯化羥基磷灰石、3-巰基丙醇和乙酸乙酯的用量比為1g:4g:65mL,將上述異氰酸酯化羥基磷灰石超聲分散在乙酸乙酯中，加入3-巰基丙醇，在80℃下反應(yīng)5h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾，將收集的粗產(chǎn)物依次用乙酸乙酯、乙醇洗滌一次，真空干燥后得到巰基化羥基磷灰石；(3)按照巰基化羥基磷灰石、烯丙基甲基碳酸酯、安息香雙甲醚和四氫呋喃的用量比為1g:0.9g:0.02g:60mL,將巰基化羥基磷灰石、烯丙基甲基碳酸酯和安息香雙甲醚(光引發(fā)劑)加入四氫呋喃中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)和紫外燈照射下反應(yīng)8h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾，將收集的粗產(chǎn)物依次用四氫呋喃、乙醇洗滌一次，真空干燥后得到增強(qiáng)劑。[0023]羥基磷灰石和上述制備的增強(qiáng)劑的FT-IR圖如圖1所示，圖1中曲線a對應(yīng)羥基磷灰石，曲線b對應(yīng)增強(qiáng)劑。曲線a中3420cm1歸屬于-OH的伸縮振動(dòng)，曲線b中3420cm?1處的羥基峰消失，同時(shí)在3340cm?1處出現(xiàn)氨基甲酸酯基團(tuán)中N-H的伸縮振動(dòng)峰，在1690cm?1處出現(xiàn)C=0的伸縮振動(dòng)峰，且在1747cm?1處出現(xiàn)碳酸酯基團(tuán)中C=0的特征峰，說明增強(qiáng)劑的成功獲得。[0024]本實(shí)施例還提供一種上述高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料的制備方法，具體步驟如下：苯乙烯接枝馬來酸酐加入高速攪拌機(jī)中，以1000rpm的轉(zhuǎn)速混合10min,得到混合料；將混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出、造粒，雙螺桿擠出機(jī)各段溫度為：一區(qū)220～240℃,三區(qū)240～250℃,四區(qū)250～260℃,主機(jī)轉(zhuǎn)速為500rpm,即可得到高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料。[0025]實(shí)施例2一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，按重量份數(shù)計(jì)，包括以下原料：聚碳酸酯60份、阻燃劑5份、乙撐雙硬脂酰胺0.1份、抗氧劑10760.1份、增強(qiáng)劑3份、苯乙烯接枝馬來酸酐1份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物1份。[0026]上述阻燃劑的制備過程如下：按照1,10-菲咯啉-4,7-二胺、三乙胺、二氯甲烷和化合物A的用量比為0.1mol:25mL:250mL:0.2mol,將1,10-菲咯啉-4,7-二胺、三乙胺加入二氯甲烷中充分溶解后，冷卻至-5℃,在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，再滴加化合物A(CAS:5381-98-6)的二氯甲烷溶液，室溫下攪拌反應(yīng)12h;將反應(yīng)液進(jìn)行濃縮、硅膠色譜柱純化(硅膠300～400目),收集洗脫液并旋蒸去除溶8[0027]上述增強(qiáng)劑的制備過程如下：(1)按照羥基磷灰石、甲苯二異氰酸酯、辛酸亞錫和丙酮的用量比為1g:1g:0.003g:50mL,將羥基磷灰石分散于丙酮中，再加入甲苯二異氰酸酯、辛酸亞錫，在50℃下反應(yīng)8h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾，將收集的粗產(chǎn)物用丙酮洗滌三次，干燥后得到異氰酸酯化羥基磷灰石；(2)按照異氰酸酯化羥基磷灰石、3-巰基丙醇和乙酸乙酯的用量比為1g:3g:50mL,將上述異氰酸酯化羥基磷灰石超聲分散在乙酸乙酯中，加入3-巰基丙醇，在85℃下反應(yīng)3h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾，將收集的粗產(chǎn)物依次用乙酸乙酯、乙醇洗滌一次，真空干燥后得到巰基化羥基磷灰石；(3)按照巰基化羥基磷灰石、烯丙基甲基碳酸酯、安息香雙甲醚和四氫呋喃的用量比為1g:0.6g:0.0015g:50mL,將巰基化羥基磷灰石、烯丙基甲基碳酸酯和安息香雙甲醚(光引發(fā)劑)加入四氫呋喃中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)和紫外燈照射下反應(yīng)5h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾，將收集的粗產(chǎn)物依次用四氫呋喃、乙醇洗滌一次，真空干燥后得到增強(qiáng)劑。