技术摘要：
本发明涉及家用电器材料的技术领域，具体公开了一种家用电器用PC阻燃复合材料，其由包含以下重量份的原料配制而成：PC61.9‑76.6%、玻璃纤维8‑12%、光屏蔽剂0.1‑2%、阻燃剂0.3‑0.5%、增韧剂0.2‑0.8%、抗氧剂5‑10%、光稳定剂0.3‑0.8%、偶联剂0.5‑2.0%、绝缘剂4‑ 全部
背景技术：
聚碳酸树脂(PC)是一种综合性能优越的工程塑料，也是近年来增长速度最快的通 用工程塑料之一，具有优异的冲击韧性、尺寸稳定性、电气绝缘性、耐候性和无毒性等优点。 基于PC材料的优异性能，现今已广泛应用于家用电器、汽车、办公设备、医疗保健等多个领 域。在家用电器用PC材料生产中，常常需要添加其他辅助材料，如玻璃纤维、光屏蔽剂、绝缘 剂等，从而达到实际生产中需要的各项性能指标要求。 二氧化钛作为一种性能优异的无机紫外光屏蔽剂和吸收剂，不仅能够散射进入材 料内部的紫外光，而且还可通过电子跃迁有效吸收紫外光能量，在高分子材料的耐紫外光 老化改性领域已获得广泛应用。而纳米二氧化钛基于其较大的表面积，可以增加与紫外光 的接触面积，使其光屏蔽性大大提高。而纳米二氧化钛中晶型最稳定的金红石型纳米二氧 化钛也被逐渐应用。 现有技术中，已有将二氧化钛添加到家用电器用PC复合材料中，以提高家用电器 用PC复合材料的光屏蔽性。如公告号为CN103408914B的中国发明专利公开了一种用于家用 电器的改性PC复合材料及制备方法，其家用电器的改性PC复合材料的配方为：PC：78份、 MBS：7份、二氧化钛：5份、玻璃纤维：8份、无卤阻燃剂FR-2025：0.2份、抗滴落剂PTFE：0.3份、 抗氧剂1076：0.2份、光稳定剂770：0.2份、偶联剂PETS：0.8份。其家用电器的改性PC复合材 料的制备方法为：(1)先将PC放入烘箱在120℃烘240分钟，之后将PC、MBS、TiO2按照规定质 量份数加入到高速混合机混料，搅拌均匀之后，加入规定质量份数的阻燃剂、抗滴落剂、抗 氧剂、光稳定剂和偶联剂后，混合均匀；(2)将上述物料加入到双螺杆挤出机中,挤出过程中 在玻璃纤维口处加入处理后的玻璃纤维进行挤出；其中，双螺杆挤出机各区温度为，一段： 210-215℃；二段：230-245℃；三段：240-255℃；机头220-230℃；挤出料条经过水槽冷却到 室温，通过切粒机造粒。 通过上述工艺，能够制备光屏蔽性提高的家用电器用PC复合材料。但是受二氧化 钛自身性质的影响，使上述工艺存在如下缺陷：二氧化钛受其制备方法的影响，其颗粒表面 带有大量羟基而显亲水性，导致二氧化钛在家用电器用PC复合材料内部容易团聚和分相， 使家用电器用PC复合材料各部分的光屏蔽性不均一。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种家用电器用PC阻燃 复合材料，能够使原料中的纳米二氧化钛分布均匀，从而提高家用电器用PC复合材料的光 屏蔽性的均匀度。 本发明的第二个目的在于提供一种家用电器用PC阻燃复合材料的制备方法。 3 CN 111607210 A 说 明 书 2/8 页 为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案： 一种家用电器用PC阻燃复合材料，其由包含以下重量份的原料配制而成：PC61 .9- 76.6％、玻璃纤维8-12％、光屏蔽剂0.1-2％、阻燃剂0.3-0.5％、增韧剂0.2-0.8％、抗氧剂 5-10％、光稳定剂0.3-0.8％、偶联剂0.5-2.0％、绝缘剂4-15％；所述光屏蔽剂为有机改性 纳米金红石型二氧化钛。 