CN107177181A - 高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物及其产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种用于激光直接成型的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物及其产品，所述组合物按重量份数表示包括：聚碳酸酯100份；扁平截面形状的玻璃纤维60‑150份；阻燃剂5‑30份；LDS添加剂1‑25份；改善助剂1‑10份。所述产品为经高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物激光直接成型后产生的产品。本发明的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物及其产品，使得组合物在保证LDS活性的同时保持优异的机械强度，使其应用在薄壁产品的结构件上，扩大了应用范围。

Description

高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物及其产品
【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种用于激光直接成型的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物及其产品。
【背景技术】
近年来，手机行业快速发展，对于手机内置天线的各种制造方法展开了研究。特别是，对三维设计的手机内置天线的制造方法存在需求。LDS(激光直接成型：Laser Direct Structuring)技术是一种专业激光加工、射出与电镀制成的3D成型技术，作为三维天线成型技术之一受到了广泛关注。
LDS技术具有使电路设计有较大的灵活性，生产效率高等优点，但目前可用于LDS的LDS添加剂属于金属络合物，会使材料的物性下降。
有鉴于此，实有必要开发一种高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，以解决上述LDS添加剂会使材料物性下降，从而限制了其应用的问题。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，使得组合物在保证LDS活性的同时保持优异的机械强度，使其应用在薄壁产品的结构件上，扩大了应用范围。
为了达到上述目的，本发明提供一种高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，其按重量份数表示包括：
可选地，在环境温度为300℃，负荷为1.2Kg时，所述聚碳酸酯的熔融指数为5-30g/10min。
可选地，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、含醚键双酚型聚碳酸酯或者含硫、氮、磷、硅双酚型聚碳酸酯中的至少一种。
可选地，所述扁平截面形状的玻璃纤维的扁平率为0.1-0.5。
可选地，所述阻燃剂为磷系阻燃剂，磷含量占磷系阻燃剂的重量百分比为7-40％。
可选地，所述磷系阻燃剂为磷酸脂、次磷酸酯或膦酸脂中的一种或多种复配。
可选地，所述高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物中还包括0.1-8重量份的增韧剂，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚丙烯酸酯系共聚物及有机硅增韧剂中的至少一种。
可选地，所述LDS添加剂为含铜盐络合物。
可选地，所述改善助剂为氨基羧酸类、羟基羧酸类、有机多元膦酸类金属螯合剂或络合物、硅烷偶联剂、钛酸酯、镐类偶联剂、钛氧化物或胺类、醇类、环氧类扩链剂的至少一种。
另外，本发明还提供一种产品，所述产品为经高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物激光直接成型后产生的产品。
相较于现有技术，本发明的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，用于激光直接成型，通过在聚碳酸酯中添加一定量的扁平截面形状的玻璃纤维，可以得到高强度、高刚性的无卤阻燃性聚碳酸酯树脂成型品，且通过添加一定量的LDS添加剂及改善助剂，在保持LDS活性的同时，改善助剂改善聚碳酸酯和玻璃纤维的介面结合力，可以使材料的物性更好，机械强度并未下降，使组合物应用在薄壁产品的结构件上，可应用于笔记本电脑、平板电脑、手机等的天线中，扩大了应用范围。
【具体实施方式】
本发明的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物中，按重量份数表示包括：
100重量份的聚碳酸酯，其中，在环境温度为300℃，负荷为1.2Kg时，所述聚碳酸酯的熔融指数为5-30g/10min，熔融指数太低，流动性差，不利于注塑成型，熔融指数太高，结合线处的强度会下降。所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、含醚键双酚型聚碳酸酯或者含硫、氮、磷、硅双酚型聚碳酸酯中的至少一种。
60-150重量份的扁平截面形状的玻璃纤维，所述扁平截面形状的玻璃纤维的扁平率为0.1-0.5(即短径与长径比)，能保证组合物的机械性能较佳，且可减少浮纤，使产品外观漂亮。
5-30重量份的阻燃剂，所述阻燃剂为磷系阻燃剂，磷含量占磷系阻燃剂的重量百分比为7-40％，所述磷系阻燃剂为磷酸脂、次磷酸酯或膦酸脂中的一种或多种复配。
1-25重量份的LDS添加剂，所述LDS添加剂为含铜盐络合物，该添加量既能保持组合物的LDS活性，使组合物用于激光直接成型，还能不降低组合物的机械强度，例如，弯曲强度、弯曲模量及冲击强度。
1-10重量份的改善助剂，所述改善助剂为氨基羧酸类、羟基羧酸类、有机多元膦酸类金属螯合剂或络合物、硅烷偶联剂、钛酸酯、镐类偶联剂、钛氧化物或胺类、醇类、环氧类扩链剂的至少一种。
由于LDS添加剂含有金属离子，在改性过程中易引起聚碳酸酯的裂解，从而让材料的物性下降，由此添加改善助剂，可以降低LDS添加剂对材料物性的影响，且不影响LDS添加剂的活性。此外，该改善助剂可以改善聚碳酸酯和玻璃纤维的介面结合力，从而使材料的物性更好，可以降低增韧剂含量或不添加增韧剂，从而使材料的阻燃性在添加少量阻燃剂即可达到0.5mmV-0。
其中，所述高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物还包括0.1-8重量份的增韧剂，所述增韧剂兼具协效阻燃的作用，并且增韧剂对材料刚性影响很小，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体(SBS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、聚丙烯酸酯系共聚物(ACR)及有机硅增韧剂中的至少一种。
其中，在不损害本发明的效果的范围内，所述高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物中还包括润滑剂、静电防止剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、脱模剂及着色剂中的至少一种，从而得到其他功能性复合材料。
为对本发明的目的、技术手段及技术功效有进一步的了解，现结合具体实施例说明如下。
实施例中扁平截面形状的玻璃纤维为Nittobo公司的市售商品，
实施例1
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
对比例1-1
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌10分钟；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
对比例1-2
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌10分钟；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
实施例2
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
对比例2
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
实施例3
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
对比例3
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
以上各实施例及对比例熔融挤出造粒后，然后在注塑机上注塑成型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 对比例1-1 对比例1-2 实施例2 对比例2 实施例3 对比例3
比重(g/cm3) 1.45 1.44 1.45 1.44 1.44 1.66 1.66
拉伸强度(MPa) 140 130 125 136 123 160 140
断裂伸长率(％) 2.8 2.8 2.2 2.8 2.6 2.2 2.2
弯曲强度(MPa) 180 170 175 195 160 240 210
弯曲模量(MPa) 11000 9500 11000 11500 11000 16000 15000
冲击强度(KJ/m2) 12 13 9 12 10 15 14
熔融指数(g/10min) 22 20 22 25 30 22 20
阻燃等级 0.8mm V-0 1.0mm V-0 0.8mm V-0 0.5mmV-0 0.5mmV-0 0.8mmV-0 1.0mmV-0
LDS活性镀覆指数 0.85 0.84 0.85 0.82 0.82 0.82 0.82
通过表1，将实施例1与对比例1-1、实施例2与对比例2、实施例3与对比例3分别作对比，可以得出：在聚碳酸酯中添加改善助剂，可以使材料的物性更好，可以不加增韧剂，而且使材料的阻燃等级在添加少量阻燃剂即可达到相同或更佳效果。
将实施例1与对比例1-2作对比，可以得出：在聚碳酸酯中添加改善助剂，可以降低LDS添加剂对材料物性的影响，且不影响LDS添加剂的活性。
由此，本发明的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，用于激光直接成型，通过在聚碳酸酯中添加一定量的扁平截面形状的玻璃纤维，可以得到高强度、高刚性的无卤阻燃性聚碳酸酯树脂成型品，且通过添加一定量的LDS添加剂及改善助剂，在保持LDS活性的同时，改善助剂改善聚碳酸酯和玻璃纤维的介面结合力，可以使材料的物性更好，机械强度并未下降，使组合物应用在薄壁产品的结构件上，可应用于笔记本电脑、平板电脑、手机等的天线中，扩大了应用范围。
本发明还提供一种产品，所述产品为经高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物激光直接成型后产生的产品，该产品可用于笔记本电脑、平板电脑或手机的天线中。

