CN106009592B - 一种pc塑料合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PC塑料合金材料,由原料PC、PA9T、PP、PP‑g‑MAH相容剂、KT‑3相容剂、三氯苯基磺酸钠、二苯甲砜磺酸钾、三聚氰胺尿氰酸盐、FR‑BN100阻燃剂、La2O3、MoO3、Fe2O3、抗氧剂HostanoxP‑EPQ、抗氧剂1010、抗冲击改性剂EXL‑3650A制成;本发明在基本保证PC塑料合金材料物理力学性能的前提下,添加高效阻燃剂体系,效果突出;本发明方法制备的PC塑料合金材料,不仅UL 94 V‑0级,而且球压试验,125℃下以20N压力压5mm直径钢珠作用于试件表面,作用1小时后测量结果压痕直径<2mm,灼热丝试验达到850℃,漏电起痕CTI值大于400V。
Description
(一)技术领域
本发明涉及高分子材料领域,具体涉及一种高阻燃、高CTI(相比漏电起痕指数)值、高抗热变形的PC塑料合金材料及其制备方法。
(二)背景技术
随着电子电器工业的迅速发展,机床电器、汽车电器及家用电器等对高电绝缘性能阻燃工程塑料的需求日益增长,如高压电器开关、变压器线圈骨架、耐高温继电器、精巧薄壁电子电器元件、低压真空接触器线圈及开关板等,都需要阻燃性能高、抗热变形性好、电绝缘性能好,即相比漏电起痕指数(CTI)高的热塑性工程塑料。高抗热变形、高阻燃、高CTI值的PC合金材料具有广阔的应用市场。
电器上使用的绝缘材料按照IEC112的试验标准,CTI值由高到低分成6个等级:
塑料作为高等级电器绝缘材料使用,通常要求,CTI≥400V,灼热丝≥850℃,阻燃性为UL 94V-0,125℃球压试验压痕小于1mm。现有的塑料很难达到这些要求。
聚碳酸酯(PC)材料作为电器材料使用,具有优异拉伸强度、冲击强度、尺寸稳定性和刚刚满足的热变形性能(125℃球压试验压痕小于2mm),但是阻燃后的PC的CTI值较低,最多230V,达不到电器材料的漏电要求。
聚丙烯(PP)材料力学性能一般,CTI值较高,但是阻燃性较差,热变形性125℃球压试验压痕超标,达不到电器材料的阻燃性、抗热变形性要求。
聚1,9-亚壬基对苯二酰胺(PA9T)力学性能较好,抗热变形性能较好,但是价格过于昂贵,阻燃性达不到UL 94V-0,灼热丝达不到850、CTI超不过250V,说明PA9T不能满足阻燃、高灼热丝、高CTI电器材料的要求。
将PC与PP共混制备塑料合金,其CTI值、阻燃性可以满足要求,但是125℃球压试验压痕大于2mm,不符合要求。
将PC与PA9T共混制备塑料合金,很难同时满足高阻燃及CTI值,阻燃性满足要求时,其CTI值小于250V,不能满足要求。
现在就连较为优秀的PC/PBT塑料合金也不行,该塑料合金阻燃能好、CTI值也高,但是其抗热变形的球压试验,125℃下以20N压力压5mm直径钢珠作用于试件表面,作用1小时后测量结果压痕直径远远超过2mm,太大,达不抗热压变形要求。
(三)发明内容
本发明旨在将PC与PA9T、PP原料与特殊成分、特定加入量的阻燃剂共混制备塑料合金,可以互相弥补,使得PC塑料合金具有优良的力学性能、电绝缘性能,具有高的灼热丝温度,高的CTI值,低的球压试验压痕值。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种PC塑料合金材料,包括如下重量份数的原料:
PC(聚碳酸酯)70~85份、PA9T(聚1,9-亚壬基对苯二酰胺)5~10份、PP(聚丙烯)5~10份、PP-g-MAH相容剂1~3份、KT-3相容剂1~3份、三氯苯基磺酸钠0.1~0.8份、二苯甲砜磺酸钾0.1~0.8份、三聚氰胺尿氰酸盐1~4份、FR-BN100阻燃剂0.1~0.6份、La2O3 1~3份、MoO3 0.1~0.5份、Fe2O3 2~3份、抗氧剂HostanoxP-EPQ 0.2~0.4份、抗氧剂1010 0.1~0.2份、抗冲击改性剂EXL-3650A 0.5~1份。
其中,所述PC的熔体流动速率为2.5~15g/10min;
所述PA9T的熔体流动速率为2.5~15g/10min;
所述PP的熔体流动速率为8~16g/10min。
进一步,所述的PC塑料合金材料由如下重量份数的原料组成:
PC 70~85份、PA9T 5~10份、PP 5~10份、PP-g-MAH相容剂1~3份、KT-3相容剂1~3份、三氯苯基磺酸钠0.1~0.8份、二苯甲砜磺酸钾0.1~0.8份、三聚氰胺尿氰酸盐1~4份、FR-BN100阻燃剂0.1~0.6份、La2O3 1~3份、MoO3 0.1~0.5份、Fe2O3 2~3份、抗氧剂HostanoxP-EPQ 0.2~0.4份、抗氧剂1010 0.1~0.2份、抗冲击改性剂EXL-3650A 0.5~1份。
