CN107541035A - 高阻燃聚碳酸酯薄膜材料及其成型品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种高阻燃聚碳酸酯薄膜材料及其成型品。所述高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，相对于100重量份的聚碳酸酯树脂，还添加1‑30重量份的阻燃剂。所述高阻燃聚碳酸酯薄膜成型品，其为所述高阻燃聚碳酸酯薄膜材料成型后产生的薄膜。本发明的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料及其成型品，通过在聚碳酸酯树脂中添加一定量的复配阻燃剂，不仅可以得到高阻燃等级的成型品，阻燃等级可达UL94 0.2mm V‑0等级，而且在加入阻燃剂后，热变形温度仍然能达到120℃以上，熔融指数控制在适合成型的范围，适合用于挤出、模压成型。

Description

高阻燃聚碳酸酯薄膜材料及其成型品
【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种高阻燃聚碳酸酯薄膜材料及其成型品。
【背景技术】
现在的电视机、冰箱等电器的包装膜一般采用聚乙烯(简称PE)或聚对苯二甲基乙二醇酯(简称PET)材料，但上述材料一般阻燃较困难。
采用聚碳酸酯(简称PC)材料制作的包装膜，不仅在外观上可以做到高光泽，还具有很好的透明性，能够使包装膜外观漂亮。然而，在现有技术中，聚碳酸酯材料的阻燃等级最多能达到UL94 0.8mmV-0等级，很难达到UL94 0.5mmV-0等级。
另外，现有聚碳酸酯阻燃体系虽可达到薄壁阻燃，但加入阻燃剂后对熔融指数(又称熔体流动指数，简称MI)和负荷热变形温度(简称HDT)有很大影响，影响了薄膜材料的挤出成型。例如，熔融指数大就会使薄膜材料压缩成型比较困难，从而使聚碳酸酯薄膜材料的应用受到了限制。
有鉴于此，实有必要开发一种高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，以克服上述现有技术中聚碳酸酯薄膜材料阻燃等级不高，及加入阻燃剂后对熔融指数和负荷热变形温度影响大的缺陷。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种高阻燃聚碳酸酯薄膜材料及其成型品，使得薄膜材料成型后的成型品不仅具有高阻燃等级，而且还具有高热变形温度及合适的熔融指数，可用于挤出、模压成型中。
为了达到上述目的，本发明的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，相对于100重量份的聚碳酸酯树脂，还添加1-30重量份的阻燃剂，所述阻燃剂为四氟丁基磺酸盐、有机次磷酸酯、有机次磷酸盐、无机次磷酸酯、无机次磷酸盐、有机膦酸酯、有机硅中的至少两种阻燃剂。
可选地，所述有机膦酸酯为聚磷酸酯，有机硅为聚硅氧烷。
可选地，在环境温度为300℃，负荷为1.2kg时，所述聚碳酸酯树脂的熔融指数为3-20g/10min。
可选地，所述聚碳酸酯树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚TMC合成的耐高温聚碳酸酯中的至少一种。
可选地，所述聚碳酸酯树脂由双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚TMC合成的耐高温聚碳酸酯中的两种不同熔融指数的聚碳酸酯混合而成。
可选地，所述高阻燃聚碳酸酯薄膜材料还包括抗滴落剂、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。
另外，本发明还提供一种高阻燃聚碳酸酯薄膜成型品，其为所述高阻燃聚碳酸酯薄膜材料成型后产生的薄膜。
可选地，所述薄膜的厚度为0.2-1.2mm。
可选地，所述薄膜的厚度为0.3-0.8mm。
相较于现有技术，本发明的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料及其成型品，通过在聚碳酸酯树脂中添加一定量的复配阻燃剂，不仅可以得到高阻燃等级的成型品，阻燃等级可达UL94 0.2mm V-0等级，而且在加入阻燃剂后，热变形温度仍然能达到120℃以上，熔融指数控制在适合成型的范围，适合用于挤出、模压成型。
【具体实施方式】
本发明的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，其按重量份数表示包括：
聚碳酸酯树脂100份，为了更好地挤出成型，在环境温度为300℃，负荷为1.2kg时，所述聚碳酸酯树脂的熔融指数为3-20g/10min。所述聚碳酸酯树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚TMC合成的耐高温聚碳酸酯中的至少一种。当然，为了调节材料的熔融指数，所述聚碳酸酯树脂可由上述种类中两种不同熔融指数的聚碳酸酯混合而成；
阻燃剂1-30份，所述阻燃剂为四氟丁基磺酸盐、有机次磷酸酯、有机次磷酸盐、无机次磷酸酯、无机次磷酸盐、有机膦酸酯、有机硅中的至少两种阻燃剂，其中所述有机膦酸酯为聚磷酸酯，有机硅为聚硅氧烷。
其中，在不损害本发明的效果范围内，所述高阻燃聚碳酸酯薄膜材料还包括抗滴落剂、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、功效及技术手段有进一步的了解，现结合具体实施例说明如下。
实施例1
实施例1中的聚碳酸酯树脂为德国拜耳公司生产，商品名为Makrolon，牌号为3100，其MI值为7。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2
实施例2中的聚碳酸酯树脂1为德国拜耳公司生产，商品名为Makrolon，牌号为3100，其MI值为7，聚碳酸酯树脂2为拜耳公司生产，商品名为Apec，牌号为1895，其MI值为19。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
实施例3中的聚碳酸酯树脂1为德国拜耳公司生产，商品名为Makrolon，牌号为3100，其MI值为7，聚碳酸酯树脂2为拜耳公司生产，商品名为Apec，牌号为1895，其MI值为19。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4
实施例4中的聚碳酸酯树脂1为德国拜耳公司生产，商品名为Makrolon，牌号为3100，其MI值为7，聚碳酸酯树脂2为拜耳公司生产，商品名为Apec，牌号为1895，其MI值为19。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5
实施例5中的聚碳酸酯树脂1为德国拜耳公司生产，商品名为Makrolon，牌号为3100，其MI值为7，聚碳酸酯树脂2为拜耳公司生产，商品名为Apec，牌号为1895，其MI值为19。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。
以上各实施例熔融挤出造粒后，然后将各实施例中的粒子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UL-94标准测试阻燃性能，测试结果如表1所示：
表1：各实施例的测试结果
测试项目 测试标准 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
MI(g/10min) ISO 1133 12 10 10 10 10
拉伸强度(MPa) ISO527-1,-2 68 69 68 68 68
断裂伸长率(％) ISO527-1,-2 22 20 20 20 12
弯曲强度(MPa) ISO 178 97 97.5 98.0 99.0 94.1
弯曲模量(MPa) ISO 178 2460 2430 2540 2640 2550
冲击强度(KJ/m2) ISO 180 13 15 12 10 16
阻燃等级 UL-94 0.5mmV-0 0.5mm V-0 0.5mm V-0 0.5mm V-0 0.2mm V-0
负荷变形温度(℃) ISO75-2 125 144 155 165 150
通过表1可以得知：在实施例1中添加有机膦酸脂、无机次磷酸盐及有机硅的复配阻燃剂后，能够得到较佳的阻燃等级，且负荷变形温度及MI值均较佳，适合挤出、模压成型；将实施例1分别与实施例2、3及4作对比，可以得出将聚碳酸酯树脂调整为两种不同MI值的聚碳酸酯树脂，能够得到更佳的负荷变形温度及MI值；将实施例3与实施例5作对比，可以得出通过调整复配阻燃剂的添加量，能够得到较高的阻燃等级，能够达到0.2mm V-0等级。
以下结合对比例与实施例作对比说明。
对比例1
对比例1中的阻燃剂为日本大八化学生产，产品名为PX200的缩聚型无卤磷酸脂阻燃剂。称取对比例1中相应重量的各组分；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
对比例2中的阻燃剂为美国3M公司生产，产品名为FR-2025的耐高温型特种高效阻燃剂。称取对比例2中相应重量的各组分；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。
以上各对比例熔融挤出造粒后，然后将各对比例中的粒子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UL-94标准测试阻燃性能，测试结果如表2所示：
表2：各对比例的测试结果
测试项目 测试标准 对比例1 对比例2
MI(g/10min) ISO 1133 30 32
拉伸强度(MPa) ISO527-1,-2 68 68
断裂伸长率(％) ISO527-1,-2 15 14
弯曲强度(MPa) ISO 178 98 95
弯曲模量(MPa) ISO 178 2600 2300
冲击强度(KJ/m2) ISO 180 12 12
阻燃等级 UL-94 0.8mmV-0 0.8mmV-0
负荷变形温度(℃) ISO75-2 82 124
将表2中的对比例与表1中的各实施例作对比，可以得知对比例中材料的阻燃等级及负荷变形温度明显比实施例中的材料低，且对比例中材料的MI值太高，不适合挤出成型。
因此，本发明的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，通过在聚碳酸酯树脂中添加一定量的复配阻燃剂，不仅可以得到高阻燃等级的成型品，阻燃等级可达UL940.2mm V-0等级，而且在加入阻燃剂后，热变形温度仍然能达到120℃以上，熔融指数控制在适合成型的范围，适合用于挤出、模压成型。
另外，本发明还提供一种高阻燃聚碳酸酯薄膜成型品，其为所述高阻燃聚碳酸酯薄膜材料成型后产生的薄膜。
其中，所述薄膜的厚度为0.2-1.2mm，更佳的，所述薄膜的厚度为0.3-0.8mm，从而可以广泛应用于各种产品的包装中。

