CN107163532A - 一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料及制备方法 - Google Patents

一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料及制备方法，包括以下组分：聚碳酸酯、增韧剂、阻燃剂和光稳定剂，所述增韧剂、阻燃剂、光稳定剂含量分别为聚碳酸酯质量的0.1‑10%、0.1‑5%、0.1‑3%。该聚碳酸酯薄膜材料的制备方法包括以下步骤：（1）称取相应重量的各组分；（2）将聚碳酸酯、阻燃剂、光稳定剂及其他添加剂在搅拌机中搅拌1‑3min，然后加入液态增韧剂继续搅拌2‑3min；（3）将混合均匀的料投入双螺杆挤出机中，温度控制为220‑260℃；（4）水下冷却切粒，水温控制为20‑30℃。本发明的有益效果是可以得到透明性、韧性、阻燃性、耐紫外性俱佳的聚碳酸酯薄膜材料，从而扩展其应用范围。

Description

一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料及制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料及制备方法。
背景技术
聚碳酸酯（简称PC）是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，由于具有无色透明、耐热、抗冲击、阻燃等优点，且在普通使用温度内亦能保持良好的机械性能，广泛应用于光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品的制造领域。其中，薄膜领域对PC的阻燃性、透光性、耐紫外性、韧性等要求越来越严格，而现阶段的产品无法兼得这些性能。
迄今为止，已有许多技术人员针对此问题展开了讨论研究，通常采用的方法为在PC中加入增韧剂、阻燃剂、光稳定剂、润滑剂等添加剂改善其性能。然而，添加剂的两面性往往会对某些性能带来一定负面影响，例如增韧剂在提高PC韧性的同时也会降低其阻燃效果。因此，找到适合的添加剂种类并确定恰当的添加剂用量，已成为制备高性能聚碳酸酯薄膜材料的重大难题。有鉴于此，实有必要开发一种在不影响透光性的前提下兼具高韧、耐紫外、高阻燃等级的PC材料，从而扩展其应用范围。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料及制备方法，使其成为在透光性、韧性、阻燃性和耐紫外性等方面俱佳的产品。
本发明通过以下技术方案实现，一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料，包括聚碳酸酯、增韧剂、阻燃剂和光稳定剂，所述增韧剂、阻燃剂、光稳定剂含量分别为聚碳酸酯质量的0.1-10%、0.1-5%、0.1-3%。
所述聚碳酸酯在环境温度300℃、负荷1.2 Kg时，熔融指数为3-20 g/10min。
所述增韧剂为MBS增韧剂、ACR增韧剂、有机硅增韧剂中的一种或多种，形态为液态。优选地，增韧剂的添加量为聚碳酸酯质量的2-7%。
所述阻燃剂为苯磺酰基苯磺酸钾(KSS)、全氟丁基磺酸钾（PPFBS）、2,4,5―三氯苯磺酸钠(STB)、有机硅阻燃剂的一种或多种，阻燃等级可以达到UL94 0.3mm VTM-0级别。
所述光稳定剂为苯并三唑类、三嗪类、受阻胺类的一种或多种。
进一步地，所述一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料中还包括润滑剂、静电防止剂、抗氧剂及着色剂中的一种或多种。
此外，本发明还提供一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取相应重量的各组分；
（2）将聚碳酸酯、阻燃剂、光稳定剂及其他添加剂在搅拌机中搅拌1-3min，然后加入液态增韧剂继续搅拌2-3min；
（3）将混合均匀的料投入双螺杆挤出机中，温度控制为220-260℃；
（4）水下冷却切粒，水温控制为20-30℃。
本发明的有益效果是通过在聚碳酸酯中添加一定量的增韧剂、阻燃剂、光稳定剂，可以得到透明性、韧性、阻燃性、耐紫外性俱佳的聚碳酸酯薄膜材料，从而扩展其应用范围。
具体实施方式
为对本发明的目的、技术手段及技术功效有进一步的了解，现结合本发明具体实施例和普通情况对比例的测试结果作详细对比说明。
实施例中聚碳酸酯均选用COVERSTO Makrolon 3100；主阻燃剂为全氟丁基磺酸钾（PPFBS），辅阻燃剂为有机硅阻燃剂（简称有机硅）；增韧剂为液态增韧剂。对比例中阻燃剂为三菱EF-42，增韧剂为粉末态的EXL-2620。润滑剂为可耐高温的季戊四醇硬脂酸酯（PETS）。
实施例1
PC 100份；
PPFBS 0.5份；
有机硅 0.3份；
抗氧剂1076 0.3份；
抗氧剂626 0.2份；
光稳定剂234 0.7份；
光稳定剂2908 0.5份；
液态增韧剂 1份；
PETS 0.4份。
（1）称取相应重量的各组分；
（2）将聚碳酸酯、阻燃剂、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂在单轴搅拌机中搅拌1min，然后加入液态增韧剂继续搅拌2min；
（3）将混合均匀的料投入双螺杆挤出机中，温度控制为220℃；
（4）水下冷却切粒，水温控制为20℃。
实施例2
PC 100份；
PPFBS 1份；
有机硅 0.5份；
抗氧剂1076 0.3份；
抗氧剂626 0.2份；
光稳定剂234 0.7份；
光稳定剂2908 0.5份；
液态增韧剂 1份；
PETS 0.4份。
（1）称取相应重量的各组分；
（2）将聚碳酸酯、阻燃剂、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂在单轴搅拌机中搅拌2min，然后加入液态增韧剂继续搅拌3min；
（3）将混合均匀的料投入双螺杆挤出机中，温度控制为245℃；
（4）水下冷却切粒，水温控制为25℃。
实施例3
PC 100份；
PPFBS 1份；
有机硅 0.5份；
抗氧剂1076 0.3份；
抗氧剂626 0.2份；
光稳定剂234 0.7份；
光稳定剂2908 0.5份；
液态增韧剂 3份；
PETS 0.4份。
（1）称取相应重量的各组分；
（2）将聚碳酸酯、阻燃剂、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂在单轴搅拌机中搅拌3min，然后加入液态增韧剂继续搅拌3min；
（3）将混合均匀的料投入双螺杆挤出机中，温度控制为260℃；
（4）水下冷却切粒，水温控制为30℃。
对比例1
PC 100份；
EF-42 0.5份；
抗氧剂1076 0.3份；
抗氧剂626 0.2份；
光稳定剂234 0.7份；
光稳定剂2908 0.5份；
液态增韧剂 1份；
PETS 0.4份。
（1）称取相应重量的各组分；
（2）将聚碳酸酯、阻燃剂、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂在单轴搅拌机中搅拌3min，然后加入液态增韧剂继续搅拌3min；
（3）将混合均匀的料投入双螺杆挤出机中，温度控制为245℃；
（4）水下冷却切粒，水温控制为25℃。
对比例2
PC 100份；
EF-42 0.5份；
抗氧剂1076 0.3份；
抗氧剂626 0.2份；
光稳定剂234 0.7份；
光稳定剂2908 0.5份；
EXL-2620 3份；
PETS 0.4份。
（1）称取相应重量的各组分；
（2）将聚碳酸酯、增韧剂、阻燃剂、光稳定剂在单轴搅拌机中搅拌6min；
（3）将混合均匀的料投入双螺杆挤出机中，温度控制为245℃；
（4）水下冷却切粒，水温控制为25℃。
通过以上各实施例及对比例的实验步骤熔融挤出造粒后，在注塑机上注塑成型为GB标准测试样条，按GB标准测试所得材料的机械性能，并按照UL94标准测试阻燃性能，测试结果如表1所示：
表1实施例及对比例的测试结果
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
比重（g/cm3） 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18
冲击强度(KJ/m2) 45 40 80 44 60
阻燃等级 1.0mm V-0 0.4mm V-0 0.8mmV-0 1.6mm V-0 3.2mmV-0
热变形温度(℃) 128 128 119 128 110
透光度 88 87 85 80 45
从实施例1和对比例1可以看出，采用PPFBS得到的薄膜材料，阻燃效果最好，阻燃等级最高。
从实施例1和实施例2可以看出，阻燃剂含量的增加能大幅提高阻燃等级，且对其他物性的影响较小。
从实施例3和对比例2可以看出，与粉末态的EXL2620增韧剂相比，液态增韧剂对材料冲击、阻燃、热变形温度、透光度性能的影响都很小。
从实施例2和实施例3可以看出，增加液态增韧剂用量虽然会影响材料的阻燃等级，但冲击强度可得到大幅提高。

