CN101469112A - 一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，该组合物包括以下成分和含量(重量份)：聚碳酸酯300－800；玻璃纤维100－400；增韧相容剂30－150；有机硅阻燃剂10－100；纳米硅酸类无机物10－150；抗氧剂A1－10；抗氧剂B1－15；偶联剂1－15；其他助剂0－20。与现有技术相比，本发明具有加工性能优良、冲击强度高、无卤阻燃对环境友好等特点。

Description

一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物

技术领域

本发明涉及一种高分子复合材料，尤其涉及一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物。

背景技术

聚碳酸酯(PC)具有突出的冲击性能，它具有透明、尺寸稳定性，优良的力学性能和电学性能及阻燃优良等优点，广泛应用于电子电气、建筑、包装、医疗机械等领域。用玻璃纤维增强的聚碳酸酯材料刚性及耐热性比PC有很大的提高，且成型收缩率小，尺寸稳定性好，主要用于一些承载部件及测量仪器的外罩、照相机等精密仪器领域。另外PC的阻燃性虽然优于普通的热塑性聚合物，但仍难以满足某些应用领域对阻燃性能的要求，因此必须对PC玻纤增强材料进行阻燃改性。一般通过向聚合物中添加阻燃剂可以达到阻燃改性的目的，目前PC用阻燃剂有四溴双酚A，十溴二苯醚，十溴二苯乙烷等，欧洲国家与美国等在多溴二苯醚等卤系阻燃剂的毒性与环境问题上存在争议，且卤素阻燃剂裂解时产生的腐蚀性气体易导致电子电气关键部件的失灵，因此，PC材料无卤阻燃化是大势所趋。另一方面，用现有技术生产的玻纤增强阻燃PC大大地降低了PC材料的冲击强度，增大了材料对缺口冲击的敏感性，从而限制了玻纤增强阻燃PC材料在一些要求刚性、尺寸稳定性、耐冲击的零部件的领域的使用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种加工性能优良、冲击强度高、无卤阻燃对环境友好的高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，该组合物包括以下成分和含量(重量份)：

聚碳酸酯        300-800；

玻璃纤维        100-400；

增韧相容剂      30-150；

有机硅阻燃剂    10-100；

纳米硅酸类无机物10-150；

抗氧剂A         1-10；

抗氧剂B         1-15；

偶联剂          1-15；

其他助剂        0-20。

所述的聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。

所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

所述的增韧相容剂包括甲基丙烯酸甲酯—苯乙烯—丁二烯共聚物(MBS)，苯乙烯—马来酸酐共聚物(SMA)，乙烯—辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-G)，有机刚性粒子增韧剂高密度聚乙烯(HDPE)中的一种或几种。

所述的有机硅阻燃剂选自液体或固体的聚有机硅氧烷及丙烯酸酯—硅氧烷复合材料中的一种。

所述的有机硅阻燃剂中含—Si—O—、—Si—C—键，该有机硅阻燃剂为含有—Si—O—、—Si—C—键的一种硅聚合物，包括硅油、聚硅氧烷及丙烯酸酯—硅氧烷复合材料，所述的聚硅氧烷含有甲基、乙基等烷基基团，包括二甲基硅油、超高分子量的线性聚二甲基硅氧烷。

所述的纳米硅酸类物质选自纳米层状硅酸土或纳米二氧化硅或它们的混合物。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或它们的混合物。

所述的抗氧剂A包括抗氧剂1076，所述的抗氧剂B包括抗氧剂168。

所述的其他助剂包括润滑剂、色粉。

与现有技术相比，本发明的高韧无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯材料使用了不含溴、氯和磷元素，属于环保型的无卤高效阻燃剂。同时采用带有环氧基或氨基的活性官能团的偶联剂改善玻璃纤维与基体树脂材料的界面作用力，提高了玻璃纤维与PC之间的相容性，使得玻纤增强材料的各项力学性能都有了较大程度的提高。本发明还采用了增韧相容剂对玻纤增强PC材料体系进行了增韧改性，与普通增韧改性相比，复配增韧体系除了能大大提高GFRPC的缺口冲击强度之外，还能较好地保持玻纤增强PC材料的刚性。同时在使用增强材料玻璃纤维时，使用了无机硅酸盐填充，进一步提高了尺寸稳定性，可以在照相机等精密仪器的结构件和外观件、打印机、复印机、扫描仪的耐热结构件、等各个领域得到广泛的应用。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1～3

