CN109423024A - 无卤阻燃pc/cf抗静电材料及其产品 - Google Patents

无卤阻燃pc/cf抗静电材料及其产品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种无卤阻燃PC/CF抗静电材料及其产品。所述无卤阻燃PC/CF抗静电材料包括组分：聚碳酸酯树脂、碳纤维、阻燃剂及增韧剂。所述产品为经无卤阻燃PC/CF抗静电材料成型后产生的产品。本发明的无卤阻燃PC/CF抗静电材料通过加入复配的阻燃剂及增韧剂，能够在加入碳纤维后，具有优异的阻燃性能的同时具有优异的冲击性能。

Description

无卤阻燃PC/CF抗静电材料及其产品
【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种无卤阻燃PC/CF抗静电材料及其产品。
【背景技术】
塑胶与通电流的器件接触，或与其他材质物品摩擦会导致塑胶带有静电，进而造成静电积蓄和信号干扰，这都不利于塑胶材料在打印机、家电外壳或信号线接头等领域的应用。
由于碳纤维(carbon fiber，简称CF)本身具有抗静电效果，通过添加碳纤维得到PC/CF(聚碳酸酯/碳纤维)抗静电材料。然而，由于碳纤维的灯芯效应，需要加入较多的阻燃剂才能达到阻燃效果，会导致PC/CF材料的物性下降较多，尤其是冲击性能，进而影响材料的使用。
有鉴于此，实有必要开发一种无卤阻燃PC/CF抗静电材料，以解决现有技术中PC/CF为了达到阻燃效果加入较多的阻燃剂后，物性下降很多的问题。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种无卤阻燃PC/CF抗静电材料，使得PC/CF在加入阻燃剂后，不仅具有优异的阻燃性，还具有优异的物性。
为了达到上述目的，本发明的无卤阻燃PC/CF抗静电材料，其按重量份数表示，包括：
其中，所述阻燃剂为复配阻燃剂，所述增韧剂为复配增韧剂。
可选地，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、有机硅共聚型PC、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，在温度300℃、负重1.2Kg时，所述PC的熔体质量流动速率为3-50g/10min之间。
可选地，所述碳纤维的单丝直径在1～20μm之间，短切长度在1～15mm之间。
可选地，所述阻燃剂包括羟基苯基硅烷阻燃剂及次磷酸盐阻燃剂，还包括磷酸酯阻燃剂及磺酸盐系阻燃剂中的至少一种。
可选地，所述增韧剂为交联的甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯增韧剂、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯增韧剂、有机硅橡胶-甲基丙烯酸甲酯增韧剂中的两种或两种以上复配。
可选地，所述无卤阻燃PC/CF抗静电材料还包括抗滴落剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、脱模剂及着色剂中的至少一种。
另外，本发明还提供一种产品，其为经无卤阻燃PC/CF抗静电材料成型后产生的产品。
相较于现有技术，本发明的无卤阻燃PC/CF抗静电材料，通过加入复配的阻燃剂及复配的增韧剂，不仅具有优异的阻燃性，阻燃性能够达到UL94 1.0mm V-0标准，还具有优异的物性，尤其冲击强度能够达至8.2KJ/m2。
【具体实施方式】
本发明的无卤阻燃PC/CF抗静电材料，其按重量份数表示，包括：
PC树脂60-87份，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、有机硅共聚型PC、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚TMC合成的耐高温(300℃以上)聚碳酸酯中的至少一种，在温度300℃、负重1.2Kg时，所述PC树脂的熔体质量流动速率为3-50g/10min之间。
碳纤维10-30份，可使PC电导率达到10^5Ohm(10的5次方欧姆)以下，所述碳纤维的单丝直径在1～20μm之间，短切长度在1～15mm之间，能进一步提升碳纤维的抗静电效果。
阻燃剂0.2-18份，所述阻燃剂为复配阻燃剂，可为羟基苯基硅烷阻燃剂、次磷酸盐阻燃剂及磷酸酯阻燃剂的复配，其中所述羟基苯基硅烷阻燃剂的添加量为0.1-1份，所述次磷酸盐阻燃剂的添加量为0.1-1份，所述磷酸酯阻燃剂的添加量为0.1-15份，能够使阻燃性达至UL94 1.0mm V-0标准；或者，所述阻燃剂还可为羟基苯基硅烷阻燃剂、次磷酸盐阻燃剂、磺酸盐系阻燃剂及磷酸酯阻燃剂的复配，其中所述羟基苯基硅烷阻燃剂的添加量为0.1-1份，所述次磷酸盐阻燃剂的添加量为0.1-1份，所述磺酸盐系阻燃剂的添加量为0.1-1份，所述磷酸酯阻燃剂的添加量为0.1-15份，相对添加较少量的阻燃剂即能够使阻燃性达至UL94 1.0mm V-0标准。当然，所述复配阻燃剂还可为羟基苯基硅烷阻燃剂、次磷酸盐阻燃剂及磺酸盐系阻燃剂的复配。
所述次磷酸盐阻燃剂可为乙烯基次磷酸盐。所述磷酸酯阻燃剂为1,3亚苯基磷酸(2,6-甲苯基)四酯、四苯基双酚A二磷酸酯及其衍生物阻燃剂(BDP)、四苯基间苯二酚二磷酸酯及其衍生物(RDP)阻燃剂、磷酸三苯酯(TPP)阻燃剂中的一种。所述磺酸盐系阻燃剂为苯磺酰基苯磺酸钾(KSS)、全氟丁基磺酸钾(PPFBS)或2,4,5-三氯苯磺酸钠(STB)。
增韧剂0.2-10份，所述增韧剂为交联的甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯增韧剂、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯增韧剂、有机硅橡胶-甲基丙烯酸甲酯增韧剂中的两种或两种以上复配。在材料中加入6份的复配增韧剂，能够使材料的缺口冲击强度达到约10KJ/m2。
其中，为了得到功能性复合材料，在不影响功能效果的前提下，所述无卤阻燃PC/CF抗静电材料还包括抗滴落剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、脱模剂及着色剂中的至少一种。
为对本发明的目的、功效及技术手段有进一步的了解，现结合对比例及具体实施例说明如下。
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
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
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；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，然后将各实施例中的粒子在注塑机上注塑成型标准测试样条，按标准测试所得材料的机械性能，测试结果如表1所示：
表1：各实施例及对比例的测试结果
测试项目 测试标准 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2
拉伸强度(MPa) ISO1183 62 62 59 65
断裂伸长率(％) ISO527-1,-2 2.0 2.0 2.0 2.0
弯曲强度(MPa) ISO 178 92 90 98 90
弯曲模量(MPa) ISO 178 5000 5000 5400 5200
冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) ISO 180 6.8 8.2 4.3 6.1
阻燃等级(1.0mm) UL-94 V-0 V-0 V-0 V-0
表面电阻率(Ohm) ASTM D257 4*10^4 4*10^4 4*10^4 4*10^4
通过将实施例1、实施例2与对比例1、对比例2作对比，可以得知：通过在PC/CF复合材料中加入复配的阻燃剂，阻燃等级能够达至UL94 1.0mm V-0标准；在PC/CF复合材料中加入复配的增韧剂，在抗静电的前提下，极大程度提升了冲击性能，冲击强度能够达至8.2KJ/m2。
另外，本发明还提供一种产品，其为经无卤阻燃PC/CF抗静电材料成型后产生的产品，该产品能够广泛应用于电子电工产品中。

