一種透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法，所述聚碳酸酯復(fù)合材料包含以下重量份的各組分：聚碳酸酯樹脂900～980份，聚硅氧烷阻燃劑5～50份，磺酸鹽阻燃劑1～10份，助劑5～50份。所述制備方法包括以下步驟：將聚碳酸樹脂、聚硅氧烷阻燃劑、磺酸鹽阻燃劑、助劑在高混機(jī)中混合，然后經(jīng)雙螺桿擠出造粒，干燥后注塑，即得。本發(fā)明一方面克服了溴系阻燃聚碳酸酯材料在燃燒和熱裂解過程中產(chǎn)生四溴代二苯并二噁烷及四溴代雙苯并呋喃等致癌物質(zhì)的危害，另一方面具有優(yōu)異的阻燃性能，達(dá)到美國(guó)UL94V-0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)具有高透明度、優(yōu)良的力學(xué)性能、熱性能、低溫性能和低煙性能，且顯著改善了材料的加工性能。
【專利說明】一種透明無南低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚碳酸酯復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚碳酸酯(PC)是一種綜合性能優(yōu)越的熱塑性工程塑料，因其優(yōu)異的耐候性能、高抗沖擊性能、優(yōu)異的電絕緣性，被廣泛用于汽車工業(yè)、儀表儀器、電子電器等領(lǐng)域。然而，未經(jīng)改性的聚碳酸酯仍有不足之處，表現(xiàn)在阻燃性不夠，不能滿足對(duì)阻燃級(jí)別要求較高或很高的場(chǎng)合。聚碳酸酯經(jīng)過改性，可克服上述的缺點(diǎn)。目前通過在聚碳酸酯中加入阻燃劑，以提高材料阻燃級(jí)別的研究已有很多，如采用溴系阻燃劑、磷酸酯類阻燃劑、磺酸鹽阻燃劑、聚硅氧烷阻燃劑等。其中溴系阻燃聚碳酸酯材料在燃燒和熱裂解過程中產(chǎn)生四溴代二苯并二噁烷及四溴代雙苯并呋喃等致癌物質(zhì)危害；磷酸酯類阻燃雖然避免溴系阻燃體系燃燒過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，但其熔點(diǎn)較低和高揮發(fā)性，易引起PC復(fù)合材料的耐熱大幅下降和成型過程中的揮發(fā)損失，另外，還犧牲了 PC材料本身的透明性；磺酸鹽阻燃劑因其添加量少、效率高、能保持PC材料透明的特點(diǎn)，而得到廣泛應(yīng)用，但單獨(dú)使用不能滿足更高的阻燃要求，如薄壁制件的阻燃要求；聚硅氧烷阻燃劑以其優(yōu)異的加工性、一定的阻燃性以及良好的力學(xué)性能(尤其是高低溫沖擊性能)，特別是對(duì)環(huán)境友好(低煙、低CO生成)而備受研究者重視，但是單獨(dú)使用其作為阻燃劑用于PC材料則有添加量大、阻燃效果差、影響透明度等缺點(diǎn)。
[0003]因此，如何獲得一種在PC材料的低煙、無鹵環(huán)保、阻燃性、透明度、力學(xué)性能以及加工性之間能到達(dá)平衡，同時(shí)成本又相對(duì)合理的方法，依然值得人們不斷努力探索。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低煙、無鹵阻燃、透明、加工性好，能應(yīng)用于薄壁塑料件的聚碳酸酯復(fù)合材料，本發(fā)明還提供一種制備該種透明無齒低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料的方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]第一方面，本發(fā)明提供了一種透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料，包含按重量份數(shù)計(jì)的以下組分:聚碳酸酯樹脂900~980份，聚硅氧烷阻燃劑5~50份，磺酸鹽阻燃劑1~10份，助劑5~50份；
[0007]其中所述聚碳酸酯樹脂為雙酚A型芳香族聚碳酸樹脂，其相對(duì)分子量為20000~30000 ;所述聚硅氧烷阻燃劑為支鏈聚硅氧烷類、線性聚硅氧烷類、支鏈苯基硅油類阻燃劑中的一種或兩種混合；所述磺酸鹽阻燃劑為苯磺酰基苯磺酸鉀、全氟丁基磺酸鉀中的一種；所述助劑包括按重量份數(shù)計(jì)的以下組分:2~10份的抗氧劑、2~10份的防紫外線添加劑、5~20份的加工流動(dòng)助劑 和1~10份的色粉。
[0008]優(yōu)選的，所述抗氧劑為亞磷酸酯抗氧劑168、受阻酚抗氧劑1010、受阻酚抗氧劑1098、受阻酚抗氧劑1076中的一種或兩種。
[0009]優(yōu)選的，所述防紫外線添加劑為光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑的復(fù)合物。更優(yōu)選的，所述光穩(wěn)定劑和所述紫外線吸收劑的重量份之比為1:1。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述光穩(wěn)定劑為癸二酸雙2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯(光穩(wěn)定770)、聚[1_(2’ -羥乙基)-2，2，6，6_四甲基-4-羥基哌啶丁二酸酯](光穩(wěn)定622)中的一種；所述紫外線吸收劑為2-(2’_羥基-3’，5’-二 (I, 1-二甲基苯基)苯并三唑(UV234)、2-(2’_羥基_3’，5’-二叔戊基)-苯并三唑(淠-328)、2-(2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基)-苯并三唑(UV-320)中的一種。
[0010]優(yōu)選的，所述加工流動(dòng)助劑為聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、季戊四醇硬脂酸酯、長(zhǎng)鏈脂肪酸多官能團(tuán)酯中的一種或幾種混合。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述色粉主要由顏料和擴(kuò)散粉組成。
