技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种应用于手机外壳的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料的制备方法。
背景技术
聚碳酸酯是日常常见的材料，为一种无色透明的无定性热塑性材料，其特点是具有综合均衡的机械性能、热性能及电性能，由于其无色透明和优异的抗冲击性，日常常见的应用有CD/VCD光盘，桶装水瓶，婴儿奶瓶，防弹玻璃，树酯镜片、车头灯罩、手机外壳等等。但也存在某些缺陷如对缺口敏感，易于应力开裂、耐磨损性差，一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理等。
目前手机整机厚度越做越薄以及手机整机功能的增加，导致手机壳体厚度也逐渐减薄，从而出现壳体局部或者整体强度偏弱的情况，使用传统的PC或PC/ABS合金材料注塑生产的壳体强度不能满足手机相关性能的需要。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料，其原料配方为：
聚碳酸酯76-89重量份；
聚硅氧烷6重量份；
玻璃纤维8-15重量份；
添加料8重量份；
明矾 1-2重量份；
硼酸1-3重量份；
细辛脂素1-2重量份；
阿维菌素3重量份。
所述的每份添加料按百分百计量包括活性据磷酸铵22%、磷酸盐35%、红磷20%、氢氧化铝18%。
一种聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯加入工程塑料粉碎机进行粉碎后备用；
2）将步骤1）得到的粉状聚碳酸酯与聚硅氧烷混合后送入熔融设备内熔融，形成一号混合料；所述的熔融温度为430℃，熔融压力为40mbar；
3）将玻璃纤维以及硼酸加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为30min，得到二号混合料；
4）将明矾、细辛脂素及二号混合料加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为50r/min，搅拌时间为2h，得到三号混合料；
5）将步骤2）、步骤3）和步骤4）得到的一号混合料、二号混合料、三号混合料加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为20min；
6) 在步骤5）搅拌完成后，加入添加料和阿维菌素进行三段式搅拌，第一段搅拌的搅拌速度为370r/min，搅拌时间为30min，第二段搅拌的搅拌速度为 220/min，搅拌时间为 20min，第三段搅拌的搅拌速度为140r/min，搅拌时间为 3h；
7）将步骤6）得到的混合均匀的物料放入工程塑料挤出机进行造粒，得到塑胶颗粒；
8）将步骤7）得到的塑胶颗粒放入注塑机成型，其中烘料温度为 330℃，烘料时间为 20min；注塑加压温度为410℃，注塑加压时间为20-30s，注塑加压范围为50-65kgf/cm²。
上述技术方案的有益之处在于：
本发明提供了一种聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料的制备方法，由于在成分中加入聚硅氧烷、特制添加料等原料，并在制备工艺中将组份根据其原理性能分别制成一号混合料、二号混合料和三号混合料，然后在三号混合料的基础上加入添加料和阿维菌素，且严格把控每个步骤的温度、时长等因素，使混合料与添加料和阿维菌素之间形成一个“协同增效”的效果，经过试验证明，所得到的聚碳酸酯共聚材料的阻燃性能能达到V-0级，耐热时间最高达到25mi才出现变色现象，相比现有的手机外壳制备用聚碳酸酯，本发明更适用于手机外壳的制备，可以确保制得的手机外壳具备优异的性能。
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式
实施例1
一种聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料，其原料配方为：
聚碳酸酯76-89重量份；
聚硅氧烷6重量份；
玻璃纤维8-15重量份；
添加料8重量份；
