CN108342065A - 一种阻燃性高效能pc光扩散材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种阻燃性高效能PC光扩散材料。PC料粒80％‑100％、光扩散剂0.7％‑2.5％份、抗氧剂0.3％‑1％份、润滑剂0.2％‑0.7％份，阻燃剂0.7％‑2.5％，氮化硼1％‑3％，其中光扩散剂中无机扩散剂占20％‑30％、有机扩散剂占70％‑80％。将有机粒料与无机料粒烘干，将催化剂与氮化硼混合反应备用；将烘干的无机料粒与有机料粒按重量配比加入高速混合机中混合4‑7分钟，然后将混合好的PC料粒与混合反应后的氮化硼混合并通过加热器加热，加热时间为1‑1.5小时，加热温度为250℃‑280℃；将加热后的PC里加入光扩散剂、抗氧剂、润滑剂及阻燃剂搅拌混合；将步骤3中的混合料置于挤出机中熔融连续挤出、定型并冷却成型。

Description

一种阻燃性高效能PC光扩散材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种阻燃性高效能PC光扩散材料。

背景技术

PC是通用工程塑料中唯一具有良好透明性的热塑性工程塑料，它以冲击强度高而著称，具有优良的电绝缘性、较高的耐热性和尺寸稳定性，本身还具有一定的阻燃性，属于自熄型工程塑料。由于PC具有上述优异的综合性能，故被广泛应用于电子、电气、航空航天、汽车、纺织、轻工及照明系统等领域。PC用量的增长速度是5大通用工程塑料中最快的，近几年来其用量仅次于尼龙，而跃居第二位。特别是新能源汽车技术的发展，对产品塑料部件的阻燃性能要求越来越高，许多厂家对其塑料部件的阻燃等级明确要求必须达到UL94V-0级，并且很多使用场合还要求PC保持良好的透光性、光扩散性等，且导热系数的要求也较高，这就需要在不影响PC原有透明度的同时对其进行阻燃、光扩散及导热系数等方面的改性。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明的目的在于提供了一种质量轻、透光率高、阻燃性好、导热系数高、光损小并具有高扩散效果环保型阻燃性高效能PC光扩散材料。

本发明所采用的技术方案是：一种阻燃性高效能PC光扩散材料，其是由以下质量份的原料组成：PC料粒80％-100％、光扩散剂0.7％-2.5％份、抗氧剂0.3％-1％份、润滑剂0.2％-0.7％份，阻燃剂0.7％-2.5％，氮化硼1％-3％，其中光扩散剂中无机扩散剂占20％-30％、有机扩散剂占70％-80％。

所述的氮化硼内加入催化剂0.07％-0.5％。

所述的无机光扩散剂为纳米硫酸钡，碳酸钙，二氧化硅等其中的一种。

所述的有机光扩散剂为压克力型、苯乙烯型、丙烯酸树脂型等有机纳米微珠光扩散剂中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1076和亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

所述的润滑剂为TAF或PETS。

所述的阻燃剂为无卤环保阻燃剂，具体为复合三聚氰胺氰尿酸盐。

所述的催化剂为三氧化二铬。

上述阻燃性高效能PC光扩散材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将PC料粒烘干，烘干时间为3-4小时，将催化剂与氮化硼混合反应备用；