[0028]本實(shí)施例還提供一種上述高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料的制備方法，具體步驟如下：甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物加入高速攪拌機(jī)中，以800rpm的轉(zhuǎn)速混合15min,區(qū)200～220℃,二區(qū)220～240℃,三區(qū)240～250℃,四區(qū)250～260℃,主機(jī)轉(zhuǎn)速為300rpm,即可得到高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料。一種高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料，按重量份數(shù)計(jì)，包括以下原料：聚碳酸酯80份、阻燃劑10份、硬酯酸單甘油酯1份、乙撐雙硬脂酰胺1份、抗氧劑10101份、抗氧劑10761份、增強(qiáng)劑8份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物6份。[0030]上述阻燃劑的制備過程如下：按照1,10-菲咯啉-4,7-二胺、三乙胺、二氯甲烷和化合物A的用量比為0.1mol:35mL:300mL:0.25mol,將1,10-菲咯啉-4,7-二胺、三乙胺加入二氯甲烷中充分溶解后，冷卻至5℃,在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，滴加化合物A(CAS:5381-98-6)的二氯甲烷溶液，在室溫下攪拌反應(yīng)18h;將反應(yīng)液進(jìn)行濃縮、硅膠色譜柱純化(硅膠300～400目),收集洗脫液并旋蒸去除溶[0031]上述增強(qiáng)劑的制備過程如下：(1)按照羥基磷灰石、甲苯二異氰酸酯、辛酸亞錫和丙酮的用量比為1g:2g:0.006g:75mL,將羥基磷灰石分散于丙酮中，再加入甲苯二異氰酸酯、辛酸亞錫，在75℃下反應(yīng)4h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾，將收集的粗產(chǎn)物用丙酮洗滌三次，干燥后得到異氰酸酯化羥基磷灰石；(2)按照異氰酸酯化羥基磷灰石、3-巰基丙醇和乙酸乙酯的用量比為1g:5g:75mL,將上述異氰酸酯化羥基磷灰石超聲分散在乙酸乙酯中，加入3-巰基丙醇，在75℃下反應(yīng)8h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾，將收集的粗產(chǎn)物依次用乙酸乙酯、乙醇洗滌一次，真空干燥后得到巰基化羥基磷灰石；(3)按照巰基化羥基磷灰石、烯丙基甲基碳酸酯、安息香雙甲醚和四氫呋喃的用量9比為1g:1.2g:0.03g:75mL,將巰基化羥基磷灰石、烯丙基甲基碳酸酯和安息香雙甲醚(光引發(fā)劑)加入四氫呋喃中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)和紫外燈照射下反應(yīng)10h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾，將收集的粗產(chǎn)物依次用四氫呋喃、乙醇洗滌一次，真空干燥后得到增強(qiáng)劑。[0032]本實(shí)施例還提供一種上述高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料的制備方法，具體步驟如下：按照上述重量份數(shù)稱取各原料，然后將聚碳酸酯、阻燃劑、乙撐雙硬脂酰胺、抗氧劑1010、抗氧劑1076、增強(qiáng)劑和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物加入高速攪拌機(jī)中，以1200rpm的轉(zhuǎn)速混合5min,得到混合料；將混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出、造粒，雙螺桿擠出機(jī)各段溫度為：一區(qū)200～220℃,二區(qū)220～240℃,三區(qū)240～250℃,四區(qū)250～260℃,主機(jī)轉(zhuǎn)速為850rpm,即可得到高強(qiáng)度阻燃聚碳酸酯塑料。對比例1與實(shí)施例1的內(nèi)容基本相同，其不同之處在于：在制備增強(qiáng)劑時(shí)，省去實(shí)步驟(2)和步驟(3),即將異氰酸酯化羥基磷灰石作為增強(qiáng)劑。[0034]對比例2對比例2與實(shí)施例1的內(nèi)容基本相同，其不同之處在于：省去實(shí)施例1中的阻燃劑。[0035]試驗(yàn)例將實(shí)施例1～3和對比例1～2制