一种滤红外线的par-pc阻燃薄壁注塑合金材料、制备方法及其应用
阅读说明：本技术 一种滤红外线的par-pc阻燃薄壁注塑合金材料、制备方法及其应用 (Infrared-filtering PAR-PC flame-retardant thin-wall injection molding alloy material, and preparation method and application thereof ) 是由 甘浩军 王聪 吴秋琴 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种滤红外线的PAR-PC阻燃薄壁注塑合金材料、制备方法及其应用,所述合金材料包括如下重量份的组分：聚碳酸酯10～80份、聚芳酯20～90份、阻燃剂0.1～0.6份、减粘剂0.1～0.3份、增韧剂0～10％份、滤红外线色粉0.1～10份。本发明的合金材料不仅具有高流动、高强度的特性,还可以有效过滤一定波段的红外光线,从而可以使其在隔热或者对红外透过有特殊要求的领域使用。(The invention discloses an infrared-filtering PAR-PC flame-retardant thin-wall injection molding alloy material, a preparation method and application thereof, wherein the alloy material comprises the following components in parts by weight: 10-80 parts of polycarbonate, 20-90 parts of polyarylate, 0.1-0.6 part of flame retardant, 0.1-0.3 part of viscosity reducer, 0-10% of toughening agent and 0.1-10 parts of infrared filtering toner. The alloy material disclosed by the invention not only has the characteristics of high fluidity and high strength, but also can effectively filter infrared rays in a certain waveband, so that the alloy material can be used in the field with heat insulation or special requirements on infrared transmission.)
技术领域
本发明属于本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高流动、高强度滤红外线的PAR-PC阻燃薄壁注塑合金材料、制备方法及其应用。
背景技术
聚芳酯(PAR)是一种透明无定形热塑性工程塑料，具有优良的耐热性、阻燃性和无毒性。可以直接采用普通热塑性成型方法加工成制品。聚碳酸酯(PC)是分子链中含有碳酸酯的一类聚合物。是五大工程塑料之一，具有良好的透明性的，耐热性，抗冲击性和加工性。PAR是具备优良特性的特种塑料，但其加工性较差，流动性不好，较难制备高融指的PAR材料，PC相对比PAR加工温度低，融指可调控，与PAR的相容性好，性能较为接近。从而改善了PAR的加工性能，可以注塑一些结构复杂，薄壁化的合金材料。
经过共混改性的PAR/PC合金，由于PC优异的力学性能和加工性。加入PC可以更好的提高PAR加工性，同时降低成本。再通过调整比例，增加相关助剂，可以广泛用于生产电器产品结构件。
CN110437596B公开一种透明耐热的聚碳酸酯材料及其制备方法，该聚碳酸酯材料为聚碳酸酯、聚芳酯和有机盐的共混物。其制备方法是将聚碳酸酯、聚芳酯分别在80～120℃下真空干燥24～48h；将干燥后的聚碳酸酯、聚芳酯和有机盐按质量比60～90：40～10：0.3～3，加入熔融混炼设备250～300℃下进行熔融混炼，得到混合物；将混合物从熔融混炼设备中出料，降至常温，得到聚碳酸酯材料，所述聚碳酸酯材料具有优异的透光性和良好的耐热性能，其制备方法仅需使用常用的熔融混炼设备，工业制备简单。
CN108164955A公开了一种PC阻燃透红外材料及其制备方法，该PC阻燃透红外材料包括如下成分的原料：100重量份的PC树脂，0.3-0.6重量份的透明无卤阻燃剂，0.07-0.09重量份的特定色粉以及0.04-0.06重量份的分散剂，该特定色粉由透明红色粉、透明绿色粉、透明蓝紫色粉以相等或者不等的比例互配形成。本发明可以解决现有技术中阻燃性能与红外透过率很难平衡的问题。
现有技术的PAR-PC合金材料透光性好，红外透过率高，对于一些特定的应用场景需要过滤红外线。因此，需要对现有技术的PAR-PC合金材料进一步改性，以满足新场景下的应用需求。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种滤红外线的PAR-PC阻燃薄壁注塑合金材料，可以起到过滤红外线的作用，同时不显著降低合金材料的透光性，还能保证较高的流动性和高强度。