[0012]第二方面，本發(fā)明提供了一種透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:將聚碳酸酯樹脂、聚硅氧烷阻燃劑、磺酸鹽阻燃劑、助劑在高混機(jī)中混合，然后經(jīng)雙螺桿擠出、冷卻、造粒，所得粒料經(jīng)干燥后注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，即得。
[0013]優(yōu)選的，所述各個(gè)組分在高速混合機(jī)中混合3分鐘，然后在250~260°C下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出、冷卻、造粒，所得粒料經(jīng)120°C干燥4小時(shí)后在260~280°C下注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0015](I)通過磺酸鹽阻燃劑與支鏈聚硅氧烷阻燃劑之間的協(xié)同作用，使本發(fā)明的阻燃等級(jí)達(dá)到V-O級(jí)；
[0016](2 )支鏈聚硅氧烷`阻燃劑可均勻地分散在PC樹脂中，基本不影響PC的透光率及透明性，使本發(fā)明可保持優(yōu)異的透明性；
[0017](3)本發(fā)明的制備方法可使磺酸鹽阻燃劑與支鏈聚硅氧烷阻燃劑復(fù)配均勻地分散在PC樹脂中，不影響PC的力學(xué)性能、低煙性能，且提高PC的沖擊性能；
[0018](4)本發(fā)明的熔體流動(dòng)速率高于PC2805，充模流動(dòng)性好，易注塑成型,能應(yīng)用于薄壁產(chǎn)品成型。
[0019]因此，本發(fā)明提供的聚碳酸酯復(fù)合材料具有低煙、無鹵阻燃、透明、加工性好，能應(yīng)用于薄壁塑料件的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]在下述各個(gè)實(shí)施例中，透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料在制備時(shí)采用下述成分:
[0022]聚碳酸酯樹脂:采用雙酚A型芳香族聚碳酸樹脂，其相對(duì)分子量為20000~30000，由Bayer公司制造，型號(hào)為2805 ；
[0023]支鏈聚硅氧烷阻燃劑:由美國(guó)道康寧公司制造，型號(hào)FCA-107 ；
[0024]磺酸鹽類阻燃劑:由美國(guó)SLOSS公司制造，型號(hào)F535 ；[0025]抗氧劑168、抗氧劑1076:由BASF公司制造；
[0026]光穩(wěn)定770、紫外線吸收劑UV234:由BASF公司制造；
[0027]加工流動(dòng)助劑:聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟由BASF公司制造，季戊四醇硬脂酸酯由美國(guó)龍沙公司制造，長(zhǎng)鏈脂肪酸多官能團(tuán)酯由德國(guó)科寧公司制造；
[0028]實(shí)施例1、透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料的制備
[0029]將以重量份計(jì)的以下組份:976份型號(hào)為2805的PC、10份支鏈聚硅氧烷阻燃劑FCA-107、2份抗氧劑168、1份抗氧劑1076、5份長(zhǎng)鏈脂肪酸多官能團(tuán)酯、2.5份光穩(wěn)定770、
2.5份紫外線吸收劑UV234和1份色粉在高速混合機(jī)中混合3分鐘，然后在250~260°C下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出、冷卻、造粒，所得粒料經(jīng)120°C干燥4小時(shí)后在260~280°C下注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，即得。
[0030]實(shí)施例2、透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料的制備
[0031]將以重量份計(jì)的以下組份:975份型號(hào)為2805的PC、10份支鏈聚硅氧烷阻燃劑FCA-107U份磺酸鹽類阻燃劑F535、2份抗氧劑168、1份抗氧劑1076、5份長(zhǎng)鏈脂肪酸多官能團(tuán)酯、2.5份光穩(wěn)定770、2.5份紫外線吸收劑UV234和1份色粉在高速混合機(jī)中混合3分鐘，然后在250~260°C下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出、冷卻、造粒，所得粒料經(jīng)120°C干燥4小時(shí)后在260~280°C下注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，即得。[0032]實(shí)施例3、透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料的制備
[0033]將以重量份計(jì)的以下組份:974份型號(hào)為2805的PC、10份支鏈聚硅氧烷阻燃劑FCA-107、2份磺酸鹽類阻燃劑F535、2份抗氧劑168、1份抗氧劑1076、5份長(zhǎng)鏈脂肪酸多官能團(tuán)酯、2.5份光穩(wěn)定770、2.5份紫外線吸收劑UV234和1份色粉在高速混合機(jī)中混合3分鐘，然后在250~260°C下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出、冷卻、造粒，所得粒料經(jīng)120°C干燥4小時(shí)后在260~280°C下注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，即得。
[0034]實(shí)施例4、透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料的制備
