CN112029252A - 一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散pc/pbt材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料及其制备方法。本发明包括以下原料:聚碳酸酯77‑85份,PBT 8‑12份,双酚A双(二苯基磷酸酯)7‑11份,甲基苯基硅氧烷0.3‑0.7份,透明增韧剂0.3‑1份,抗氧剂0.4‑0.8份,光稳定剂0.1‑0.4份,紫外线吸收剂0.1‑0.4份,醛抑制剂0.2‑1份,光扩散剂0.5‑1份;本发明还给出了上述PC/PBT材料的制备方法。本发明使用无卤液体阻燃剂和辅助阻燃剂复配,使得PC/PBT材料制品在极薄状态下无需添加滴落剂PTFE就能够达到V‑0级别的阻燃效果,雾度和透明度好,不影响力学性能,提高了PC/PBT材料的综合性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料的技术领域,特别是指一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料及其制备方法。
背景技术
一般的高性能光扩散PC材料是以聚碳酸酯为基材,以进口光扩散剂及其它特殊材料聚合而成,其扩散率可达到99%,透光率达到86-95%,为不阻燃的光扩散PC,仅在室内的传统灯罩上使用。在室外,由于有光照的发生,PC在紫外光辐照老化时生成各种化学基团,虽其不直接与环境中存在的水发生反应,但在PC分子链断裂时形成的极性基团非常有利于水的穿透,从而使PC水解而释放出低聚物和双酚A,这些物质更容易被氧化,所以水解会大大提高聚碳酸酯(PC)的光照老化速度。因此,当聚碳酸酯(PC)较长时间被辐照时,光照和水的协同老化作用就显得更加明显,这时候会导致聚碳树脂的力学性能和外观发生变化。
无卤阻燃透明聚碳酸酯产品在家电及汽车等相关透明制品应用的时候,传统的改性生产方法中,开发人员一般使用溴系和有机磺酸盐阻燃剂进行产品改性,其都需要与抗滴落剂(PTFE)协同使用,但是,PTFE加入后严重影响材料的透明性、雾度以及材料的断裂伸长率,使得改性后的产品在要求高透明性、雾度小、比较好的耐环境应力开裂性、且有螺丝嵌件的制品中无法应用。
溴系阻燃聚碳酸酯在燃烧过程中因为发烟量比较高,产生二恶英以及大量的溴化氢(HBr)酸性气体和毒烟等有毒有害物质,造成环境污染。发生火灾的时候容易使人窒息死亡,并且小分子溴系阻燃剂因其易析出、易迁移和热稳定性差等缺点给环境造成极大的危害。而高分子型溴系阻燃剂因其独特的热稳定性和不喷霜、不迁移等优点,已逐渐成为人们研究开发的重点,但其也需要与抗滴落剂(PTFE)协同使用,所以不适用于透明制品。
有机磺酸盐(KSS)和全氟丁基磺酸钾(PPFBS)也是在无卤阻燃聚碳酸酯透明制品中使用最多的阻燃剂,其能够生产出较高透明度的无卤阻燃聚碳酸酯聚合物材料,其添加量较小、对材料的物理性能影响小,产品本身的力学性能较好,但耐环境应力开裂性不是很好。但也因为添加比例较小,较难混合均匀,加工工艺控制不当,材料分散不好,从而会很难保证比较稳定的阻燃效果;并且,在加工过程中,需要使用较高的温度,一旦控制不好,材料容易分解,力学性能降低,阻燃性及物理性能变差;在生产薄壁制品的时候,为了提高阻燃性能,传统方法中会加入PTFE抗滴落剂与之复配使用,但抗滴落剂的加入会极大影响制品的透明性,使材料发雾,耐环境应力开裂性降低。这种材料适合生产深色且比较厚的制品。但在实际应用中,制品阻燃、透明、耐热、光扩散是市场需求的一个发展方向。因此,上述两种阻燃剂在透明聚碳酸酯材料的改性应用中受到了极大的限制。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(Polybutylene terephthalate),简称PBT,又名聚对苯二甲酸四次甲基酯,它是对苯二甲酸与1,4-丁二醇的缩聚物。PBT是在其主链上具有酯键的直链型热塑性饱和聚酯,它具有高的熔点和结晶度,比较低的吸水率和热膨胀系数,强度高,耐疲劳性好、尺寸稳定、蠕变也小(高温条件下也极少有变化)、具有较低的线性膨胀系数;此外,还具有优良的电绝缘性,在很宽的温度和湿度范围内长期使用,也能保持优良的电性能,绝缘电压很高,具有优良的长期耐化学药品性。常温下,除强碱液体外,在其中长时间浸泡也几乎没有性能下降的现象发生,无应力开裂,遇水不易分解,介电系数为3.0-3.2,耐电弧性120s,耐热老化性好,增强改性后的UL温度指数达120-140℃(户外长期老化性也很好)。因此,可以用在接触电源且要求尺寸性比较高的室外改性产品中。
基于聚碳酸酯PC和PBT其本身的优点,可以通过添加其它助剂进行改性,赋予合金复合材料更好的性能。现有技术中也出现了一些PC/PBT合金材料,例如:中国专利CN104098883A公开了一种高韧性高扩散型PC/PBT合金材料及其制备方法,并给出了该高韧性高扩散型PC/PBT合金材料的组成按重量比例为PC树脂80-95%、PBT树脂5-15%、PC/PBT相容剂1-3%、自制光扩散剂0.1-2%、分散剂0.1-0.5%、抗氧剂0.2-0.6%和其它助剂0.5-2%组成,各组分在高速混料机中混合1-2分钟后放入双螺杆挤出机中挤出造粒即得。这种高韧性高扩散型PC/PBT合金材料只表征了材料的光扩散性能,其阻燃等级低,透光率较低,耐候性能低,应用范围较窄,不能满足充电桩面板这类易燃设备的应用要求。
发明内容
本发明提供一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料及其制备方法,解决了现有技术中的光扩散PC/PBT合金材料存在阻燃等级低、透明度低、雾度大、耐候性差以及力学性能和加工性能差的问题。
为了解决上述技术问题,本发明主要是通过以下技术方案加以实现的:
在一个方面,本发明的一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料,包括以下重量份的原料:高粘度聚碳酸酯77-85份,聚对苯二甲酸丁二醇酯8-12份,双酚A双(二苯基磷酸酯)7-11份,甲基苯基硅氧烷0.3-1份,透明增韧剂0.3-1份,抗氧剂0.4-0.8份,光稳定剂0.1-0.4份,紫外线吸收剂0.1-0.4份,醛抑制剂0.2-1份,光扩散剂0.5-1份。