2)将烘干的PC料粒与混合反应后的氮化硼加入高速混合机中混合4-7分钟，然后通过加热器加热，加热时间为1-1.5小时，加热温度为250℃-280℃；

3)将步骤2中加热后的PC里加入光扩散剂、抗氧剂、润滑剂及阻燃剂搅拌混合，搅拌时间为3-30分钟；

4)将步骤3中的混合料置于挤出机中熔融连续挤出、定型并冷却成型，熔融温度为270℃-300℃，冷却时间为3-5分钟。

本发明的有益效果是：光扩散剂中包含有无机材料跟有机材料，传统技术中，一般都是添加有机料粒或者是无机料粒，本发明在PC中同时加入了有机料粒与无机料粒，其中有机材料的颗粒较大，透光率高，制成的材料能使光柔和，而无机材料具有性质稳、抗腐蚀、耐高温的特点，无机材料颗粒较小，质地较轻、具有强度高、阻力小的特点，两者同时能将光扩散率达到95％以上，透光率达到97％以上，主要适用于新能源汽车的大灯及汽车内仪表仪盘的LED灯等领域，在制粒过程中，用氮化硼代替了传统的三氧化二铝，与PC材料结合，并与其他助剂的混合，能提高了PC的导热性，使导热系数在原有的基础上提高30％，其中氮化硼内加入催化剂，能降低氮化硼的使用量，并使氮化硼与PC的混合反应更彻底，能使氮化硼固定，分子不会稀疏，本发明中，PC材料中添加阻燃剂，该阻燃剂为复合三聚氰胺氰尿酸盐，为无卤环保阻燃剂，无卤无毒，对设备及模具无腐蚀，燃烧时烟密度极小，符合绿色环保要求，加工性能优越，在加工过程中，阻燃剂粒子会发生软化及取向，有利于阻烯剂在基体PC中的分散和阻燃材料力学性能的提高，电性能优越、阻燃效果更为优越，同时密度低，总体来说，本发明具有高扩散效果、高透光率、导热系数高且阻燃效果好的特点，且符合当下环保的理念。

具体实施方式

本发明提供提供阻燃性PC光扩散材料及其制备方法，其组成按重量配比为：PC料粒80％-100％、光扩散剂0.7％-2.5％、抗氧剂0.3％-1％、润滑剂0.2％-0.7％份，阻燃剂8％-12％，氮化硼1％-3％，其中光扩散剂中无机扩散剂占光扩散剂比例的20％-30％、有机扩散剂占光扩散剂比例的70％-80％，氮化硼中添加催化剂0.07％-0.5％，其中无机光扩散剂选用二氧化硅，有机光扩散剂为日本信越有机硅树脂球型微粉，KMP-590，平均粒径2um，粒径分布1～4um，抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1076和亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，润滑剂为TAF，阻燃剂为复合三聚氰胺氰尿酸盐，催化剂为三氧化二铬；

制备方法：1)将PC料粒烘干，烘干时间为3-4小时，将催化剂与氮化硼混合反应备用；2)将烘干的PC料粒与混合反应后的氮化硼加入高速混合机中混合4-7分钟，然后通过加热器加热，加热时间为1-1.5小时，加热温度为250℃-280℃；3)将步骤2中加热后的PC里加入光扩散剂、抗氧剂、润滑剂及阻燃剂搅拌混合，搅拌时间为3-30分钟；4)将步骤3中的混合料置于挤出机中熔融连续挤出、定型并冷却成型，熔融温度为270℃-300℃，冷却时间为3-5分钟。

下面结合具体实施例对本发明的配方做进一步的说明：

实施例1：PC料粒89.5先通过烘干机烘干，烘干时间为4小时，将0.09的三氧化二铬加入到1的氮化硼内进行混合反应备用，将混合后的氮化硼与烘干的PC料粒按重量比在容器中搅拌混合，混合时间4分钟，将混合均匀的PC放入加热器中加热，加热1小时，温度为250℃，然后将光扩散剂0.7(其中有机光扩散剂70％，无机光扩散剂30％)、抗氧剂0.4、润滑剂0.3及8的阻燃剂与加热后的有机料粒及无机料粒一并投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒并冷却成型，熔融温度为280℃，冷却时间为3分钟，得到本发明的阻燃性高效能PC光扩散材料。

实施例2：PC料粒88先通过烘干机烘干，烘干时间为4小时，将0.1的三氧化二铬加入到1的氮化硼内进行混合反应备用，将混合后的氮化硼与烘干的有机料粒及无机料粒按重量比在容器中搅拌混合，混合时间4分钟，将混合均匀的PC放入加热器中加热，加热1小时，温度为250℃，然后将光扩散剂0.8(其中有机光扩散剂70％，无机光扩散剂30％)、抗氧剂0.5、润滑剂0.4及9.2的阻燃剂与加热后的有机料粒及无机料粒一并投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒并冷却成型，熔融温度为280℃，冷却时间为3分钟，得到本发明的阻燃性高效能PC光扩散材料。

实施例3：PC料粒87先通过烘干机烘干，烘干时间为4小时，将0.12的三氧化二铬加入到1的氮化硼内进行混合反应备用，将混合后的氮化硼与烘干的有机料粒及无机料粒按重量比在容器中搅拌混合，混合时间4分钟，将混合均匀的有机料粒与无机料粒放入加热器中加热，加热1小时，温度为280℃，然后将光扩散剂0.9(其中有机光扩散剂70％，无机光扩散剂30％)、抗氧剂0.72、润滑剂0.5及10的阻燃剂与加热后的有机料粒及无机料粒一并投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒并冷却成型，熔融温度为300℃，冷却时间为3分钟，得到本发明的阻燃性高效能PC光扩散材料。