Claims (8)

1.一种无卤阻燃PC/CF抗静电材料，其特征在于，按重量份数表示，包括：
其中，所述阻燃剂为复配阻燃剂，所述增韧剂为复配增韧剂。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC/CF抗静电材料，其特征在于，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、有机硅共聚型PC、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。
3.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃PC/CF抗静电材料，其特征在于，在温度300℃、负重1.2Kg时，所述PC的熔体质量流动速率为3-50g/10min之间。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC/CF抗静电材料，其特征在于，所述碳纤维的单丝直径在1～20μm之间，短切长度在1～15mm之间。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC/CF抗静电材料，其特征在于，所述阻燃剂包括羟基苯基硅烷阻燃剂及次磷酸盐阻燃剂，还包括磷酸酯阻燃剂及磺酸盐系阻燃剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC/CF抗静电材料，其特征在于，所述增韧剂为交联的甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯增韧剂、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯增韧剂、有机硅橡胶-甲基丙烯酸甲酯增韧剂中的两种或两种以上复配。
7.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC/CF抗静电材料，其特征在于，所述无卤阻燃PC/CF抗静电材料还包括抗滴落剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、脱模剂及着色剂中的至少一种。
8.一种产品，其特征在于，所述产品为经权利要求1至7中任一项所述的无卤阻燃PC/CF抗静电材料成型后产生的产品。
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