本发明在高粘度聚碳酸酯中,添加聚对苯二甲酸丁二醇酯,并利用无卤液体阻燃剂双酚A双(二苯基磷酸酯)作为主阻燃剂,利用甲基苯基硅氧烷反应型高性能液体添加剂作为辅助阻燃剂,辅助阻燃剂的用量少,辅助阻燃剂与主阻燃剂协同复配,打破了以往聚碳酸酯薄制品使用溴系及磺酸盐阻燃剂改性的传统思维模式,完全解决了双酚A双(二苯基磷酸酯)在比较薄(厚度为1.0mm以下)的聚碳酸酯制品中需要添加抗滴落剂PTFE才能够达到极薄状态下V-0级别的阻燃效果;这种复配使用的阻燃剂既改善了聚碳酸酯的阻燃性(FR)又保留了最小雾度的高清晰度,几乎不影响聚碳酸酯本身的透明度;该PC/PBT复合材料的表面光泽度更高,薄壁制品的透明度更高,雾度小,并且,对材料的断裂伸长率、延展性以及耐热性都不产生影响,使得PC/PBT复合材料的力学性能好,加工性能更好;本发明还使用了具有润滑分散效果的透明增韧剂,即解决了制品的耐环境应力开裂性,又增加了材料的韧性,不影响光扩散性能和透明性能,耐环境应力开裂性更好。本发明在聚碳酸酯和复配阻燃剂中还添加了很少量的助剂,由于助剂添加量较少,对PC/PBT复合材料的性能影响小,所得聚碳酸酯制品耐热性能好,能够耐100℃以上的高温,使用范围广;本发明在对聚碳酸酯进行改性过程中还增加了PC/PBT复合材料自身的耐候性能、耐电性能和漏电起痕性能指数,这种PC/PBT复合材料广泛用于电子元器件、电器外壳、开关面板、接线盒及充电器外壳以及汽车仪器仪表和充电桩等室外有阻燃、耐候、透明要求的印刷面板等。
作为一种优选的实施方案,所述抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、硫代二丙酸双十八醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的任意一种或几种。本发明还添加了抗氧剂,这些抗氧剂性能好,来源广,使用方便,有利于防止PC/PBT复合材料在加工及使用的过程中薄膜制品的老化,延长了制品的使用年限。
本发明中使用的双酚A双(二苯基磷酸酯)为液体油状阻燃剂,价格低廉,添加量高,熔点低,不容易加工;但是,制得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料透明度较高,配合专用的螺杆组合及工艺,使得加入的助剂更容易分散在PC/PBT复合材料中。本发明的PC/PBT复合材料是一种应用于充电桩面板的耐候无卤阻燃透明光扩散PC/PBT复合材料,由于添加了光扩散剂,扩散率可达到99%,分散均匀无晶点,全光透光率在90%以上,使得光源的亮度达到传统灯罩的2倍以上,阻燃1.0mm达到V-0级别,具有良好的绝缘性,氙灯辐射暴露1000H老化试验,灰标等级在4级以上,500V的耐电痕化指数(PTI)合格,在零下40℃到零上120℃之间使用,制品不会出现变形开裂现象,耐环境应力效果好,使用寿命可达10到15年之久,使用过程不会出现明显的变色,发黄现象。
作为一种优选的实施方案,所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照质量比为1:1组成的混合物。本发明优选采用主抗氧剂和辅抗氧剂组合而成的复合抗氧剂,主辅抗氧剂的加入使得制品在加工过程中的氧化能力被减弱,材料不会因加工过程中的剪切原因使得合金材料被氧化,材料的热氧老化得到很好的控制,不会使材料在注塑制品的过程中变色,变脆,在产品制成制件后不会因为热氧老化的原因使得产品在使用很短的时间或高温的状态下制品很快的变脆、老化,失去制品原有的机械性能。两种抗氧剂相互作用,相辅相成,大大提高了PC/PBT复合材料的抗老化性能。
作为一种优选的实施方案,所述醛抑制剂为脂肪酸酯混合物、乙撑双硬脂酰胺、硬质酸钙、硬脂酸锌、PE蜡、季戊四醇硬脂酸脂中的任意一种或几种。这些助剂的加入,使得产品中的光稳定剂、光扩散剂及其他的助剂在加工过程中能够得到更好的分散,并取得很好的润滑效果。而且,因为润滑效果变好,使得螺杆内的不同物料分子间的内摩擦力以及物料与设备的内筒壁的外摩力、剪切力变小,从而使得制品的被氧化能力减弱,制品因热氧老化而表征出的分解性能得到了很好的控制。
作为一种优选的实施方案,所述紫外线吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚、2-(2'-羟基-3',5'-双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑、二苯甲酮类中的任意一种或几种。太阳光中的紫外线是对高分子材料产生老化作用的主要原因,紫外线吸收剂的加入,可以有效的吸收波长为270-380纳米的紫外光,几乎不吸收可见光,同时,紫外线吸收剂兼具长效抗氧、抗黄变作用性能,与抗氧剂具有很好的协同作用,可以很好的防止制品在长期使用的过程中被光老化,从而保持了很好的透明性及优异的力学性能。
作为一种优选的实施方案,所述光稳定剂为丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲-1-哌啶醇的聚合体、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、中性受阻胺光稳定剂中的任意一种或几种。光稳定剂的加入,使得制品在使用过程中能捕捉材料中的自由基,阻断因光老化、热氧老化导致的连锁反应,使自由基无法继续对分子链持续破坏,有效保护基体分子,避免黄变、光泽度降低及物性减弱等问题。并且,增加了产品耐候性能,防止其在长期光源曝晒下所造成的变色、开裂、物性变低等不良现象,在一般情况下,由于PC及其合金复合材料中因加入了碱性化合物,胺类成分会大大加速PC的分解,在干态的光照条件下,虽然能够部分提高PC/PBT复合材料的光照老化性能,但是,将使用了受阻胺(HALS)的PC/PBT复合材料放在高温高湿的条件下,会严重降解,所以,中性受阻胺类光稳定剂的选择,与紫外线吸收剂2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚复配使用具有加成的功效,这是因为其自身具有“蹭水”基团,也避免将水分带入PC及其合金复合材料制品中,解决了PC及其合金复合材料制品中加工降解问题,光稳定剂的添加增加了PC/PBT复合材料对光照的稳定性,提高了所得PC/PBT制品的耐候性能,可以在室外长期使用。
本发明在PC/PBT复合材料中添加了适宜的光、热老化助剂,长期使用表面没有黄变,没有析出,不影响PC/PBT复合材料制品的长期使用;使得这种超低厚度的无卤阻燃、透明、耐候、光扩散PC/PBT复合材料制品广泛用于电子元器件、电器外壳、开关面板、接线盒和充电器外壳以及汽车仪器仪表和充电桩等室外有阻燃、耐候、透明等要求的制品。
作为一种优选的实施方案,所述透明增韧剂为甲基丙烯酸甲酯与丁二烯以及苯乙烯的三元共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸丁酯、低分子量聚烯烃中的任意一种或几种。由于PC制品本身耐环境应力开裂性差,特别在添加螺丝嵌件的产品上耐环境应力性更差,所以这里利用PBT其自身耐环境应力好的优势做为合金与其复合改性,另外,通过添加具有相容作用的增韧剂增加了PC/PBT复合材料的韧性;本发明通过添加增韧剂得到了一种具有非常好的耐环境应力开裂的阻燃PC/PBT合金产品,螺丝周围不容易开裂,并且,由于增韧剂本身是透明的,成分特殊,添加量较低,加入后不影响材料的阻燃性、透明性、光扩散性能,从而得到了一款性能更加的PC/PBT复合材料。