更进一步,所述的PC塑料合金材料还包括云母粉、绝缘高岭土中的一种或两种;所述的云母粉为800~2500目,优选2500目;所述的绝缘高岭土为600~1250目,优选1000目。
优选的,所述的PC塑料合金材料由如下重量份数的原料组成:
PC 70~85份、PA9T 5~10份、PP 5~10份、PP-g-MAH相容剂1~3份、KT-3相容剂1~3份、三氯苯基磺酸钠0.1~0.8份、二苯甲砜磺酸钾0.1~0.8份、三聚氰胺尿氰酸盐1~4份、FR-BN100阻燃剂0.1~0.6份、La2O3 1~3份、MoO3 0.1~0.5份、Fe2O3 2~3份、抗氧剂HostanoxP-EPQ 0.2~0.4份、抗氧剂1010 0.1~0.2份、抗冲击改性剂EXL-3650A 0.5~1份、云母粉1~5份。
或者,
优选的,所述的PC塑料合金材料由如下重量份数的原料组成:
PC 70~85份、PA9T 5~10份、PP 5~10份、PP-g-MAH相容剂1~3份、KT-3相容剂1~3份、三氯苯基磺酸钠0.1~0.8份、二苯甲砜磺酸钾0.1~0.8份、三聚氰胺尿氰酸盐1~4份、FR-BN100阻燃剂0.1~0.6份、La2O3 1~3份、MoO3 0.1~0.5份、Fe2O3 2~3份、抗氧剂HostanoxP-EPQ 0.2~0.4份、抗氧剂1010 0.1~0.2份、抗冲击改性剂EXL-3650A 0.5~1份、绝缘高岭土1~5份。
或者,
优选的,所述的PC塑料合金材料由如下重量份数的原料组成:
PC 70~85份、PA9T 5~10份、PP 5~10份、PP-g-MAH相容剂1~3份、KT-3相容剂1~3份、三氯苯基磺酸钠0.1~0.8份、二苯甲砜磺酸钾0.1~0.8份、三聚氰胺尿氰酸盐1~4份、FR-BN100阻燃剂0.1~0.6份、La2O3 1~3份、MoO3 0.1~0.5份、Fe2O3 2~3份、抗氧剂HostanoxP-EPQ 0.2~0.4份、抗氧剂1010 0.1~0.2份、抗冲击改性剂EXL-3650A 0.5~1份、云母粉2.5份、绝缘高岭土1份。
本发明还提供了一种所述PC塑料合金材料的制备方法,所述的制备方法包括如下步骤:
(1)将PC、PA9T在110℃下烘干8h;
(2)按照原料配方比例,将步骤(1)烘干的PC、PA9T以及配方中的其他各原料组分加入高速混合机中混合10~15min,物料混匀后出料;
(3)将步骤(2)混合好的物料加入螺杆长径比为44:1,料筒温度为210~320℃的双螺杆挤出机,经熔融塑化、混合挤出、水冷、切粒、除湿干燥,得到所述的PC塑料合金材料。
本发明的有益效果在于:在基本保证PC塑料合金材料物理力学性能的前提下,添加高效阻燃剂体系,效果突出;本发明方法制备的PC塑料合金材料,不仅UL 94V-0级,而且球压试验,125℃下以20N压力压5mm直径钢珠作用于试件表面,作用1小时后测量结果压痕直径<2mm,灼热丝试验达到850℃,漏电起痕CTI值大于400V。
(四)具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1~6、对比例1~5的原料来源如表1所示:
表1实施例1~6、对比例1~5的原料来源
原料 | 生产厂家及商品信息 |
PC | 德国拜尔/PC-2095 |
PA9T | 日本可乐丽/PA9N1001D |
PP | 韩国LG-DOW/聚丙烯H1315 |
PBT | 美国杜邦/Crastin 6129 |
PP-g-MAH | 南京塑泰/PP-g-MAH |
KT-3 | 沈阳科通塑胶有限公司/相容剂/KT-3 |
三氯苯基磺酸钠 | 太仓市华联化工实业有限公司/三氯苯基磺酸钠 |
二苯甲砜磺酸钾 | 上海坤震材料科技有限公司/二苯甲砜磺酸钾 |
三聚氰胺尿氰酸盐 | 杭州捷尔思阻燃化工有限公司/三聚氰胺尿氰酸盐 |
FR-BN100 | 南通雅尔利阻燃材料有限公司/FR-BN100 |
La2O3 | 赣州金鼎鑫诚稀土新材料有限公司/La2O3 |
MoO3 | 中山市日高润滑材料科技有限公司/MoO3 |
Fe2O3 | 龙口市安东化工厂/Fe2O3 |
HostanoxP-EPQ | 科莱恩/抗氧剂HostanoxP-EPQ |
1010 | 南京华立明科工贸有限公司/1010 |
EXL-3650A | 罗门哈斯/耐冲击改性剂/3650A |
云母粉 | 石家庄华邦矿产品有限公司/高绝缘型 |