Claims (9)

1.一种高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，相对于100重量份的聚碳酸酯树脂，还添加1-30重量份的阻燃剂，所述阻燃剂为四氟丁基磺酸盐、有机次磷酸酯、有机次磷酸盐、无机次磷酸酯、无机次磷酸盐、有机膦酸酯、有机硅中的至少两种阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，所述有机膦酸酯为聚磷酸酯，有机硅为聚硅氧烷。
3.根据权利要求1所述的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，在环境温度为300℃，负荷为1.2kg时，所述聚碳酸酯树脂的熔融指数为3-20g/10min。
4.根据权利要求1或3所述的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，所述聚碳酸酯树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚TMC合成的耐高温聚碳酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，所述聚碳酸酯树脂由双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚TMC合成的耐高温聚碳酸酯中的两种不同熔融指数的聚碳酸酯混合而成。
6.根据权利要求1所述的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料，其特征在于，所述高阻燃聚碳酸酯薄膜材料还包括抗滴落剂、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。
7.一种高阻燃聚碳酸酯薄膜成型品，其特征在于，所述高阻燃聚碳酸酯薄膜成型品为权利要求1至6中任一项所述的高阻燃聚碳酸酯薄膜材料成型后产生的薄膜。
8.根据权利要求7所述的高阻燃聚碳酸酯薄膜成型品，其特征在于，所述薄膜的厚度为0.2-1.2mm。
9.根据权利要求8所述的高阻燃聚碳酸酯薄膜成型品，其特征在于，所述薄膜的厚度为0.3-0.8mm。
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