作为一种优选的实施方案,所述高粘度聚碳酸酯的重均分子量为31000-32000、27000-29000、24000-26000、23000-25000、21000-22000中的任意一种或几种;优选地,所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为低粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯;优选地,所述光稳定剂为EXM-5。本发明使用高粘度的聚碳酸酯,因为添加了具有提高熔体流动速率的醛抑制剂和低分子量聚烯烃的透明增韧剂,各种阻燃剂和助剂在聚碳酸酯中分散的更加均匀,PC/PBT复合材料的表面的光泽度也更高,薄壁制品的透明度更高,雾度小,加工范围较宽,易成型;另外,这种PC/PBT复合材料的密度较传统溴系的密度小、其发烟量低、有害有毒气体释放量比较低,VOC含量低,相同的厚度下的透明性和光扩散效果好,阻燃性更高,相同的阻燃等级下得到的制品更薄,透明性更好,这样即使发生火灾,也会降低人因烟导致的窒息情况发生,能够大大的提高安全性能。
在另一个方面,本发明的一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的制备方法,包括以下步骤:1)取高粘度聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和甲基苯基硅氧烷,混合,搅拌,得混合料,备用;2)取增韧剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、醛抑制剂和光扩散剂,加入到步骤1)所得的混合料中,搅拌,得混合物;3)将步骤2)所得的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,挤出机温区温度为:一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,双酚A双(二苯基磷酸酯)在挤出机的七段以液压喷射的侧喂加入方式加入双螺杆挤出机,造粒,得PC/PBT复合材料。
本发明的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的制备方法中先在高粘度聚碳酸酯中添加辅阻燃剂和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),然后,加入其它助剂,作为主阻燃剂的双酚A双(二苯基磷酸酯)是通过侧加料的方式添加的,这种主阻燃剂的加料方法挥发性小,使其在加工过程中分散的更加均匀,与其它原料混合均匀性好;本发明的制备方法简单,操作方便,易于实现产业化,在挤出加工和注塑加工过程中,由于发烟量比较低,降低了环境的污染,而且,PC/PBT复合材料本身的腐蚀性较小,对注塑模具的腐蚀性也小,降低了加工成本;并且,这种低烟、无卤、耐候和超透明的光扩散PC/PBT复合材料改变了传统的采用溴系以及有机磺酸金属盐(KSS)和全氟丁基磺酸钾(PPFBS)生产透明材料的方法,从而得到了性能更优的产品。
作为一种优选的实施方案,所述挤出机中,六段和九段均为真空段,双螺杆挤出机的长径比44:1。本发明挤出机挤出的料条经过水槽冷却到室温,通过切粒机造粒;在双螺杆挤出机的六段和九段上安装两段真空,双真空加工方式,实现双真空控制,以此改善和控制改性PC/PBT复合材料制品的气味及其有害物质的挥发,使得最终产品中影响材料应力开裂、气味、老化、雾度的小分子物被抽走,更好的提高产品的品质,从而使制品气味等级可以达到大众PV3900(60度烘料2小时)的检测方法下,气味等级≤3级;雾化值在PV3015的检测方法下小于检出限值2.0mg。液体阻燃剂双酚A双(二苯基磷酸酯)在七段上经过液体加料罐以液压喷射的液体喂料形式加入双螺杆挤出机,实现了侧喂加料。通常情况下,聚碳酸酯为高粘度聚碳酸酯,生产前需要进行干燥,当混好料后要注意密封,尽快使用,PC/PBT复合材料造粒后在40℃度水温中过水冷却后即刻离水,防止生产过程中出现水解现象,影响材料的性能。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明在聚碳酸酯中添加聚对苯二甲酸丁二醇酯,使用双酚A双(二苯基磷酸酯)这种无卤液体阻燃剂作为主阻燃剂,使用甲基苯基硅氧烷反应型高性能液体添加剂作为辅助阻燃剂,打破了以往聚碳酸酯薄制品需要使用溴系及磺酸盐阻燃剂进行改性的传统思维模式,完全解决了双酚A双(二苯基磷酸酯)在比较薄(厚度为1.0mm以下)的聚碳酸酯制品中需要添加抗滴落剂PTFE才能够达到极薄状态下V-0级别的阻燃效果;这种复配使用的阻燃剂既改善了聚碳酸酯的阻燃性(FR)又保留了最小雾度的高清晰度,几乎不影响聚碳酸酯本身的透明度,该PC/PBT复合材料的表面光泽度更高,薄壁制品的透明度更高,雾度小,并且,对材料的断裂伸长率、延展性以及耐热性都不产生影响,使得PC/PBT复合材料的力学性能好,加工性能更好;另外,本发明还使用了具有润滑分散效果的透明增韧剂,即解决了制品的耐环境应力开裂性,又增加了材料的韧性,并且不影响光扩散性能和透明性能,耐环境应力开裂性更好。本发明在聚碳酸酯和复配阻燃剂中还添加了很少量的助剂,由于助剂添加量较少,对PC/PBT复合材料的性能影响小,所得聚碳酸酯制品耐热性能好,能够耐100℃以上的高温,使用范围广;本发明在对聚碳酸酯进行改性过程中还增加了PC/PBT复合材料自身的耐候性能,耐电性能好,这种PC/PBT复合材料广泛用于电子元器件、电器外壳、开关面板、接线盒及充电器外壳以及汽车仪器仪表和充电桩等室外有阻燃、耐候、透明要求的印刷面板等。本发明PC/PBT复合材料的制备方法简单,操作方便,易于实现产业化,在挤出加工以及后续拉伸或注塑加工过程中,由于发烟量比较低,降低了环境的污染,PC/PBT复合材料本身的腐蚀性较小,对注塑模具的腐蚀性也小,降低了加工成本。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料,包括以下重量份的原料:高粘度聚碳酸酯77-85份,聚对苯二甲酸丁二醇酯8-12份,双酚A双(二苯基磷酸酯)7-11份,甲基苯基硅氧烷0.3-1份,透明增韧剂0.3-1份,抗氧剂0.4-0.8份,光稳定剂0.1-0.4份,紫外线吸收剂0.1-0.4份,醛抑制剂0.2-1份,光扩散剂0.5-1份。
