CN107541037A - 耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品 - Google Patents

耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品，相对于100重量份的聚碳酸酯，添加玻璃纤维20‑100份，阻燃剂1‑30份，还添加增韧剂1‑10份。本发明的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品，还通过在聚碳酸酯中添加静电防止剂、抗氧剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、脱模剂以及着色剂等组分进行改性处理，提高了聚碳酸酯材料的强度、耐候性等物理性能，使其可替普通的聚碳酸酯材料。

Description

耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品
【技术领域】
本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品。
【背景技术】
聚碳酸酯是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，具有较高的透明度，良好的阻燃性、耐热性、电绝缘性、尺寸稳定性和较低的吸水率等特点而被广泛应用于汽车、家电、3C和包装等领域。随着其应用领域的扩展，聚碳酸酯的强度、耐候性等性能都有了较高的要求，单纯的聚碳酸酯或普通的聚碳酸酯材料仍无法满足要求，因此，需要对聚碳酸酯材料进行改性处理。
有鉴于此，实有必要开发一种具有优异的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品，以加强上述聚碳酸酯的强度以及耐候性，使其可用于挤出和注塑成型中。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品，该耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品能够有效地改善聚碳酸酯强度、耐候性不足的问题。
为了达到上述目的，本发明的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料，相对于100重量份的聚碳酸酯，添加玻璃纤维20-100份，阻燃剂1-30份，还添加增韧剂1-10份。
可选的，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯中的至少一种。
可选地，在环境温度为300℃，负荷为1.2kg时，所述聚碳酸酯的熔体质量流动速率为3-20g/10min。
可选的，所述玻璃纤维的扁平率为0.1-0.5。
可选的，所述阻燃剂为四氟丁基磺酸盐、有机磷酸酯、次磷酸酯、有机膦酸酯、无机次磷酸盐、有机硅中的至少两种阻燃剂。
可选的，所述有机磷酸酯为1，3-亚苯基磷酸四(2,6-二甲基苯基)酯，所述有机硅阻燃剂为聚硅氧烷。
可选的，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(简称MBS)、磷酸酯类(ACR)、有机硅增韧剂的一种或多种复配。可选的，所述聚碳酸酯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、脱模剂或着色剂中的至少一种。
另外，本发明还提供一种产品，该产品为经所述耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料成型后产生的产品。
相较于现有技术，本发明的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品，通过在聚碳酸酯中添加玻璃纤维、阻燃剂、增韧剂、静电防止剂、抗氧剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、脱模剂以及着色剂等组分进行改性处理，提高了聚碳酸酯材料的强度、耐候性等物理性能，使其可替普通的聚碳酸酯材料。
【具体实施方式】
本发明的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料，其按重量份数表示包括：
聚碳酸酯100份，为了更好地挤出成型，在环境温度为210℃，负荷为2.16Kg时，所述聚碳酸酯的熔体质量流动速率为3-20g/10min。所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯中的至少一种。
玻璃纤维20-100份，所述玻璃纤维的扁平率为0.1-0.5的特殊形状。
阻燃剂1-30份，所述阻燃剂为四氟丁基磺酸盐、有机磷酸酯、次磷酸酯、有机膦酸酯、无机次磷酸盐、有机硅中的至少两种阻燃剂，阻燃等级最高可达UL 94 0.8mmV-0，所述有机磷酸酯为1，3-亚苯基磷酸四(2,6-二甲基苯基)酯，所述有机硅阻燃剂为聚硅氧烷。
增韧剂1-10份，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(简称MBS)、磷酸酯类(ACR)、有机硅增韧剂的一种或多种复配，该增韧剂既能提高材料的冲击强度，对材料的阻燃性能影响较小，并且又可以改善材料的耐低温性。
其中，在不损害本发明的效果范围内，所述耐候性阻燃聚碳酸酯复合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、脱模剂或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1