明矾 1-2重量份；
硼酸1-3重量份；
细辛脂素1-2重量份；
阿维菌素3重量份。
所述的每份添加料按百分百计量包括活性据磷酸铵20-28%、磷酸盐30-40%、红磷12-22%、氢氧化铝15-25%。
在本实施例中，所述的添加料的配方配比优选为活性据磷酸铵22%、磷酸盐35%、红磷20%、氢氧化铝18%；通过试验证明，采用该配比可以保证产品具有优异的性能。
一种聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯加入工程塑料粉碎机进行粉碎后备用；
2）将步骤1）得到的粉状聚碳酸酯与聚硅氧烷混合后送入熔融设备内熔融，形成一号混合料；所述的熔融温度为430℃，熔融压力为40mbar；
3）将玻璃纤维以及硼酸加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为30min，得到二号混合料；
4）将明矾、细辛脂素及二号混合料加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为50r/min，搅拌时间为2h，得到三号混合料；
5）将步骤2）、步骤3）和步骤4）得到的一号混合料、二号混合料、三号混合料加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为20min；
6) 在步骤5）搅拌完成后，加入添加料和阿维菌素进行三段式搅拌，第一段搅拌的搅拌速度为370r/min，搅拌时间为30min，第二段搅拌的搅拌速度为 220/min，搅拌时间为 20min，第三段搅拌的搅拌速度为140r/min，搅拌时间为 3h；
7）将步骤6）得到的混合均匀的物料放入工程塑料挤出机进行造粒，得到塑胶颗粒；
8）将步骤7）得到的塑胶颗粒放入注塑机成型，其中烘料温度为 330℃，烘料时间为 20min；注塑加压温度为410℃，注塑加压时间为20-30s，注塑加压范围为50-65kgf/cm²。
实施例2
如实施例1所述的一种聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料及其制备方法，其中部分工艺还可以采用以下方式：
在其原料配方中：
所述的聚硅氧烷采用5重量份，添加料采用8重量份，阿维菌素采用2重量份。
在其制备方法中：
在步骤2）中，所述的熔融温度为410℃，熔融压力为50mbar。
在步骤6）中，所述第一段搅拌的搅拌速度为300r/min，第二段搅拌的搅拌速度为300r/min，第三段搅拌的搅拌速度为100r/min。
在步骤8）中，所述烘料温度为 300℃，烘料时间为 30min；注塑加压温度为 400℃。
实施例3
如实施例1所述的一种聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料及其制备方法，其中部分工艺还可以采用以下方式：
在其原料配方中：
所述的聚硅氧烷采用8重量份，添加料采用5重量份，阿维菌素采用5重量份。
在其制备方法中：
在步骤2）中，所述的熔融温度为450℃，熔融压力为30mbar。
在步骤6）中，所述第一段搅拌的搅拌速度为400r/min，第二段搅拌的搅拌速度为200r/min，第三段搅拌的搅拌速度为150r/min。
在步骤8）中，所述烘料温度为 350℃，烘料时间为 20min；注塑加压温度为 420℃。
实施例4
如实施例1所述的一种聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料及其制备方法，其中部分工艺还可以采用以下方式：
在其原料配方中：
所述的聚硅氧烷采用7重量份，添加料采用5重量份，阿维菌素采用4重量份。
在其制备方法中：
在步骤2）中，所述的熔融温度为420℃，熔融压力为50mbar。
在步骤6）中，所述第一段搅拌的搅拌速度为320r/min，第二段搅拌的搅拌速度为280r/min，第三段搅拌的搅拌速度为120r/min。
在步骤8）中，所述烘料温度为 340℃，烘料时间为 25min；注塑加压温度为 420℃。