优选地,所述抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、硫代二丙酸双十八醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的任意一种或几种。
进一步地,所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照质量比为1:1组成的混合物。
具体地,所述醛抑制剂为脂肪酸酯混合物、乙撑双硬脂酰胺、硬质酸钙、硬脂酸锌、PE蜡、季戊四醇硬脂酸脂中的任意一种或几种。
再次优选地,所述紫外线吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚、2-(2'-羟基-3',5'-双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑、二苯甲酮类中的任意一种或几种。
再进一步地,所述光稳定剂为丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲-1-哌啶醇的聚合体、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、中性受阻胺光稳定剂中的任意一种或几种。
再具体地,所述透明增韧剂为所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯与丁二烯以及苯乙烯的三元共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸丁酯、低分子量聚烯烃中的任意一种或几种。
更优选地,所述高粘度聚碳酸酯的重均分子量为31000-32000、27000-29000、24000-26000、23000-25000、21000-22000中的任意一种或几种;优选地,所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为低粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯;优选地,所述光稳定剂为EXM-5。
本发明的一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的制备方法,包括以下步骤:
1)取高粘度聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和甲基苯基硅氧烷,混合,搅拌,得混合料,备用;
2)取增韧剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、醛抑制剂和光扩散剂,加入到步骤1)所得的混合料中,搅拌,得混合物;
3)将步骤2)所得的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,挤出机温区温度为:一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,双酚A双(二苯基磷酸酯)在挤出机的七段以液压喷射的侧喂加入方式加入双螺杆挤出机,造粒,得PC/PBT复合材料。
优选地,所述挤出机中,六段和九段均为真空段,双螺杆挤出机的长径比44:1。
实施例一
本发明的一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按照以下重量份称取原料:高粘度聚碳酸酯78份,低粘度PBT 10份,双酚A双(二苯基磷酸酯)10份,甲基苯基硅氧烷0.7份,透明增韧剂低分子量聚烯烃0.8份,抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯0.2份,三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯抗氧剂0.2份,紫外线吸收剂2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚0.15份,中性受阻胺光稳定剂0.15份,脂肪酸酯混合物醛抑制剂0.5份,光扩散剂EXM-5 0.8份;
2)取高粘度聚碳酸酯、低粘度PBT和甲基苯基硅氧烷,将高粘度聚碳酸酯和低粘度PBT放入高搅和甲基苯基硅氧烷中均匀混合1min,得混合料,备用;
3)取增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、醛抑制剂和光扩散剂,将增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、醛抑制剂和光扩散剂均匀投放入上述混合料中,再次进行均匀混合2min,得混合物;
4)将上述混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的长径比40:1,挤出机温区温度为:一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,在双螺杆挤出机的六段和九段上安装两段真空,双酚A双(二苯基磷酸酯)在挤出机的七段经过液体加料罐以液压喷射的侧喂加入方式加入双螺杆挤出机,挤出料条经过水槽冷却到室温,通过切粒机造粒,得PC/PBT复合材料。
实施例二
本发明的一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按照以下重量份称取原料:高粘度聚碳酸酯82份,低粘度PBT 8份,双酚A双(二苯基磷酸酯)8份,甲基苯基硅氧烷0.6份,透明增韧剂低分子量聚烯烃0.8份,β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯抗氧剂0.2份,三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯抗氧剂0.2份,紫外线吸收剂2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚0.15份,中性受阻胺光稳定剂0.15份,脂肪酸酯混合物醛抑制剂0.5份,光扩散剂EXM-5 0.8份;
2)取高粘度聚碳酸酯、低粘度PBT和甲基苯基硅氧烷,将高粘度聚碳酸酯和低粘度PBT放入高搅和甲基苯基硅氧烷中均匀混合1min,得混合料,备用;
3)取增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、醛抑制剂和光扩散剂,将增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、醛抑制剂和光扩散剂均匀投放入上述混合料中,再次均匀混合2min,得混合物;
