CN105440626B - 一种阻燃的玻纤聚碳酸酯合金 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种阻燃的玻纤聚碳酸酯合金，本发明特别设计一种阻燃剂添加至玻纤聚碳酸酯复合材料中，其包含适量的硝酸钙、己二醇、柠檬酸铁，可以有效提高产品的阻燃性能，在高温下复合材料仍不发生燃烧、滴落，有效消除玻纤的“灯芯效应”。由于具备优秀的力学性能和阻燃性能，本发明提供的玻纤聚碳酸酯复合材料尤其适用于制备汽车零部件、电子产品原件等。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体一种阻燃的玻纤聚碳酸酯合金。
背景技术
玻纤增强 聚碳酸酯 材料具有高强度，高抗冲击性能，尺寸稳定好，是一种“强而韧”的材料，聚碳酸酯在添加玻璃纤维增强后，大大提高其机械性能、耐热型和尺寸稳定性。在实际应用中可以以塑代钢和取代增强工程塑料，满足轻武器包装箱、汽车领域、家电等领域使用要求。现有的 聚碳酸酯 聚合物通常阻燃性能较差，安全性低，限制了其在许多领域的应用；例如在照明设备/汽车构造中的应用，聚碳酸酯聚合物必须满足非常苛刻的防火标准，为此只能通过加入阻燃剂来增强产品的阻燃性能。同时，用玻纤增强聚碳酸酯时，由于玻纤的“灯芯效应”，更是促进了 聚碳酸酯树脂的燃烧。现有的聚碳酸酯、玻纤产品为了达到较好的阻燃效果，均在其原料中添加溴、氯等卤素阻燃剂，虽然阻燃效果优秀，但是燃烧时会产生烟雾大、毒性强的卤化氢和其它含卤有机物，且燃烧时会产生二噁英，对人体危害极大。众所周知，卤系阻燃剂阻燃的材料在燃烧时会产生大量有毒、有腐蚀性的烟雾，对环境、模具有污染、腐蚀作用，在许多发达国家已经遭到禁用 ；大多数无卤阻燃剂虽然效果不错，但由于成本太高，使其很难在国内推广使用。此外，这些阻燃剂对玻纤的“灯芯效应”并无实质的缓解效果，且对高温不耐受，在高温下容易分解而失效，无法从根本上解决玻纤聚碳酸酯复合材料防火性能差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种无卤素、阻燃性能优良的玻纤聚碳酸酯合金。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种阻燃的玻纤聚碳酸酯合金，其原料按重量计包括：
玻纤 30-40份；
聚碳酸酯 60-80份；
阻燃剂 0.20-1.30份；
所述阻燃剂其原料按重量计包括硝酸钙8份、己二醇2份、柠檬酸铁0.07份。
进一步的，还包括按重量计0.3份的热塑稳定剂；所述热塑稳定剂包括按重量计4份的硫酸钠、0.1份双乙酸钠以及5份3wt%浓度的盐酸。
所述聚碳酸酯可选用现有技术实现。本发明特别设计一种阻燃剂，其包含适量的硝酸钙、己二醇、柠檬酸铁。发明人在研究中发现，向玻纤聚碳酸酯复合材料中添加三者时可以有效提高产品的阻燃性能，在高温下复合材料仍不发生燃烧。尤其是，上述阻燃剂可以有效抑制复合材料在燃烧时滴落。
玻纤聚碳酸酯复合材料在注塑时，由于模具的低温、聚碳酸酯和玻纤的流动性、密度差异，玻纤容易与聚碳酸酯分离，导致成型的产品表面浮纤玻纤，影响产品外观的同时，由于产品表面的玻纤聚集而硬脆、易碎，而产品内部玻纤浓度低而容易受力变形。因此本发明特别添加热塑稳定剂，在本发明玻纤聚碳酸酯复合材料注塑时维持玻纤、聚碳酸酯混合体系的稳定性，防止熔融状态下玻纤与聚碳酸酯分层，确保注塑产品的外观光滑和具备良好的力学性能。以上效果有硫酸钠、双乙酸钠和盐酸协效产生。
本发明特别设计一种阻燃剂添加至玻纤聚碳酸酯复合材料中，其包含适量的硝酸钙、己二醇、柠檬酸铁，可以有效提高产品的阻燃性能，在高温下复合材料仍不发生燃烧、滴落，有效消除玻纤的“灯芯效应”。由于具备优秀的力学性能和阻燃性能，本发明提供的玻纤聚碳酸酯复合材料尤其适用于制备汽车零部件、电子产品原件等。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本实施例提供一种阻燃的玻纤聚碳酸酯合金，其原料按重量计包括：
玻纤 35份；
聚碳酸酯 70份；
阻燃剂 1.1份；
所述阻燃剂其原料按重量计包括硝酸钙8份、己二醇2份、柠檬酸铁0.07份。