实施例1中的聚碳酸酯为德国拜耳公司生产，商品名为Makrolon，牌号为3100，其MI值为7。首先，称取相应重量的各组分；然后，将各组分别用单轴搅拌桶搅拌；最后，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中的聚碳酸酯为德国拜耳公司生产，商品名为Makrolon，牌号为3100，其MI值为7。首先，称取相应重量的各组分；然后，将各组分别用单轴搅拌桶搅拌；最后，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，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，然后再将该些测试样条进行耐候性测试，该耐候性测试方法如下：(1)将测试样条放于冷热冲击试验箱中，以30℃/min速率从室温升至70℃，保持0.5小时；(2)高温阶段结束后，在5分钟之内将试验箱中的温度从70℃降至-30℃，再保持1小时；(3)低温阶段结束后，在5分钟之内将试验箱中的温度从-30℃升至70℃，保持0.5小时；(4)重复(2)(3)试验，以完成三个循环周期。(5)按照GB标准测试所得材料的机械性能，并按照ISO180标准测试耐候性处理后冲击强度，测试结果如表1所示：
表1：实施例的测试结果
测试项目 测试标准 实施例1 实施例2
MI(g/10min) ISO 1133 10 10
拉伸强度(MPa) ISO 527-1,-2 130 150
断裂伸长率(％) ISO 527-1,-2 2.5 2.0
弯曲强度(MPa) ISO 178 180 245
弯曲模量(MPa) ISO 178 8500 14000
冲击强度(KJ/m2) ISO 180 14 16
耐候性处理后冲击强度(KJ/m2) ISO 180 13 15
阻燃等级 UL 94 0.8mm V-0 0.8mm V-0
通过表1可以得出：实施例1及实施例2中通过在聚碳酸酯中添加有机膦酸酯阻燃剂、无机次磷酸盐阻燃剂、有机硅阻燃剂、玻璃纤维、增韧剂、抗滴落剂、抗氧剂及润滑剂得到的聚碳酸酯材料，能达到较佳的耐候性处理后冲击强度，该材料的阻燃等级还可达UL940.8mm V-0,而且可耐低温为-30℃至-40℃。
以下结合对比例与实施例作对比说明。
对比例1
对比例1中的聚碳酸酯为德国拜耳公司生产，商品名为Makrolon，牌号为3100，其MI值为7。首先，称取相应重量的各组分；然后，将各组分别用单轴搅拌桶搅拌；最后，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中的聚碳酸酯为德国拜耳公司生产，商品名为Makrolon，牌号为3100，其MI值为7。首先，称取相应重量的各组分；然后，将各组分别用单轴搅拌桶搅拌；最后，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，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，然后再将该些测试样条进行耐候性测试，该耐候性测试方法如下：(1)将测试样条放于冷热冲击试验箱中，以30℃/min速率从室温升至70℃，保持0.5小时；(2)高温阶段结束后，在5分钟之内将试验箱中的温度从70℃降至-30℃，再保持1小时；(3)低温阶段结束后，在5分钟之内将试验箱中的温度从-30℃升至70℃，保持0.5小时；(4)重复(2)(3)试验，以完成三个循环周期。(5)按照GB标准测试所得材料的机械性能，并按照ISO180标准测试耐候性处理后冲击强度，测试结果如表2所示：
表2：各对比例的测试结果
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耐候性处理后冲击强度明显比实施例中材料的低。并且，当玻璃纤维的成分比重增加时，测试样条的弯曲强度及弯曲模量也得到增加。
因此，本发明的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料及其成型品，通过在聚碳酸酯中添加一定量的玻璃纤维、阻燃剂、及增韧剂，不仅可以得到高耐候性、高冲击强度等级的成型品，而且弯曲模量也得到加强，能够使成型后的成型品抗撕裂，结实耐用，并且适用恶劣的环境。
本发明还提供一种产品，所述产品为经所述耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料成型后产生的产品，该产品可应用于建筑材料行业、航空航天及光学透镜等领域。

Claims (9)

1.一种耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，相对于100重量份的聚碳酸酯，添加玻璃纤维20-100份，阻燃剂1-30份，还添加增韧剂1-10份。
2.根据权利要求1所述的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料，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-聚碳酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，在环境温度为300℃，负荷为1.2kg时，所述聚碳酸酯的熔体质量流动速率为3-20g/10min。
4.根据权利要求1所述的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维的扁平率为0.1-0.5。
5.根据权利要求1所述的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为四氟丁基磺酸盐、有机磷酸酯、次磷酸酯、有机膦酸酯、无机次磷酸盐、有机硅中的至少两种阻燃剂。
6.根据权利要求5所述的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述有机磷酸酯为1，3-亚苯基磷酸四(2,6-二甲基苯基)酯，所述有机硅阻燃剂为聚硅氧烷。
7.根据权利要求1所述的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、磷酸酯类、有机硅增韧剂的一种或多种复配。
8.根据权利要求1所述的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯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、脱模剂或着色剂中的至少一种。
9.一种耐候性聚碳酸酯产品,其特征在于，所述耐候性聚碳酸酯产品为权利要求1至8中任一项所述的耐候性阻燃聚碳酸酯复合材料成型后产生的产品。
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