4)将上述混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的长径比40:1,挤出机温区温度为:一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,在双螺杆挤出机的六段和九段上安装两段真空,双酚A双(二苯基磷酸酯)在挤出机的七段经过液体加料罐以液压喷射的侧喂加入方式加入双螺杆挤出机,挤出料条经过水槽冷却到室温,通过切粒机造粒,得PC/PBT复合材料。
实施例三
本发明的一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按照以下重量份称取原料:高粘度聚碳酸酯80份,低粘度PBT 8份,双酚A双(二苯基磷酸酯)10份,甲基苯基硅氧烷0.5份,透明增韧剂低分子量聚烯烃0.8份,β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯抗氧剂0.2份,三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯抗氧剂0.2份,紫外线吸收剂2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚0.15份,中性受阻胺光稳定剂0.15份,脂肪酸酯混合物醛抑制剂0.5份,光扩散剂EXM-5 0.8份;
2)取高粘度聚碳酸酯、低粘度PBT和甲基苯基硅氧烷,将高粘度聚碳酸酯和低粘度PBT放入高搅和甲基苯基硅氧烷中均匀混合1min,得混合料,备用;
3)取增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、醛抑制剂和光扩散剂,将增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、醛抑制剂和光扩散剂均匀投放入上述混合料中,再次均匀混合2min,得混合物;
4)将上述混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的长径比44:1,挤出机温区温度为:一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,在双螺杆挤出机的六段和九段上安装两段真空,双酚A双(二苯基磷酸酯)在挤出机的七段经过液体加料罐以液压喷射的侧喂加入方式加入双螺杆挤出机,挤出料条经过水槽冷却到室温,通过切粒机造粒,得PC/PBT复合材料。
实施例四
本发明的一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按照以下重量份称取原料:高粘度聚碳酸酯77份,低粘度PBT 12份,双酚A双(二苯基磷酸酯)10份,甲基苯基硅氧烷0.4份,透明增韧剂1105A 0.8份,抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯0.2份,抗氧剂三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.2份,紫外线吸收剂2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚0.15份,中性受阻胺光稳定剂0.15份,脂肪酸酯混合物醛抑制剂0.5份,光扩散剂EXM-5 0.8份;
2)取高粘度聚碳酸酯、低粘度PBT和甲基苯基硅氧烷,将高粘度聚碳酸酯和低粘度PBT放入高搅和甲基苯基硅氧烷中均匀混合1min,得混合料,备用;
3)取增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、醛抑制剂和光扩散剂,将增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、醛抑制剂和光扩散剂均匀投放入上述混合料中,再次均匀混合2min,得混合物;
4)将上述混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的长径比44:1,挤出机温区温度为:一一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,在双螺杆挤出机的六段和九段上安装两段真空,双酚A双(二苯基磷酸酯)在挤出机的七段经过液体加料罐以液压喷射的侧喂加入方式加入双螺杆挤出机,挤出料条经过水槽冷却到室温,通过切粒机造粒,得PC/PBT复合材料。
实施例五
本发明的一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按照以下重量份称取原料:高粘度聚碳酸酯PC1100 75份,低粘度PBT 12份,双酚A双(二苯基磷酸酯)11份,甲基苯基硅氧烷0.3份,透明增韧剂低分子量聚烯烃0.8份,抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯0.2份,抗氧剂三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.2份,紫外线吸收剂2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚0.15份,中性受阻胺光稳定剂0.15份,脂肪酸酯混合物醛抑制剂0.5份,光扩散剂EXM-5 0.8份;
2)取高粘度聚碳酸酯、低粘度PBT和甲基苯基硅氧烷,将高粘度聚碳酸酯和低粘度PBT放入高搅和甲基苯基硅氧烷中均匀混合1min,得混合料,备用;
3)取增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、醛抑制剂和光扩散剂,将增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、醛抑制剂和光扩散剂均匀投放入上述混合料中,再次均匀混合2min,得混合物;
4)将上述混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的长径比44:1,挤出机温区温度为:一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,在双螺杆挤出机的六段和九段上安装两段真空,双酚A双(二苯基磷酸酯)在挤出机的七段经过液体加料罐以液压喷射的侧喂加入方式加入双螺杆挤出机,挤出料条经过水槽冷却到室温,通过切粒机造粒,得PC/PBT复合材料。
对比例一