本发明的另一目的在于提供这种滤红外线的PAR-PC阻燃薄壁注塑合金材料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供这种滤红外线的PAR-PC阻燃薄壁注塑合金材料的应用。
为实现以上发明目的，本发明采用如下的技术方案：
一种滤红外线的PAR-PC阻燃薄壁注塑合金材料，包括如下重量份的组分：聚碳酸酯10～80份、聚芳酯PAR20～90份、阻燃剂0.1～0.6份、减粘剂0.1～0.3份、增韧剂0～10％份、滤红外线色粉0.1～10份。
在一个优选的实施方案中，所述的一种滤红外线的PAR-PC阻燃薄壁注塑合金材料，包括如下重量份的组分：聚碳酸酯15～60份、聚芳酯PAR25～80份、阻燃剂0.15～0.5份、减粘剂0.15～0.25份、增韧剂1～8％份、滤红外线色粉0.15～5份、相容剂0.1～0.5份、抗氧剂0.1～0.5份、润滑剂0.1～0.5份。
其中，所述聚碳酸酯PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯。
其中，所述阻燃剂选自无卤阻燃剂，优选为硅系阻燃剂。
其中，所述减粘剂选自减粘剂KL-36。
其中，所述增韧剂选自MBS增韧剂。
其中，所述滤红外线色粉选自二氧化钛、二氧化锆、二氧化铪、五氧化二铌或氮化硅中的至少任意一种。
另一方面，前述的一种滤红外线的PAR-PC阻燃薄壁注塑合金材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将一定重量份的PC及PAR、相容剂、阻燃剂、增韧剂、滤红外线色粉、减粘剂经高速混合机混匀后，置于加料器中，定量从双螺杆挤出机第一进料口加入，经双螺杆共混、挤出、冷却、切粒得到PAR-PC合金材料粒子；优选地，所述双螺杆挤出机的挤出温度为310～350℃、螺杆转速为280～320r/min；
2)所述合金粒子经100-120℃、4-6h干燥后，用注射机注塑成薄壁合金材料成品；优选地，所述注塑温度为320～350℃、注塑压力为60～80MPa。
再一方面，前述的一种滤红外线的PAR-PC阻燃薄壁注塑合金材料的在隔热、医疗、眼镜或高端电子领域的应用。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1)本发明通过在合金材料中加入一种特定的过滤红外色粉，制成滤红外线的PAR-PC阻燃薄壁注塑合金材料，可以起到过滤红外线的作用，可应用于对红外线有特殊要求的领域。
2)本发明通过体系配方的设计和配合，制备的注塑合金材料除能有效过滤红外线外，同时不显著降低合金材料的透光性，还能保证较高的流动性和高强度。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
主要原料：
PC，1250Y，帝人化学有限公司；
PAR，NAR，日本钟渊；
酯交换抑制剂，法国阿科玛；
高温抗氧剂S9228、BASF公司；
硅系阻燃剂，硅酮母粒，SG－100A，道康宁集团；
滤红外线色粉，二氧化钛、二氧化锆、二氧化铪、五氧化二铌或氮化硅，阿拉丁；
相容剂SMA-700，嘉兴华雯；
减粘剂KL-36，广州呈和；
MBS增韧剂，M-701，日本钟渊。
仪器与设备：
双螺杆挤出机，CTE-35，科倍隆机械公司；
高速混合机，HB-50A，红宝机械有限公司；
注射机，CJ120M，震雄塑料机械有限公司。
性能测试：
冲击强度(悬臂梁法，带缺口)按ASTM D256测定；
拉伸强度按ASTM D638测定；
弯曲强度按ASTM D790测定；
热变形温度按ASTM D648测定；
熔体流动速率按ASTM D1238测定；
阻燃性能按UL 94标准测定，试样厚度1.6mm；
红外透过率按Docolor*测试标准在2mm厚度，800-1100nm条件下测定得到。
制备方法：
实施例和对比例按表1的配方和工艺条件将干燥后的PC及PAR、相容剂，阻燃剂,增韧剂，抗氧剂，滤红外线色粉，减粘剂，润滑剂等经高速混合机混匀后，置于加料器中，定量从双螺杆挤出机第一进料口加入,挤出温度310～350℃、螺杆转速280～320r/min下，经双螺杆共混、挤出、冷却、切粒得到PAR-PC合金材料成品；该合金粒子经120℃、4h干燥后，用注射机在320～350℃、60～80MPa下注塑成标准试样，以备性能测试，性能测试数据见表2。
表1实施例和对比例配方和工艺条件数据表(重量份)
表2实施例和对比例试样的性能测试数据
由上表可知，PAR/PC的不同配比、减粘剂加入量对PAR/PC合金流动性能有较大影响，得到适合注塑薄壁件PAR/PC材料，同时加入微量硅系阻燃剂和相容剂，可以有效的提高PAR/PC合金体系的阻燃作用，而且添加量少，对综合性能无影响。酯交换抑制剂可以防止PAR和PC在高温挤出过程中发生酯交换反应，导致材料性能下降。通过加入滤红外线色粉，可以有效过滤一定波段的红外光线，从而可以使其在隔热或者对红外透过有特殊要求的领域使用。
MBS和SMA可以明显提高PAR/PC的缺口冲击强度；PAR/PC为70/30时合金的冲击性能最佳，在此PAR/PC合金中添加0.5％的硅系阻燃剂，可以使其具有优异的阻燃性能(达到0.8mm UL 94V-0级)。同时保持原有的透明度和力学性能，采用该方法制备的PAR/PC合金材料在高端电子领域具有较高的实用价值。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。