绝缘高岭土 | 巴斯夫/绝缘高岭土SP-33 |
实施例1~3、对比例1~5的原料配比见表2;实施例4~6的原料配比见表4。
实施例1~6、对比例1~5的塑料合金材料的制备方法如下:
首先将PC和/或PA9T在110℃下的烘箱中烘干8h,然后按照表2、表4的配方比例,分别依次称取原料加入高速混合机中,在200r/min速率下混合10min,再将混合好的物料加入双螺杆挤出机中,经熔融塑化、混合挤出、水冷、切粒、除湿干燥,分别得到实施例1~6、对比例1~5对应的塑料合金材料。所述的双螺杆挤出机料筒温度在210℃~320℃,螺杆转速5.6Hz。所得的各塑料合金材料用注塑机按照测试检测标准注塑样条,样条按照标准进行测试,各项性能见表3、表5。
表2实施例1~3、对比例1~5的原料重量份数比例
表3实施例1~3、对比例1~5所得的各塑料合金材料的测试结果
从表3的测试结果可以看出,本发明得到的PC塑料合金材料,在保证力学性能基本不变的条件下,球压试验125℃压痕<1mm,垂直燃烧达到UL 94V-0级、灼热丝达到850℃、CTI值达到410V,即综合性能明显优于单一的PC、P9T、PP以及PC/PBT、PC/PA9T、PC/PP塑料合金,实施效果显著。
表4实施例4~6的原料重量份数比例
组分 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
PC | 70 | 80 | 85 |
PA9T | 5 | 5 | 5 |
PP | 5 | 5 | 5 |
PP-g-MAH | 2 | 2 | 2 |
KT-3 | 3 | 2 | 3 |
三氯苯基磺酸钠 | 0.8 | 0.6 | 0.8 |
二苯甲砜磺酸钾 | 0.6 | 0.8 | 0.6 |
三聚氰胺尿氰酸盐 | 4 | 2 | 2 |
FR-BN100 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
La2O3 | 2 | 2.5 | 3 |
MoO3 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
Fe2O3 | 2 | 2 | 2 |
HostanoxP-EPQ | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
1010 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
EXL-3650 | 1 | 1 | 1 |
云母粉 | 3 | 2.5 | |
绝缘高岭土 | 2.5 | 1 |
表5实施例4~6所得的各塑料合金材料的测试结果
性能参数 | 测试标准 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
拉伸强度(MPa) | GB/T1040.1 | 55.7 | 56.3 | 54.9 |
简支梁缺口冲击强度(KJ/m2) | GB/T1043.1 | 58.3 | 57.6 | 59.5 |
球压试验125℃压痕(mm) | GB/T5169.21 | <1 | <1 | <1 |
燃烧性能 | UL 94 | V-0 | V-0 | V-0 |
灼热丝(℃) | GB/T5169.11 | 850 | 850 | 850 |
漏电起痕(CTI)V | GB/T6553 | 650 | 500 | 650 |
从表5的测试结果可以看出,本发明得到的PC塑料合金材料,在保证力学性能基本不变的条件下,球压试验125℃压痕<1mm,垂直燃烧达到UL 94V-0级、灼热丝达到850℃、CTI值大于650V,即综合性能明显优于单一的PC、P9T、PP以及PC/PBT、PC/PA9T、PC/PP塑料合金,实施效果显著。
Claims (10)
1.一种PC塑料合金材料,其特征在于,所述的PC塑料合金材料包括如下重量份数的原料:
PC 70~85份、PA9T 5~10份、PP 5~10份、PP-g-MAH相容剂1~3份、KT-3相容剂1~3份、三氯苯基磺酸钠0.1~0.8份、二苯甲砜磺酸钾0.1~0.8份、三聚氰胺尿氰酸盐1~4份、FR-BN100阻燃剂0.1~0.6份、La2O3 1~3份、MoO3 0.1~0.5份、Fe2O3 2~3份、抗氧剂HostanoxP-EPQ 0.2~0.4份、抗氧剂1010 0.1~0.2份、抗冲击改性剂EXL-3650A 0.5~1份。
2.如权利要求1所述的PC塑料合金材料,其特征在于,所述的PC塑料合金材料由如下重量份数的原料组成:
PC 70~85份、PA9T 5~10份、PP 5~10份、PP-g-MAH相容剂1~3份、KT-3相容剂1~3份、三氯苯基磺酸钠0.1~0.8份、二苯甲砜磺酸钾0.1~0.8份、三聚氰胺尿氰酸盐1~4份、FR-BN100阻燃剂0.1~0.6份、La2O3 1~3份、MoO3 0.1~0.5份、Fe2O3 2~3份、抗氧剂HostanoxP-EPQ 0.2~0.4份、抗氧剂1010 0.1~0.2份、抗冲击改性剂EXL-3650A 0.5~1份。
3.如权利要求1所述的PC塑料合金材料,其特征在于,所述PC塑料合金材料的原料还包括云母粉、绝缘高岭土中的一种或两种。
4.如权利要求3所述的PC塑料合金材料,其特征在于,所述的PC塑料合金材料由如下重量份数的原料组成:
PC 70~85份、PA9T 5~10份、PP 5~10份、PP-g-MAH相容剂1~3份、KT-3相容剂1~3份、三氯苯基磺酸钠0.1~0.8份、二苯甲砜磺酸钾0.1~0.8份、三聚氰胺尿氰酸盐1~4份、FR-BN100阻燃剂0.1~0.6份、La2O3 1~3份、MoO3 0.1~0.5份、Fe2O3 2~3份、抗氧剂HostanoxP-EPQ 0.2~0.4份、抗氧剂1010 0.1~0.2份、抗冲击改性剂EXL-3650A 0.5~1份、云母粉1~5份。
5.如权利要求3所述的PC塑料合金材料,其特征在于,所述的PC塑料合金材料由如下重量份数的原料组成:
PC 70~85份、PA9T 5~10份、PP 5~10份、PP-g-MAH相容剂1~3份、KT-3相容剂1~3份、三氯苯基磺酸钠0.1~0.8份、二苯甲砜磺酸钾0.1~0.8份、三聚氰胺尿氰酸盐1~4份、FR-BN100阻燃剂0.1~0.6份、La2O3 1~3份、MoO3 0.1~0.5份、Fe2O3 2~3份、抗氧剂HostanoxP-EPQ 0.2~0.4份、抗氧剂1010 0.1~0.2份、抗冲击改性剂EXL-3650A 0.5~1份、绝缘高岭土1~5份。
6.如权利要求3所述的PC塑料合金材料,其特征在于,所述的PC塑料合金材料由如下重量份数的原料组成:
PC 70~85份、PA9T 5~10份、PP 5~10份、PP-g-MAH相容剂1~3份、KT-3相容剂1~3份、三氯苯基磺酸钠0.1~0.8份、二苯甲砜磺酸钾0.1~0.8份、三聚氰胺尿氰酸盐1~4份、FR-BN100阻燃剂0.1~0.6份、La2O3 1~3份、MoO3 0.1~0.5份、Fe2O3 2~3份、抗氧剂HostanoxP-EPQ 0.2~0.4份、抗氧剂1010 0.1~0.2份、抗冲击改性剂EXL-3650A 0.5~1份、云母粉2.5份、绝缘高岭土1份。
7.如权利要求1~6任一项所述的PC塑料合金材料,其特征在于,所述PC的熔体流动速率为2.5~15g/10min。
8.如权利要求1~6任一项所述的PC塑料合金材料,其特征在于,所述PA9T的熔体流动速率为2.5~15g/10min。
9.如权利要求1~6任一项所述的PC塑料合金材料,其特征在于,所述PP的熔体流动速率为8~16g/10min。
10.如权利要求1~6任一项所述的PC塑料合金材料的制备方法,所述的制备方法包括如下步骤:
(1)将PC、PA9T在110℃下烘干8h;
(2)按照原料配方比例,将步骤(1)烘干的PC、PA9T以及配方中的其他各原料组分加入高速混合机中混合10~15min,物料混匀后出料;
(3)将步骤(2)混合好的物料加入螺杆长径比为44:1,料筒温度为210~320℃的双螺杆挤出机,经熔融塑化、混合挤出、水冷、切粒、除湿干燥,得到所述的PC塑料合金材料。
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Denomination of invention: PC plastic alloy material and preparation method thereof Effective date of registration: 20211126 Granted publication date: 20180302 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Wenzhou branch Pledgor: ZHEJIANG EXPO NEW MATERIALS CO.,LTD. Registration number: Y2021980013156 |
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