一种光扩散PC/PBT材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按照以下重量份称取原料:高粘度聚碳酸酯77份,低粘度PBT 12份,双酚A双(二苯基磷酸酯)10份,透明增韧剂低分子量聚烯烃0.8份,抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份,抗氧剂三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯0.2份,醛抑制剂硬脂酸锌0.2份,醛抑制剂乙撑双硬脂酸酰胺0.3份;紫外线吸收剂2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚0.15份,光稳定剂丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲-1-哌啶醇的聚合体0.15份,光扩散剂EXM-5 0.8份;
2)取高粘度聚碳酸酯和低粘度PBT,将高粘度聚碳酸酯放入高搅和低粘度PBT均匀混合1min,得混合料,备用;
3)取增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、醛抑制剂和光扩散剂,将增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、醛抑制剂和光扩散剂均匀投放入上述混合料中,再次均匀混合2min,得混合物;
4)将上述混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的长径比44:1,挤出机温区温度为:一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,在双螺杆挤出机的六段和九段上安装两段真空,双酚A双(二苯基磷酸酯)在挤出机的七段经过液体加料罐以液压喷射的侧喂加入方式加入双螺杆挤出机,挤出料条经过水槽冷却到室温,通过切粒机造粒,得PC/PBT材料,即对照样一。
对比例二
一种光扩散PC/PBT材料的制备方法,包括以下步骤:
按照以下重量份称取原料:高粘度聚碳酸酯PC1100 85份,低粘度PBT 14份,透明增韧剂低分子量聚烯烃0.8份,抗氧剂1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.4份,光稳定剂丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲-1-哌啶醇的聚合体0.05份,光稳定剂双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯0.05份,光稳定剂双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯0.05份,醛抑制剂硬脂酸锌0.3份,醛抑制剂季戊四醇硬脂酸脂0.2份,紫外线吸收剂2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚0.15份,光扩散剂EXM-5 0.8份;
2)取高粘度聚碳酸酯和低粘度PBT,将高粘度聚碳酸酯放入低粘度PBT中均匀混合1min,得混合料,备用;
3)取增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、醛抑制剂和光扩散剂,将增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、醛抑制剂和光扩散剂均匀投放入上述混合料中,再次均匀混合2min,得混合物;
4)将上述混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的长径比44:1,挤出机温区温度为:一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,在双螺杆挤出机的六段和九段上安装两段真空,挤出料条经过水槽冷却到室温,通过切粒机造粒,得PC/PBT材料,即对照样二。
对比例三
一种光扩散PC/PBT材料的制备方法,包括以下步骤:
1)按照以下重量份称取原料:高粘度聚碳酸酯78份,低粘度PBT 10份,双酚A双(二苯基磷酸酯)10份,甲基苯基硅氧烷0.7份,抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯0.2份,抗氧剂三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.2份,紫外线吸收剂2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚0.15份,中性受阻胺光稳定剂0.15份,光扩散剂EXM-50.8份;
2)取高粘度聚碳酸酯、低粘度PBT和甲基苯基硅氧烷,将高粘度聚碳酸酯和低粘度PBT放入高搅和甲基苯基硅氧烷中均匀混合1min,得混合料,备用;
3)取抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光扩散剂,将抗氧剂、光稳定剂和光扩散剂均匀投放入上述混合料中,再次进行均匀混合2min,得混合物;
4)将上述混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的长径比44:1,挤出机温区温度为:一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,在双螺杆挤出机的六段和九段上安装两段真空,双酚A双(二苯基磷酸酯)在挤出机的七段经过液体加料罐以液压喷射的侧喂加入方式加入双螺杆挤出机,挤出料条经过水槽冷却到室温,通过切粒机造粒,得PC/PBT材料,即对照样三。
表1不同材料的燃烧、耐侯和透明度性能测试结果
将本发明实施例一至实施例五所得的五份PC/PBT复合材料、对比例一所得的对照样一和对比例二所得的对照样二分别进行性能测试实验,包括阻燃性能、灼热丝、耐电痕化指数(PTI)、氙灯人工气候老化试验、雾度、全光线透光率、最大穿透力,其中,阻燃性能参照标准UL94-2006中规定的方法进行,灼热丝参照标准IEC 60695-2-12中规定的方法进行,耐电痕化指数(PTI)参照标准GB/T 4207-2012中规定的方法进行,氙灯人工气候老化试验参照标准GB/T16422.2-1999《塑料实验室光源试验方法第二部分:氙弧灯》中规定的方法进行,雾度参照标准ASTM D-1003-2007中规定的方法进行,全光线透光率参照标准DIN 5036-1中规定的方法进行,最大穿透力参照标准ISO 6603-2中规定的方法进行。实验结果如表1所示。
