CN110551377A - 高性能无卤阻燃pc/碳纳米管导电材料及其产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料及其产品。该高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其按重量份数表示，包括：PC树脂50‑95.9份；次磷酸盐阻燃剂0.1‑5份；磷酸酯阻燃剂1‑20份；有机硅阻燃剂0‑3份；碳纳米管2‑7份；增韧剂1‑15份。该产品为经高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料成型后产生的产品。通过在材料中加入次磷酸盐阻燃剂、磷酸酯阻燃剂、有机硅阻燃剂，阻燃等级能够达到1.0mmV‑0等级，通过加入碳纳米管，导电材料的体积电阻可降至103Ohm.cm～105Ohm.cm。通过加入次磷酸盐阻燃剂、复配增韧剂，不仅可降低阻燃剂添加量，也可在保持阻燃的同时达到较高的物性。

Description

高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料及其产品
【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料及其产品。
【背景技术】
导电塑胶中导电介质通常为碳纤维、炭黑、碳纳米管，碳纳米管比表面积最大，而且有长径比，达到相同导电等级时所加份数最少，目前有替代碳纤维、导电炭黑的趋势，但碳纳米管内部结构多，在燃烧测试时烛芯效应严重，为了达到更高的阻燃等级，通常需要在材料中加入较多的阻燃剂，这样就会造成物性严重降低。
有鉴于此，实有必要开发一种高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，以解决现有技术PC与碳纳米管结合的导电材料阻燃剂添加量较大物性较低的问题。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，以得到高阻燃性能且物性较高的阻燃PC/碳纳米管导电材料。
为了达到上述目的，本发明的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其按重量份数表示，包括：
可选地，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、有机硅共聚型聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚A-有机硅氧烷共聚聚碳酸酯、双酚TMC合成的聚碳酸酯中的至少一种。
可选地，所述PC树脂中有机硅共聚型聚碳酸酯的含量为0-93份。
可选地，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。
可选地，所述次磷酸盐阻燃剂为乙烯基次磷酸铝阻燃剂。
可选地，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(BDP)、四苯基间苯二酚二磷酸酯(RDP)、磷酸三苯酯(TPP)中的至少一种。
可选地，所述有机硅阻燃剂为聚硅硼烷、聚甲氧基苯基硅烷、羟甲基硅烷、交联的聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的至少一种。
可选地，所述高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料还包括抗滴落剂、抗菌剂、紫外线吸收剂及脱模剂中的至少一种。
可选地，按重量份数表示，该无卤阻燃导电材料中包括0-1份的所述抗滴落剂。
可选地，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的至少一种。
可选地，所述单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管的直径为0.7nm-7nm。
可选地，按照重量份数来算，直径为0.7nm-7nm的碳纳米管至少占所述碳纳米管总量的50％。
可选地，所述碳纳米管的长径比L/D在500以上。
可选地，所述碳纳米管的吸油值在300ml/100g以上，氮吸附BET比表面积在250m2/g以上，碘吸附值在400mg/g以上。
可选地，所述增韧剂为交联的甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、有机硅橡胶-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂中的一种或一种以上复配。
另外，本发明还提供一种产品，其为经高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料成型后产生的产品。
相较于现有技术，本发明的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，通过在材料中加入次磷酸盐阻燃剂、磷酸酯阻燃剂、有机硅阻燃剂，阻燃等级能够达到1.0mmV-0等级，通过加入碳纳米管，导电材料的体积电阻可降至103Ohm.cm～105Ohm.cm。通过加入次磷酸盐阻燃剂、复配增韧剂，不仅可降低阻燃剂添加量，也可在保持阻燃的同时达到较高的物性。
【具体实施方式】
本发明的本发明的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其按重量份数表示，包括：
PC树脂50-95.9份，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、有机硅共聚型聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚A-有机硅氧烷共聚聚碳酸酯、双酚TMC合成的聚碳酸酯中的至少一种，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，所述PC树脂中有机硅共聚型聚碳酸酯的含量为0-93份。
碳纳米管2-7份，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的至少一种，所述单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管的直径为0.7nm-7nm，按照重量份数来算，直径为0.7nm-7nm的碳纳米管至少占所述碳纳米管总量的50％，所述碳纳米管的长径比L/D在500以上，所述碳纳米管的吸油值在300ml/100g以上，氮吸附BET比表面积在250m2/g以上，碘吸附值在400mg/g以上。
次磷酸盐阻燃剂0.1-5份，所述次磷酸盐阻燃剂可为乙烯基次磷酸铝阻燃剂。
磷酸酯阻燃剂1-20份，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(简称BDP)、四苯基间苯二酚二磷酸酯(简称RDP)、磷酸三苯酯(简称TPP)中的至少一种。
有机硅阻燃剂0-3份，所述有机硅阻燃剂为聚硅硼烷、聚甲氧基苯基硅烷、羟甲基硅烷、交联的聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的至少一种。
增韧剂1-15份，所述增韧剂为交联的甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、有机硅橡胶-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂中的一种或一种以上复配。
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，所述高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料还包括抗滴落剂、抗菌剂、紫外线吸收剂及脱模剂中的至少一种。
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。
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。
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；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
通过上述内容可以得知：将实施例1与对比例1相比，在PC树脂中添加次磷酸盐阻燃剂使得阻燃性能得到了很大提升，能够从V级不过提升至1.0mm V-0等级。另外，将实施例2与对比例2相比，在材料中加入增韧剂，相较于不添加时，能够大大提升断裂伸长率、冲击强度这些物性。
另外，本发明还提供一种产品，其为经无卤阻燃导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，例如应用在打印机、电脑CPU导电部件等领域中。

Claims (15)

1.一种高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，其按重量份数表示包括：
2.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，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、有机硅共聚型聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚A-有机硅氧烷共聚聚碳酸酯、双酚TMC合成的聚碳酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，所述PC树脂中有机硅共聚型聚碳酸酯的含量为0-93份。
4.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，其特征在于，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。
5.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，所述单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管的直径为0.7nm-7nm。
7.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，按照重量份数来算，直径为0.7nm-7nm的碳纳米管至少占所述碳纳米管总量的50％。
8.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，所述碳纳米管的长径比L/D在500以上。
9.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，所述碳纳米管的吸油值在300ml/100g以上，氮吸附BET比表面积在250m2/g以上，碘吸附值在400mg/g以上。
10.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，所述次磷酸盐阻燃剂为乙烯基次磷酸铝阻燃剂。
11.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，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、四苯基间苯二酚二磷酸酯、磷酸三苯酯中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，所述有机硅阻燃剂为聚硅硼烷、聚甲氧基苯基硅烷、羟甲基硅烷、交联的聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
13.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，所述高性能无卤阻燃PC导电材料还包括抗滴落剂、抗菌剂、紫外线吸收剂及脱模剂中的至少一种。
14.根据权利要求1所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料，其特征在于，所述增韧剂为交联的甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、有机硅橡胶-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂中的一种或一种以上复配。
15.一种产品，其特征在于，所述产品为经权利要求1至14中任一项所述的高性能无卤阻燃PC/碳纳米管导电材料成型后产生的产品。
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