通过采用上述技术方案，二氧化钛表面带有大量的羟基，表现为亲水性，在家用电 器用PC阻燃复合材料内部易团聚，使其分布不均；本发明采用有机改性纳米金红石型二氧 化钛，通过在纳米金红石型二氧化钛表面进行有机改性，使纳米金红石型二氧化钛由原来 的亲水性转变为疏水性，根据相似相溶原理，有机改性纳米金红石型二氧化钛可以均匀分 布在家用电器用PC阻燃复合材料内，从而使家用电器用PC阻燃复合材料的光屏蔽性提高并 且比较均一。 作为优选方案，所述原料的重量份为PC64-68％、玻璃纤维10-11％、有机改性纳米 金红石型二氧化钛0.7-1％、阻燃剂0.3-0.4％、增韧剂0.3-0.5％、抗氧剂7-9％、光稳定剂 0.5-0.6％、偶联剂1-1.7％；绝缘剂10-14％。 通过采用上述技术方案，有机改性纳米金红石型二氧化钛的添加量在0.7-1％的 范围内时，家用电器用PC阻燃复合材料的光屏蔽性最好，有机改性纳米金红石型二氧化钛 的添加量大于1％时，对应的家用电器用PC阻燃复合材料的光屏蔽性无明显增加。 作为优选方案，所述有机改性纳米金红石型二氧化钛为硅烷偶联剂A151改性纳米 金红石型二氧化钛。 通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂A151通过共价键与纳米金红石型二氧化钛表 面的羟基反应，实现对纳米金红石型二氧化钛的有机改性。 作为优选方案，所述硅烷偶联剂A151改性纳米金红石型二氧化钛通过以下步骤制 得：1)以去离子水为溶剂，配制浓度为2-5mol/L的钛酸四丁酯溶液； 2)在3-5mol/L的硝酸溶液中，以每小时150-200mL的速度滴加步骤1)中的钛酸四丁酯 溶液，边滴加边搅拌，滴加完毕后反应4-6h，得到悬浮液A，滴加的钛酸四丁酯溶液与硝酸溶 液的体积比为1:1-1:3； 3)在步骤2)得到的悬浮液A中通过添加氨水将悬浮液A的pH调节至2-3，然后加入体积 为悬浮液A体积7-10倍的无水乙醇，得到混合液B； 4)在步骤3)的混合液B中，以150-200mL的速度滴加硅烷偶联剂A-151，滴加的硅烷偶联 剂A-151的量与钛酸四丁酯溶液中钛酸四丁酯的固含量比为1:1，边滴加边搅拌，滴加完毕 后，继续搅拌反应2-3h，然后离心得到沉淀A； 5)将沉淀A进行洗涤，然后进行干燥，即可得到硅烷偶联剂A151改性纳米金红石型二氧 化钛。 通过采用上述技术方案，在酸性条件下滴加钛酸四丁酯溶液，钛酸四丁酯在酸性 条件下进行水解形成金红石型二氧化钛，然后在纳米金红石型二氧化钛的悬浮液中添加硅 烷偶联剂A-151，可以硅烷偶联剂A-151与纳米金红石型二氧化钛表面的羟基反应，使纳米 金红石型二氧化钛进行改性。 作为优选方案，将所述步骤5)中的沉淀A先用去离子水进行洗涤2-3次，然后用无 水乙醇进行洗涤2-3次，然后在50-70℃下进行干燥即可得到硅烷偶联剂A151改性纳米金红 4 CN 111607210 A 说 明 书 3/8 页 石型二氧化钛。 通过采用上述方案，通过用乙醇洗涤，可将去离子水进行置换，再将无水乙醇进行 烘干即可，无水乙醇比水较易烘干，可节省烘干时间。 作为优选方案，所述步骤2)中的反应温度为45-60℃。 通过采用上述方案，温度过低时，反应速度过慢，温度过高时，硝酸分解过快，不利 于酸性条件的维持，并且造成硝酸的浪费。 本发明的第二个目的是提供一种家用电器用PC阻燃复合材料的制备方法，包括以 下步骤： 1)将PC、玻璃纤维、光屏蔽剂、阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、偶联剂和绝缘剂混合 均匀，形成混合料A； 2)将步骤1)中的混合料A在260-280℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得家用电器用 PC复合材料。 