由表1可以看出,本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料在进行阻燃性能测试时,UL94 1.0mm的阻燃等级为V-0,而对照样一在进行阻燃性能测试时,UL94 1.0mm的阻燃等级为V-1,对照样二在进行阻燃性能测试时,UL94 1.0mm的阻燃等级为HB;因此,本发明所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的阻燃等级高,在极薄状态下(厚度为1.0mm以下)无需添加滴落剂PTFE就能够达到V-0级别的阻燃效果。另外,本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的灼热丝为960℃,而对照样一的灼热丝为850℃,对照样二的灼热丝仅为550℃;因此,本发明所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的耐高温性能好,适用于电子元器件、电器外壳、开关面板、接线盒及充电器外壳以及汽车仪器仪表和充电桩等室外有耐高温要求的印刷面板等产品中。同时,本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的耐电痕化指数均为AC500V,对照样一的耐电痕化指数也为AC500V,但是,对照样一容易产生滴落,阻燃性能仅为V-1级别;对照样二的耐电痕化指数虽然达到AC600V,但是,其阻燃性能为HB级别,阻燃性能差;因此,本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料能够耐漏电起痕电压高,电痕化指数好。而且,本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料在进行氙灯人工气候老化试验测试时,氙灯辐射暴露1000H,灰标等级均在4级以上,而对照样一在进行氙灯人工气候老化试验测试时,氙灯辐射暴露1000H,灰标等级为3级以上,对照样二在进行氙灯人工气候老化试验测试时,氙灯辐射暴露1000H,灰标等级为3级以上;因此,本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的耐候性能得到了大幅度提高,产品的竞争优势更强,更具有实用性。
由表1还可以看出,本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料1mm雾度为0.15-0.17%,而对照样一的1mm雾度为0.19%,对照样二的1mm雾度为0.16%;因此,本发明所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料还保留了最小雾度的高清晰度。本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料1mm全光线透光率为90.1-93.5%,而对照样一的1mm全光线透光率为93.6%,对照样二的1mm全光线透光率为94.3%;因此,本发明所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料几乎不影响聚碳酸酯合金本身的透明度。本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料2mm最大穿透力为5349-5473N,而对照样一的2mm最大穿透力为5234N,对照样二2mm最大穿透力为5567N;因此,本发明所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料耐冲击韧性较对照样二稍有减弱,但是,其综合性能较好,较好的抗冲击性能使充电桩面板在室外受到外力冲击的时候不易被损坏,使用时间更久,使得因改性使得材料具有多种优异性能,材料耐环境应力开裂性能更好。
表2不同材料的力学性能测试结果
样品名称 | 粘度系数(cm<sup>3</sup>/g) | 断裂伸长率(%) | 线性热膨胀系数(μm/(m*℃)) |
实施例一 | 54.7 | 107 | 80.6 |
实施例二 | 52.5 | 108 | 80.7 |
实施例三 | 53.1 | 115 | 80.1 |
实施例四 | 56.4 | 109 | 79.7 |
实施例五 | 55.8 | 107 | 78.9 |
对比例一 | 54.1 | 101 | 78.8 |
对比例二 | 59.2 | 121 | 82.3 |
对比例三 | 49.8 | 85 | 80.6 |
将本发明实施例一至实施例五所得的五份PC/PBT复合材料、对比例一所得的对照样一、对比例二所得的对照样二和对比例三所得的对照样三分别进行性能测试实验,包括粘度系数、断裂伸长率和线性热膨胀系数,其中,粘度系数参照标准ISO 1628-4中规定的方法进行,断裂伸长率参照标准ISO 527中规定的方法进行,线性热膨胀系数参照标准ASTM-E831-4中规定的方法进行。实验结果如表2所示。
由表2可以看出,本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的粘度系数为52.5-56.4cm3/g,对照样一的粘度系数为54.1cm3/g,对照样二的粘度系数为59.2cm3/g;因此,本发明所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料中主阻燃剂和辅助阻燃剂的复配使用,对PC/PBT复合材料的粘度没有影响;然而,对照样三的粘度系数为49.8cm3/g,由于对照样三没有增韧剂和醛抑制剂,从而导致对照样三的粘度系数下降,这说明具有分散效果的增韧剂和醛抑制剂复配使用时候能够大幅度提高材料的流动性能,得到分散性更好的合金复合材料。同时,本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的断裂伸长率为107-115%,而对照样一的断裂伸长率为101%,对照样二的断裂伸长率为121%;因此,本发明所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料中主阻燃剂和辅助阻燃剂的复配使用,对PC/PBT复合材料的断裂伸长率没有影响,保持了PC/PBT复合材料良好的力学性能;然而,对照样三的断裂伸长率只有为85%,由于PC制品本身耐环境应力开裂性差,特别在添加螺丝嵌件的产品上耐环境应力性更差,本发明中增韧剂的添加增加了PC/PBT复合材料的韧性;并且,通过添加增韧剂得到了一种具有非常好的耐环境应力开裂的阻燃PC/PBT复合材料产品。另外,本发明的方法所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料在进行线性热膨胀系数试验测试时,其线性热膨胀系数在78.9-80.7μm/(m*℃),对照样一的线性热膨胀系数在78.8μm/(m*℃),而对照样二线性热膨胀系数在82.3μm/(m*℃);因此,本发明所得的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料在长期光和热老化条件以及高温和低温环境中使用时,其本身的尺寸稳定性能比较好,不会因为环境的变化,解决了制品本身因为较大的线性热膨胀系数而导致制品出现开裂和尺寸装配不合格等问题。