Claims (10)

1.一种高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，按重量份数表示包括：
2.根据权利要求1所述的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，在环境温度为300℃，负荷为1.2Kg时，所述聚碳酸酯的熔融指数为5-30g/10min。
3.根据权利要求1所述的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、含醚键双酚型聚碳酸酯或者含硫、氮、磷、硅双酚型聚碳酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述扁平截面形状的玻璃纤维的扁平率为0.1-0.5。
5.根据权利要求1所述的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述阻燃剂为磷系阻燃剂，磷含量占磷系阻燃剂的重量百分比为7-40％。
6.根据权利要求5所述的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述磷系阻燃剂为磷酸脂、次磷酸酯或膦酸脂中的一种或多种复配。
7.根据权利要求1所述的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物中还包括0.1-8重量份的增韧剂，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚丙烯酸酯系共聚物及有机硅增韧剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述LDS添加剂为含铜盐络合物。
9.根据权利要求1所述的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述改善助剂为氨基羧酸类、羟基羧酸类、有机多元膦酸类金属螯合剂或络合物、硅烷偶联剂、钛酸酯、镐类偶联剂、钛氧化物或胺类、醇类、环氧类扩链剂的至少一种。
10.一种产品，其特征在于，所述产品为经权利要求1至9中任一项所述的高物性玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物激光直接成型后产生的产品。
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