本实施例还包括按重量计0.3份的热塑稳定剂；所述热塑稳定剂包括按重量计4份的硫酸钠、0.1份双乙酸钠以及5份3wt%浓度的盐酸。
实施例2
本实施例提供一种阻燃的玻纤聚碳酸酯合金，其原料按重量计包括：
玻纤 40份；
聚碳酸酯 60份；
阻燃剂 1.30份；
所述阻燃剂其原料按重量计包括硝酸钙8份、己二醇2份、柠檬酸铁0.07份。
本实施例还包括按重量计0.3份的热塑稳定剂；所述热塑稳定剂包括按重量计4份的硫酸钠、0.1份双乙酸钠以及5份3wt%浓度的盐酸。
实施例3
本实施例提供一种阻燃的玻纤聚碳酸酯合金，其原料按重量计包括：
玻纤 30份；
聚碳酸酯 80份；
阻燃剂 0.20份；
所述阻燃剂其原料按重量计包括硝酸钙8份、己二醇2份、柠檬酸铁0.07份。
本实施例还包括按重量计0.3份的热塑稳定剂；所述热塑稳定剂包括按重量计4份的硫酸钠、0.1份双乙酸钠以及5份3wt%浓度的盐酸。
实施例4
本实施例提供一种阻燃的玻纤聚碳酸酯合金，其原料按重量计包括：
玻纤 38份；
聚碳酸酯 70份；
阻燃剂 0.5份；
所述阻燃剂其原料按重量计包括硝酸钙8份、己二醇2份、柠檬酸铁0.07份。
对比例1
本对比例提供一种玻纤聚碳酸酯合金，其原料按重量计包括：
玻纤 35份；
聚碳酸酯 70份；
阻燃剂 1.1份；
所述阻燃剂其原料按重量计包括硝酸钙8份、己二醇2份。
本对比例还包括按重量计0.3份的热塑稳定剂；所述热塑稳定剂包括按重量计4份的硫酸钠以及5份3wt%浓度的盐酸。
对比例2
本对比例提供一种阻燃的玻纤聚碳酸酯合金，其原料按重量计包括：
玻纤 35份；
聚碳酸酯 70份；
阻燃剂 1.1份；
所述阻燃剂其原料按重量计包括己二醇2份、柠檬酸铁0.07份。
本对比例还包括按重量计0.3份的热塑稳定剂；所述热塑稳定剂包括按重量计0.1份双乙酸钠以及5份3wt%浓度的盐酸。
注塑测试。
将玻纤聚碳酸酯复合材料采用现有技术进行注塑，成型为30cm×30cm×30cm的方块，观察其表面浮纤情况。在方块的6个表面切割出30cm×30cm×2cm的表皮，并获得一切去表皮的小方块；测试表皮和小方块的密度差率。密度差率ρ=（ρ表皮-ρ小方块）×100%。其结果如表1所示。
表1.
| 实验组 | 外观 | ρ（%） |
| 实施例1 | 表面光滑，无明显浮纤 | 0.820 |
| 实施例2 | 表面光滑，无明显浮纤 | 0.913 |
| 实施例3 | 表面光滑，无明显浮纤 | 1.635 |
| 实施例4 | 表面有浮纤 | 4.210 |
| 对比例1 | 表面有浮纤 | 4.762 |
| 对比例2 | 表面有浮纤 | 3.179 |
将玻纤聚碳酸酯复合材料制备为长径比为 10:0.9 的条状体，采用酒精喷灯将上述条状体加热到不同温度，观察燃烧情况。当条状体燃烧后，在其下方放置干燥的全脂棉花，观察低落的物质能否点燃棉花。
结果如表2。
表2.
| 实验组 | 测试结果 |
| 实施例1 | 被火焰灼烧 5 分钟后尚未开始燃烧。熔化滴落后未点燃棉花。 |
| 实施例2 | 被火焰灼烧 5 分钟后尚未开始燃烧。熔化滴落后未点燃棉花。 |
| 实施例3 | 被火焰灼烧 5 分钟后尚未开始燃烧。熔化滴落后未点燃棉花。 |
| 实施例4 | 被火焰灼烧 5 分钟后尚未开始燃烧。熔化滴落后未点燃棉花。 |
| 对比例1 | 被火焰灼烧 30秒后开始独立燃烧，滴落物可以点燃棉花。 |
| 对比例2 | 被火焰灼烧15秒后开始独立燃烧，滴落物可以点燃棉花。 |
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种阻燃的玻纤聚碳酸酯合金，其原料按重量计包括：
玻纤 30-40份；
聚碳酸酯 60-80份；
阻燃剂 0 .20-1 .30份；
所述阻燃剂其原料按重量计包括硝酸钙8份、己二醇2份、柠檬酸铁0 .07份；
还包括按重量计0 .3份的热塑稳定剂；所述热塑稳定剂包括按重量计4份的硫酸钠、0.1份双乙酸钠以及5份3wt%浓度的盐酸。
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