通过采用上述技术方案，先将家用电器用PC阻燃复合材料的各个原料进行混匀， 再将混匀后的混合料A经熔融混炼挤出、冷却造粒，可制得家用电器用PC复合材料。 作为优选方案，在步骤1)中对玻璃纤维进行如下预处理： 以无水乙醇为溶剂，配制偶联剂溶液，所述无水乙醇与所述偶联剂的体积比为1:1，随 后，将玻璃纤维放置在配制好的偶联剂溶液中浸泡1h，玻璃纤维与偶联剂的质量比为98:2， 随后将其在100℃下烘干即可。 通过采用上述技术方案，通过对玻璃纤维的预处理，可以对玻璃纤维表面带有偶 联剂，使玻璃纤维较容易分散在PC阻燃复合材料中。 综上所述，本发明具有以下有益效果： (1)通过添加硅烷偶联剂A151改性金红石型纳米二氧化钛制备的家用电器用PC阻 燃复合材料的光屏蔽性良好；在添加的添加硅烷偶联剂A151改性金红石型纳米二氧化钛中 的二氧化钛固含量为80.1％时，其对应的家用电器用PC阻燃复合材料的光屏蔽性可达到 6.6％，与现有技术相比，二氧化钛的添加量减少，并且其光屏蔽性有较明显的提高。 (2)本发明采用的光屏蔽剂随着加入量增加，其光屏蔽性呈上升趋势，但在加入量 到达1％以上时，其对应的家用电器用PC复合材料的光屏蔽性增加不明显，在光屏蔽剂添加 量为1％的光屏蔽性效果最佳，并且光屏蔽剂在家用电器用PC复合材料内分布均匀，使家用 电器用PC复合材料的各个部分的光屏蔽性比较均匀，有利于提高家用电器用PC复合材料的 品质。 (3)在酸性条件下滴加钛酸四丁酯溶液，钛酸四丁酯在酸性条件下进行水解形成 金红石型二氧化钛，并且在水解后形成的金红石型二氧化钛悬浮液中直接加入硅烷偶联剂 A151进行改性，可以减少将金红石型二氧化钛与分散剂分离再分散进行改性的步骤，在制 备时间上大大减少。
本发明涉及家用电器材料的技术领域，具体公开了一种家用电器用PC阻燃复合材料，其由包含以下重量份的原料配制而成：PC61.9‑76.6%、玻璃纤维8‑12%、光屏蔽剂0.1‑2%、阻燃剂0.3‑0.5%、增韧剂0.2‑0.8%、抗氧剂5‑10%、光稳定剂0.3‑0.8%、偶联剂0.5‑2.0%、绝缘剂4‑ 全部
背景技术：
聚碳酸树脂(PC)是一种综合性能优越的工程塑料，也是近年来增长速度最快的通 用工程塑料之一，具有优异的冲击韧性、尺寸稳定性、电气绝缘性、耐候性和无毒性等优点。 基于PC材料的优异性能，现今已广泛应用于家用电器、汽车、办公设备、医疗保健等多个领 域。在家用电器用PC材料生产中，常常需要添加其他辅助材料，如玻璃纤维、光屏蔽剂、绝缘 剂等，从而达到实际生产中需要的各项性能指标要求。 二氧化钛作为一种性能优异的无机紫外光屏蔽剂和吸收剂，不仅能够散射进入材 料内部的紫外光，而且还可通过电子跃迁有效吸收紫外光能量，在高分子材料的耐紫外光 老化改性领域已获得广泛应用。而纳米二氧化钛基于其较大的表面积，可以增加与紫外光 的接触面积，使其光屏蔽性大大提高。而纳米二氧化钛中晶型最稳定的金红石型纳米二氧 化钛也被逐渐应用。 现有技术中，已有将二氧化钛添加到家用电器用PC复合材料中，以提高家用电器 用PC复合材料的光屏蔽性。如公告号为CN103408914B的中国发明专利公开了一种用于家用 电器的改性PC复合材料及制备方法，其家用电器的改性PC复合材料的配方为：PC：78份、 MBS：7份、二氧化钛：5份、玻璃纤维：8份、无卤阻燃剂FR-2025：0.2份、抗滴落剂PTFE：0.3份、 抗氧剂1076：0.2份、光稳定剂770：0.2份、偶联剂PETS：0.8份。