[0035]將以重量份計(jì)的以下組份:971份型號(hào)為2805的PC、10份支鏈聚硅氧烷阻燃劑FCA-107、5份磺酸鹽類阻燃劑F535、2份抗氧劑168、1份抗氧劑1076、5份長(zhǎng)鏈脂肪酸多官能團(tuán)酯、2.5份光穩(wěn)定770、2.5份紫外線吸收劑UV234和1份色粉在高速混合機(jī)中混合3分鐘，然后在250~260°C下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出、冷卻、造粒，所得粒料經(jīng)120°C干燥4小時(shí)后在260~280°C下注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，即得。
[0036]實(shí)施例5、透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料的制備
[0037]將以重量份計(jì)的以下組份:961份型號(hào)為2805的PC、10份支鏈聚硅氧烷阻燃劑FCA-107、5份磺酸鹽類阻燃劑F535、2份抗氧劑168、1份抗氧劑1076、5份長(zhǎng)鏈脂肪酸多官能團(tuán)酯、2.5份光穩(wěn)定770、2.5份紫外線吸收劑UV234和1份色粉在高速混合機(jī)中混合3分鐘，然后在250~260°C下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出、冷卻、造粒，所得粒料經(jīng)120°C干燥4小時(shí)后在260~280°C下注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，即得。
[0038]實(shí)施效果的評(píng)價(jià)
[0039]將上述實(shí)施例1至實(shí)施例5獲得的樣品，根據(jù)美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試力學(xué)性能、光學(xué)性能，根據(jù)UL94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試阻燃性能，根據(jù)GB/T20284-2006標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試600S產(chǎn)煙量評(píng)價(jià)，測(cè)試結(jié)果如下表所示:
[0040]表1實(shí)施例的組分和配比[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于，包含按重量份數(shù)計(jì)的以下組分:聚碳酸酯樹脂900~980份，聚硅氧烷阻燃劑5~50份，磺酸鹽阻燃劑1~10份，助劑5~50份； 其中所述聚碳酸酯樹脂為雙酚A型芳香族聚碳酸樹脂，其相對(duì)分子量為20000~30000 ;所述聚硅氧烷阻燃劑為支鏈聚硅氧烷類、線性聚硅氧烷類、支鏈苯基硅油類阻燃劑中的一種或兩種混合；所述磺酸鹽阻燃劑為苯磺?；交撬徕洝⑷』撬徕浿械囊环N；所述助劑包括按重量份數(shù)計(jì)的以下組分:2~10份的抗氧劑、2~10份的防紫外線添加劑、5~20份的加工流動(dòng)助劑和1~10份的色粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為亞磷酸酯抗氧劑168、受阻酚抗氧劑1010、受阻酚抗氧劑1098、受阻酚抗氧劑1076中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于，所述防紫外線添加劑為光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑的復(fù)合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于，所述光穩(wěn)定劑和所述紫外線吸收劑的重量份之比為1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于，所述光穩(wěn)定劑為癸二酸雙2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、聚[1_(2’ -羥乙基)_2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶丁二酸酯]中的一種；所述紫外線吸收劑為2-(2’ -羥基-3’，5’ - 二(1, 1-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2’_羥基_3’，5’-二叔戊基)-苯并三唑、2-(2’-羥基-3’，5’ - 二叔丁基)-苯并三唑中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于，所述加工流動(dòng)助劑為聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、季戊四醇硬脂酸酯、長(zhǎng)鏈脂肪酸多官能團(tuán)酯中的一種或幾種混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于，所述色粉主要由顏料和擴(kuò)散粉組成。
8.—種透明無鹵低煙阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:將聚碳酸酯樹脂、聚硅氧烷阻燃劑、磺酸鹽阻燃劑、助劑在高混機(jī)中混合，然后經(jīng)雙螺桿擠出造粒，所得粒料經(jīng)干燥后注塑，即得。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述各個(gè)組分在高速混合機(jī)中混合3分鐘，然后在250~260°C下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出、冷卻、造粒，所得粒料經(jīng)120°C干燥4小時(shí)后在260~280°C下注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條。
【文檔編號(hào)】C08L69/00GK103724971SQ201310752810
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】朱愛華, 趙志剛, 程方清, 張劍, 張遠(yuǎn)鵬 申請(qǐng)人:上海長(zhǎng)偉錦磁工程塑料有限公司