实施例4：PC料粒84先通过烘干机烘干，烘干时间为4小时，将0.13的三氧化二铬加入到1.7的氮化硼内进行混合反应备用，将混合后的氮化硼与烘干的PC料粒按重量比在容器中搅拌混合，混合时间4分钟，将混合均匀的PC放入加热器中加热，加热1小时，温度为280℃，然后将光扩散剂1.49(其中有机光扩散剂70％，无机光扩散剂30％)、抗氧剂0.9润滑剂0.5及11的阻燃剂与加热后的有机料粒及无机料粒一并投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒并冷却成型，熔融温度为300℃，冷却时间为3分钟，得到本发明的阻燃性高效能PC光扩散材料。

实施例5：PC料粒82先通过烘干机烘干，烘干时间为4小时，将0.15的三氧化二铬加入到2.65的氮化硼内进行混合反应备用，将混合后的氮化硼与烘干的PC料粒按重量比在容器中搅拌混合，混合时间4分钟，将混合均匀的PC放入加热器中加热，加热1小时，温度为280℃，然后将光扩散剂1.5(其中有机光扩散剂70％，无机光扩散剂30％)、抗氧剂1、润滑剂0.7及12的阻燃剂与加热后的有机料粒及无机料粒一并投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒并冷却成型，熔融温度为300℃，冷却时间为3分钟，得到本发明的阻燃性高效能PC光扩散材料。

实施例1～5配方及材料性能见表1：

组成	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						PC料粒	89.5	88	87	84	82
光扩散剂(有机)	0.49	0.56	0.63	1.043	1.05
						光扩散剂(无机)	0.21	0.24	0.27	0.447	0.45
氮化硼	1	1	1	1.7	2.65
						催化剂	0.09	0.1	0.12	0.13	0.15
抗氧剂	0.4	0.5	0.72	0.9	1
						润滑剂	0.3	0.4	0.5	0.5	0.7
阻燃剂	8	9.2	10	11	12
						透光率	92.1	94	96.5	96.9	97.2
雾度	21.2	24.5	24.7	25.4	28
						缺口冲击强度	9.7	10.1	9	9.2	9.5
导热系数(w/(m.k))	7	7.6	8.2	9.4	10
						抗拉强度(Mpa)	40	43	46	49	50
阻燃性	V-0	V-0	V-0	5VB	5VB

Claims (9)

1.一种阻燃性高效能PC光扩散材料，其特征在于：其是由以下质量份的原料组成：PC料粒80％-100％、光扩散剂0.7％-2.5％份、抗氧剂0.3％-1％份、润滑剂0.2％-0.7％份，阻燃剂0.7％-2.5％，氮化硼1％-3％，其中光扩散剂中无机扩散剂占20％-30％、有机扩散剂占70％-80％。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃性高效能PC光扩散材料，其特征在于：所述的氮化硼内加入催化剂0.07％-0.5％。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃性高效能PC光扩散材料，其特征在于：所述的无机光扩散剂为纳米硫酸钡，碳酸钙，二氧化硅等其中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃性高效能PC光扩散材料，其特征在于：所述的有机光扩散剂为压克力型、苯乙烯型、丙烯酸树脂型等有机纳米微珠光扩散剂中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃性高效能PC光扩散材料，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1076和亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃性高效能PC光扩散材料，其特征在于：所述的润滑剂为TAF或PETS。

7.根据权利要求1所述的一种阻燃性高效能PC光扩散材料，其特征在于：所述的阻燃剂为无卤环保阻燃剂，具体为复合三聚氰胺氰尿酸盐。

8.根据权利要求2所述的一种阻燃性高效能PC光扩散材料，其特征在于：所述的催化剂为三氧化二铬。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种阻燃性高效能PC光扩散材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将PC料粒烘干，烘干时间为3-4小时，将催化剂与氮化硼混合反应备用；

2)将烘干的PC料粒与混合反应后的氮化硼加入高速混合机中混合4-7分钟，然后通过加热器加热，加热时间为1-1.5小时，加热温度为250℃-280℃；

3)将步骤2中加热后的PC里加入光扩散剂、抗氧剂、润滑剂及阻燃剂搅拌混合，搅拌时间为3-30分钟；

4)将步骤3中的混合料置于挤出机中熔融连续挤出、定型并冷却成型，熔融温度为270℃-300℃，冷却时间为3-5分钟。