Claims (7)

1.一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，包括聚碳酸酯、增韧剂、阻燃剂和光稳定剂，所述增韧剂、阻燃剂、光稳定剂含量分别为聚碳酸酯质量的0.1-10%、0.1-5%、0.1-3%。
2.如权利要求1所述一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，其中聚碳酸酯在环境温度300℃、负荷1.2 Kg时，熔融指数为3-20 g/10min。
3.如权利要求1所述一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，其中增韧剂为MBS增韧剂、ACR增韧剂、有机硅增韧剂中的一种或多种，形态为液态；优选地，增韧剂的添加量为聚碳酸酯质量的2-7%。
4.如权利要求1所述一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，其中阻燃剂为苯磺酰基苯磺酸钾、全氟丁基磺酸钾、2,4,5―三氯苯磺酸钠、有机硅阻燃剂的一种或多种，阻燃等级可以达到UL94 0.3mm VTM-0级别。
5.如权利要求1所述一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，其中光稳定剂为苯并三唑类、三嗪类、受阻胺类的一种或多种。
6.如权利要求1所述一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，除上述组分外，还包括润滑剂、静电防止剂、抗氧剂及着色剂中的一种或多种。
7.如权利要求1所述一种耐紫外高阻燃等级的聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
（1）称取相应重量的各组分；
（2）将聚碳酸酯、阻燃剂、光稳定剂在搅拌机中搅拌1-3min，然后加入液态增韧剂继续搅拌2-3min；
（3）将混合均匀的料投入双螺杆挤出机中，温度控制为220-260℃；
（4）水下冷却切粒，水温控制为20-30℃。
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