以双酚A型聚碳酸酯为基础材料、阻燃剂、复配增韧剂、偶联剂和各种加工助剂，除玻璃纤维之外的上述组分置于高混机中混合2—3分钟，然后在250-260℃下挤出造粒，在挤出过程中加入玻璃纤维，干燥后注塑成标准样条，供性能测试。

实施例1、2、3中各组分及重量份(kg)见表1。

制备的树脂按标准尺寸注塑成测试用的样条，实施例中的物理性能按ASTM标准测试，性能结果如表2所示。

表1

 

	1#对比例	2#实施例1	3#实施例2	4#实施例3
					PC	800	640	590	490
无碱玻纤	200	200	200	300
					MBS		60	60	60
SMA			60	60
					KH550	6	6	6	6
苯基甲基硅树脂	50	40	40	40
					硅酸盐蒙脱土		50	50	50

 

纳米二氧化硅		10	10	10
					抗1076	1	1	1	1
抗168	3	3	3	3
					润滑剂	3	3	3	3

从以上对比例和实施例性能可以看出，本发明的无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物体系是一种高韧、高强度、对缺口不敏感，无卤高效阻燃的组合物体系。

表2

实施例4

一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，该组合物包括以下成分和含量(kg)：双酚A型聚碳酸酯300；无碱玻璃纤维100；甲基丙烯酸甲酯—苯乙烯—丁二烯共聚物(MBS)30；硅油10；纳米层状硅酸土10；1重量份抗氧剂1076；1重量份抗氧剂168；硅烷偶联剂1。

实施例5

一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，该组合物包括以下成分和含量(kg)：双酚A型聚碳酸酯800；无碱玻璃纤维400；苯乙烯—马来酸酐共聚物(SMA)150；聚硅氧烷100；纳米二氧化硅150；10重量份抗氧剂1076；15重量份抗氧剂168；钛酸酯偶联剂15；润滑剂和色粉20。

Claims (10)

1.一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，该组合物包括以下成分和含量(重量份)：

聚碳酸酯                       300-800；

玻璃纤维                       100-400；

增韧相容剂                     30-150；

有机硅阻燃剂                   10-100；

纳米硅酸类无机物               10-150；

抗氧剂A                        1-10；

抗氧剂B                        1-15；

偶联剂                         1-15；

其他助剂                       0-20。

2.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

4.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的增韧相容剂包括甲基丙烯酸甲酯—苯乙烯—丁二烯共聚物(MBS)，苯乙烯—马来酸酐共聚物(SMA)，乙烯—辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-G)，有机刚性粒子增韧剂高密度聚乙烯(HDPE)中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的有机硅阻燃剂选自液体或固体的聚有机硅氧烷及丙烯酸酯—硅氧烷复合材料中的一种。

6.根据权利要求5所述的一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的有机硅阻燃剂中含—Si—O—、—Si—C—键，该有机硅阻燃剂为含有—Si—O—、—Si—C—键的一种硅聚合物，包括硅油、聚硅氧烷及丙烯酸酯—硅氧烷复合材料，所述的聚硅氧烷含有甲基、乙基等烷基基团，包括二甲基硅油、超高分子量的线性聚二甲基硅氧烷。

7.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的纳米硅酸类物质选自纳米层状硅酸土或纳米二氧化硅或它们的混合物。

8.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或它们的混合物。

9.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的抗氧剂A包括抗氧剂1076，所述的抗氧剂B包括抗氧剂168。

10.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃玻纤增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的其他助剂包括润滑剂、色粉。