其家用电器的改性PC复合材 料的制备方法为：(1)先将PC放入烘箱在120℃烘240分钟，之后将PC、MBS、TiO2按照规定质 量份数加入到高速混合机混料，搅拌均匀之后，加入规定质量份数的阻燃剂、抗滴落剂、抗 氧剂、光稳定剂和偶联剂后，混合均匀；(2)将上述物料加入到双螺杆挤出机中,挤出过程中 在玻璃纤维口处加入处理后的玻璃纤维进行挤出；其中，双螺杆挤出机各区温度为，一段： 210-215℃；二段：230-245℃；三段：240-255℃；机头220-230℃；挤出料条经过水槽冷却到 室温，通过切粒机造粒。 通过上述工艺，能够制备光屏蔽性提高的家用电器用PC复合材料。但是受二氧化 钛自身性质的影响，使上述工艺存在如下缺陷：二氧化钛受其制备方法的影响，其颗粒表面 带有大量羟基而显亲水性，导致二氧化钛在家用电器用PC复合材料内部容易团聚和分相， 使家用电器用PC复合材料各部分的光屏蔽性不均一。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种家用电器用PC阻燃 复合材料，能够使原料中的纳米二氧化钛分布均匀，从而提高家用电器用PC复合材料的光 屏蔽性的均匀度。 本发明的第二个目的在于提供一种家用电器用PC阻燃复合材料的制备方法。 3 CN 111607210 A 说 明 书 2/8 页 为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案： 一种家用电器用PC阻燃复合材料，其由包含以下重量份的原料配制而成：PC61 .9- 76.6％、玻璃纤维8-12％、光屏蔽剂0.1-2％、阻燃剂0.3-0.5％、增韧剂0.2-0.8％、抗氧剂 5-10％、光稳定剂0.3-0.8％、偶联剂0.5-2.0％、绝缘剂4-15％；所述光屏蔽剂为有机改性 纳米金红石型二氧化钛。 通过采用上述技术方案，二氧化钛表面带有大量的羟基，表现为亲水性，在家用电 器用PC阻燃复合材料内部易团聚，使其分布不均；本发明采用有机改性纳米金红石型二氧 化钛，通过在纳米金红石型二氧化钛表面进行有机改性，使纳米金红石型二氧化钛由原来 的亲水性转变为疏水性，根据相似相溶原理，有机改性纳米金红石型二氧化钛可以均匀分 布在家用电器用PC阻燃复合材料内，从而使家用电器用PC阻燃复合材料的光屏蔽性提高并 且比较均一。 作为优选方案，所述原料的重量份为PC64-68％、玻璃纤维10-11％、有机改性纳米 金红石型二氧化钛0.7-1％、阻燃剂0.3-0.4％、增韧剂0.3-0.5％、抗氧剂7-9％、光稳定剂 0.5-0.6％、偶联剂1-1.7％；绝缘剂10-14％。 通过采用上述技术方案，有机改性纳米金红石型二氧化钛的添加量在0.7-1％的 范围内时，家用电器用PC阻燃复合材料的光屏蔽性最好，有机改性纳米金红石型二氧化钛 的添加量大于1％时，对应的家用电器用PC阻燃复合材料的光屏蔽性无明显增加。 作为优选方案，所述有机改性纳米金红石型二氧化钛为硅烷偶联剂A151改性纳米 金红石型二氧化钛。 通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂A151通过共价键与纳米金红石型二氧化钛表 面的羟基反应，实现对纳米金红石型二氧化钛的有机改性。 作为优选方案，所述硅烷偶联剂A151改性纳米金红石型二氧化钛通过以下步骤制 得：1)以去离子水为溶剂，配制浓度为2-5mol/L的钛酸四丁酯溶液； 2)在3-5mol/L的硝酸溶液中，以每小时150-200mL的速度滴加步骤1)中的钛酸四丁酯 溶液，边滴加边搅拌，滴加完毕后反应4-6h，得到悬浮液A，滴加的钛酸四丁酯溶液与硝酸溶 液的体积比为1:1-1:3； 3)在步骤2)得到的悬浮液A中通过添加氨水将悬浮液A的pH调节至2-3，然后加入体积 为悬浮液A体积7-10倍的无水乙醇，得到混合液B； 4)在步骤3)的混合液B中，以150-200mL的速度滴加硅烷偶联剂A-151，滴加的硅烷偶联 剂A-151的量与钛酸四丁酯溶液中钛酸四丁酯的固含量比为1:1，边滴加边搅拌，滴加完毕 后，继续搅拌反应2-3h，然后离心得到沉淀A； 5)将沉淀A进行洗涤，然后进行干燥，即可得到硅烷偶联剂A151改性纳米金红石型二氧 化钛。 