CN103554866A - 一种无卤阻燃的聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无卤阻燃的聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用。本发明的复合材料，包括聚碳酸酯60-90重量份；玻璃纤维10-30重量份；无卤阻燃剂1-5重量份；偶联剂0.1-1.0重量份；抗浮纤剂0.1-1.0重量份；抗滴落剂0.1-1.0重量份；加工助剂0.5-1重量份。本发明的复合材料，熔体流动性好，易加工成型，大大降低了加工成本和不良率，力学性能优良，表面光洁，无浮纤，且是无卤阻燃材料，可以用于制备电子电气组件，具有很高的性价比和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃的聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是一种新型的热塑性塑料，透明的度达90%，被誉为是透明金属。它刚硬而具有韧性，具有较高的冲击强度，高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度、良好的电绝缘性能及耐热性和无毒性，可以通过注射、挤出成型。PC塑料的热性能优异，可在-100℃-130℃之间长期使用，脆化温度在-100℃以下。聚碳酸酯(PC)凭借优异的性能已经在汽车和电子电器工业领域得到了广泛应用。
但PC熔体粘度大、加工成型困难，特别是大型制品容易产生应力开裂，耐开裂和耐药品性较差。此外，PC高温易水解，与其它树脂的相容性差，润滑性能不好，这些不足使PC的应用受到了一定限制。
因此，本领域尚需对聚碳酸酯进行改性，提供其性能。
发明内容
本发明的目的就是提供一种无卤阻燃、增强PC材料及其制备方法，具有易加工成型、机械强度优良、尺寸稳定性等优点。
本发明的聚碳酸酯复合材料，原料配方包括：
根据本发明，所述聚碳酸酯为重均分子量在20000～40000g/mol之间的双酚A型芳香族聚碳酸酯。聚碳酸酯可以采用市售的产品，如LG公司的PC201-10，201-22等。
根据本发明，所述的玻璃纤维为无碱短切纤维，长度为3.0-4.5mm，直径为13-14μm。
本发明的玻璃纤维可采用市售产品，如泰山玻纤T536、重庆国际复合材料有限公司303H等。
根据本发明，所述的无卤阻燃剂为磺酸盐、全氟磺酸盐、硅油、硅树脂、硅橡胶、有机硅醇酰胺中的一种或两种以上。
本发明的无卤阻燃剂可采用市售产品，如钟渊的MR-01、尚聚KSS。
根据本发明，所述的偶联剂为硅烷类偶联剂。
本发明的偶联剂可采用市售产品，如道康宁的KH-550，KH560等。
根据本发明，所述的抗浮纤剂为TAF、改进型TAF、TR044、PE蜡中的一种或两种以上。
根据本发明，所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯，可以采用市售产品，如B449。
根据本发明，所述的加工助剂为主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂中的一种或多种，其中，
所述的主抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇或2,6-二叔丁基-4-4甲酚中的一种或多种；
所述的辅助抗氧剂为三(2,4－二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代三丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂醇酯中的一种或多种；
所述的内润滑剂为E蜡，硬脂酸钙或者聚乙烯蜡（PE蜡）中的一种或多种；
所述的外润滑剂为硅酮母粒或者季戊四醇硬脂酸脂（PETS）。
本发明的另一方面，提供上述复合材料的制备方法，包括将聚碳酸酯60-90重量份；玻璃纤维10-30重量份；无卤阻燃剂1-5重量份；偶联剂0.1-1.0重量份；抗浮纤剂0.1-1.0重量份；抗滴落剂0.1-1.0重量份；加工助剂0.5-1重量份置入挤出机中挤出得到所述复合材料的步骤。
本发明的复合材料，可以用于制备电子电气组件。所述电子电气元件为LCD、LED模组支架、或笔记本。
本发明的聚碳酸酯复合材料，熔体流动性好，易加工成型，大大降低了加工成本和不良率，机械性能和尺寸稳定性优良，表面光洁，无浮纤，且是无卤阻燃材料，达到V-0级，可以用于制备电子电气组件，如生产液晶内框，电视模组和表面要求较高的一些外观制件，具有很高的性价比和应用前景。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1-6
将PC树脂和偶联剂加入高速搅拌机中搅拌1分钟，然后加入各种助剂，高混机高速搅拌2分钟，加入到挤出机的主喂料器，短玻纤通过侧喂料器，加入到双螺杆挤出机中进行基础造粒。该挤出机温度分布如下：由进料段到机头分别为：240℃、260℃、260℃、260℃、250℃、250℃、240℃、230℃、250℃，模头：250℃，材料挤出后经过水冷、切粒，然后包装。粒料在鼓风干燥箱，120℃干燥4小时，然后由注塑机制备测试样条。
实施例1-6的原料配方如表1所示。
实施例1-6制备的测试样条的测试性能结果如表2所示。
表1实施例1～6的原料重量份数
加工助剂：0.1重量份主抗氧剂1010(四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯)、0.2重量份辅助抗氧剂168（三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯）0.1重量份润滑剂E蜡
表2性能测试结果
通过上述实施例，我们可以看出，通过加入磺酸盐类的阻燃剂，抗滴落剂以及有机硅类的阻燃协效增韧剂，可以将玻纤增强PC做到UL94的V-0等级；另外通过硅烷偶联剂的加入，可以增加材料的各种力学性能。相对于市面上常见的阻燃增强PC来说，该材料使用无卤阻燃剂，在环保方面更具有优势，而且由于阻燃剂添加量较少，最大程度上保护了材料原有的性能，与不阻燃材料性能基本相同，甚至更高。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述复合材料的原料配方包括：
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为重均分子量在20000～40000g/mol之间的双酚A型芳香族聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱短切纤维，长度为3.0-4.5mm，直径为13-14μm。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的无卤阻燃剂为磺酸盐、全氟磺酸盐、硅油、硅树脂、硅橡胶、有机硅醇酰胺中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷类偶联剂。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的抗浮纤剂为TAF、改进型TAF、TR044、PE蜡中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯。
8.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的加工助剂为主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂中的一种或多种，其中，
所述的主抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇或2,6-二叔丁基-4-4甲酚中的一种或多种；
所述的辅助抗氧剂为三(2,4－二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代三丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂醇酯中的一种或多种；
所述的内润滑剂为E蜡，硬脂酸钙或者聚乙烯蜡中的一种或多种；
所述的外润滑剂为硅酮母粒或者季戊四醇硬脂酸脂。
9.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括将聚碳酸酯60-90重量份；玻璃纤维10-30重量份；无卤阻燃剂1-5重量份；偶联剂0.1-1.0重量份；抗浮纤剂0.1-1.0重量份；抗滴落剂0.1-1.0重量份；加工助剂0.5-1重量份置入挤出机中挤出得到所述复合材料的步骤。
10.根据权利要求1所述的复合材料的应用，其特征在于，用于制备电子电气组件。
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