本发明的技术要点在于在成分中加入聚硅氧烷、特制添加料等原料，并在制备工艺中将组份根据其原理性能分别制成一号混合料、二号混合料和三号混合料，然后在三号混合料的基础上加入添加料和阿维菌素，且严格把控每个步骤的温度、时长等因素，使混合料与添加料和阿维菌素之间形成一个“协同增效”的效果，大幅度提高本发明产品的性能，具体如下述试验方法的试验结果所示。
经过试验证明，经过本发明上述4个实施例所制得的聚碳酸酯共聚材料，即采用聚碳酸酯76-89重量份、聚硅氧烷5-8重量份、玻璃纤维8-15重量份、添加料5-8重量份、明矾 1-2重量份、硼酸1-3重量份、细辛脂素1-2重量份、阿维菌素2-5重量份，再经过本发明的制备工艺进行制备，所得到的聚碳酸酯共聚材料的阻燃性能能达到V-0级，耐热时间最高达到25mi才出现变色现象，相比现有的手机外壳制备用聚碳酸酯，本发明更适用于手机外壳的制备，可以确保制得的手机外壳具备优异的性能，经本发明人测试，制得的手机外壳的抗冲击能力相比普通手机外壳提高了3.7倍，乃低温性能提高了2倍以上。
性能试验：
试验一：针对成品聚碳酸酯共聚材料的阻燃性能做出测定。
试验样本：经本发明上述4个实施例所记载技术方案制得的产品和市面上的普通手机外壳制备用聚碳酸酯产品，不同技术得到的产品分别采样4种，普通聚碳酸酯产品也采样4种。
注：抽样标准采用gb/t2828.1-2012。
试验方法：对每个样品进行两次10秒的燃烧测试后，记录火焰熄灭时间，及是否有燃烧物掉落。
试验结果如表1所示：
表1
在以上测试中，系列1-5的4个重复均无燃烧物掉落。
注：表1中，系列1-4分别为本发明四个实施例所制得的产品，系列5为普通聚碳酸酯产品，重复1-4为各产品的重复采样。
通过表1可以看出，经过本发明所制得的聚碳酸酯共聚材料在测试时，最低时间为3秒，最高为8秒，而普通聚碳酸酯产品的最低时间为15秒，最高为18秒，可以证明经过本发明四个实施例所记载的技术方案所制得的聚碳酸酯共聚材料的阻燃等级均达到V-0级，普通聚碳酸酯产品的阻燃性能为V-1级。
试验结论：
通过表1可以看出，经本发明所记载的技术方案所制得的聚碳酸酯共聚材料的阻燃性能远高于市面上的普通手机外壳制备用聚碳酸酯产品的阻燃性能；其中，以实施例1所记载的制备方法，即 配方中的聚硅氧烷采用6重量份，添加料采用8重量份、阿维菌素采用3重量份；在步骤2）中，所述的熔融温度为430℃，熔融压力为400mbar；在步骤6）中，所述第一段搅拌的搅拌速度为370r/min，第二段搅拌的搅拌速度为220r/min，第三段搅拌的搅拌速度为140r/min；在步骤8）中，所述烘料温度为 330℃，烘料时间为 20min；注塑加压温度为 410℃所制得的成品聚碳酸酯共聚材料的阻燃性能最高，相比普通手机外壳制备用聚碳酸酯产品的阻燃性能，提升明显。
试验二：针对成品聚碳酸酯共聚材料的耐热时间做出测定。
试验样本：经本发明上述4个实施例所记载技术方案制得的产品和市面上的普通手机外壳制备用聚碳酸酯产品，不同技术得到的产品分别采样4种，普通聚碳酸酯产品也采样4种。
注：抽样标准采用gb/t2828.1-2012。
试验方法：在150℃±5℃的环境下进行烘烤，记录每个样品出现变色现象时的烘烤时间。
试验结果如表2所示：
表2
注：表2中，系列1-4分别为本发明四个实施例所制得的产品，系列5为的普通聚碳酸酯产品，重复1-4为各产品的重复采样。
通过表2可以看出，经本发明所记载的技术方案所制得的聚碳酸酯共聚材料的耐热时间最高达到25min才出现变色现象，最低达到17min，而普通聚碳酸酯产品的耐热时间最高只达到11min。
试验结论：
通过表2可以看出，经本发明所记载的技术方案所制得的聚碳酸酯共聚材料的耐热时间远高于市面上的普通手机外壳制备用聚碳酸酯产品的耐热时间；其中，以实施例1所记载的制备方法，即配方中的聚硅氧烷采用6重量份，添加料采用8重量份、阿维菌素采用3重量份；在步骤2）中，所述的熔融温度为430℃，熔融压力为400mbar；在步骤6）中，所述第一段搅拌的搅拌速度为370r/min，第二段搅拌的搅拌速度为220r/min，第三段搅拌的搅拌速度为140r/min；在步骤8）中，所述烘料温度为 330℃，烘料时间为 20min；注塑加压温度为 410℃所制得的成品聚碳酸酯共聚材料的耐热时间最高，最高达到25mi才出现变色现象，相比普通聚碳酸酯产品的耐热性能，提升明显。