通过采用上述技术方案，在酸性条件下滴加钛酸四丁酯溶液，钛酸四丁酯在酸性 条件下进行水解形成金红石型二氧化钛，然后在纳米金红石型二氧化钛的悬浮液中添加硅 烷偶联剂A-151，可以硅烷偶联剂A-151与纳米金红石型二氧化钛表面的羟基反应，使纳米 金红石型二氧化钛进行改性。 作为优选方案，将所述步骤5)中的沉淀A先用去离子水进行洗涤2-3次，然后用无 水乙醇进行洗涤2-3次，然后在50-70℃下进行干燥即可得到硅烷偶联剂A151改性纳米金红 4 CN 111607210 A 说 明 书 3/8 页 石型二氧化钛。 通过采用上述方案，通过用乙醇洗涤，可将去离子水进行置换，再将无水乙醇进行 烘干即可，无水乙醇比水较易烘干，可节省烘干时间。 作为优选方案，所述步骤2)中的反应温度为45-60℃。 通过采用上述方案，温度过低时，反应速度过慢，温度过高时，硝酸分解过快，不利 于酸性条件的维持，并且造成硝酸的浪费。 本发明的第二个目的是提供一种家用电器用PC阻燃复合材料的制备方法，包括以 下步骤： 1)将PC、玻璃纤维、光屏蔽剂、阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、偶联剂和绝缘剂混合 均匀，形成混合料A； 2)将步骤1)中的混合料A在260-280℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得家用电器用 PC复合材料。 通过采用上述技术方案，先将家用电器用PC阻燃复合材料的各个原料进行混匀， 再将混匀后的混合料A经熔融混炼挤出、冷却造粒，可制得家用电器用PC复合材料。 作为优选方案，在步骤1)中对玻璃纤维进行如下预处理： 以无水乙醇为溶剂，配制偶联剂溶液，所述无水乙醇与所述偶联剂的体积比为1:1，随 后，将玻璃纤维放置在配制好的偶联剂溶液中浸泡1h，玻璃纤维与偶联剂的质量比为98:2， 随后将其在100℃下烘干即可。 通过采用上述技术方案，通过对玻璃纤维的预处理，可以对玻璃纤维表面带有偶 联剂，使玻璃纤维较容易分散在PC阻燃复合材料中。 综上所述，本发明具有以下有益效果： (1)通过添加硅烷偶联剂A151改性金红石型纳米二氧化钛制备的家用电器用PC阻 燃复合材料的光屏蔽性良好；在添加的添加硅烷偶联剂A151改性金红石型纳米二氧化钛中 的二氧化钛固含量为80.1％时，其对应的家用电器用PC阻燃复合材料的光屏蔽性可达到 6.6％，与现有技术相比，二氧化钛的添加量减少，并且其光屏蔽性有较明显的提高。 (2)本发明采用的光屏蔽剂随着加入量增加，其光屏蔽性呈上升趋势，但在加入量 到达1％以上时，其对应的家用电器用PC复合材料的光屏蔽性增加不明显，在光屏蔽剂添加 量为1％的光屏蔽性效果最佳，并且光屏蔽剂在家用电器用PC复合材料内分布均匀，使家用 电器用PC复合材料的各个部分的光屏蔽性比较均匀，有利于提高家用电器用PC复合材料的 品质。 (3)在酸性条件下滴加钛酸四丁酯溶液，钛酸四丁酯在酸性条件下进行水解形成 金红石型二氧化钛，并且在水解后形成的金红石型二氧化钛悬浮液中直接加入硅烷偶联剂 A151进行改性，可以减少将金红石型二氧化钛与分散剂分离再分散进行改性的步骤，在制 备时间上大大减少。