因此,与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明在聚碳酸酯中添加聚对苯二甲酸丁二醇酯,使用双酚A双(二苯基磷酸酯)这种无卤液体阻燃剂作为主阻燃剂,使用甲基苯基硅氧烷反应型高性能液体添加剂作为辅助阻燃剂,打破了以往聚碳酸酯薄制品需要使用溴系及磺酸盐阻燃剂进行改性的传统思维模式,完全解决了双酚A双(二苯基磷酸酯)在比较薄(厚度为1.0mm以下)的聚碳酸酯制品中需要添加抗滴落剂PTFE才能够达到极薄状态下V-0级别的阻燃效果;这种复配使用的阻燃剂既改善了聚碳酸酯的阻燃性(FR)又保留了最小雾度的高清晰度,几乎不影响聚碳酸酯本身的透明度,该PC/PBT复合材料的表面光泽度更高,薄壁制品的透明度更高,雾度小,并且,对材料的断裂伸长率、延展性以及耐热性都不产生影响,使得PC/PBT复合材料的力学性能好,加工性能更好;另外,本发明还使用了具有润滑分散效果的透明增韧剂,即解决了制品的耐环境应力开裂性,又增加了材料的韧性,并且不影响光扩散性能和透明性能,耐环境应力开裂性更好。本发明在聚碳酸酯和复配阻燃剂中还添加了很少量的助剂,由于助剂添加量较少,对PC/PBT复合材料的性能影响小,所得聚碳酸酯制品耐热性能好,能够耐100℃以上的高温,使用范围广;本发明在对聚碳酸酯进行改性过程中还增加了PC/PBT复合材料自身的耐候性能,耐电性能好,这种PC/PBT复合材料广泛用于电子元器件、电器外壳、开关面板、接线盒及充电器外壳以及汽车仪器仪表和充电桩等室外有阻燃、耐候、透明要求的印刷面板等。本发明PC/PBT复合材料的制备方法简单,操作方便,易于实现产业化,在挤出加工以及后续拉伸或注塑加工过程中,由于发烟量比较低,降低了环境的污染,PC/PBT复合材料本身的腐蚀性较小,对注塑模具的腐蚀性也小,降低了加工成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料,其特征在于:包括以下重量份的原料:
高粘度聚碳酸酯77-85份,聚对苯二甲酸丁二醇酯8-12份,双酚A双(二苯基磷酸酯)7-11份,甲基苯基硅氧烷0.3-1份,透明增韧剂0.3-1份,抗氧剂0.4-0.8份,光稳定剂0.1-0.4份,紫外线吸收剂0.1-0.4份,醛抑制剂0.2-1份,光扩散剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料,其特征在于:
所述抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯、硫代二丙酸双十八醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的任意一种或几种。
3.根据权利要求2所述的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料,其特征在于:
所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照质量比为1:1组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料,其特征在于:
所述醛抑制剂为脂肪酸酯混合物、乙撑双硬脂酰胺、硬质酸钙、硬脂酸锌、PE蜡、季戊四醇硬脂酸脂中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料,其特征在于:
所述紫外线吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2,2'亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚、2-(2'-羟基-3',5'-双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑、二苯甲酮类中的任意一种或几种。
6.根据权利要求1所述的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料,其特征在于:
所述光稳定剂为丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲-1-哌啶醇的聚合体、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、中性受阻胺光稳定剂中的任意一种或几种。
7.根据权利要求1所述的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料,其特征在于:
所述透明增韧剂为甲基丙烯酸甲酯与丁二烯以及苯乙烯的三元共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸丁酯、低分子量聚烯烃中的任意一种或几种。
8.根据权利要求1所述的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料,其特征在于:
所述聚碳酸酯的重均分子量为31000-32000、27000-29000、24000-26000、23000-25000、21000-22000中的任意一种或几种;
优选地,所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为低粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯;
优选地,所述光稳定剂为EXM-5。
9.一种根据权利要求1-8任意一项所述的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)取高粘度聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和甲基苯基硅氧烷,混合,搅拌,得混合料,备用;
2)取增韧剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、醛抑制剂和光扩散剂,加入到步骤1)所得的混合料中,搅拌,得混合物;
3)将步骤2)所得的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出,挤出机温区温度为:一段235-245℃,二段255-265℃,三段260-270℃,四段245-255℃,五段245-255℃,六段255-265℃,七段255-260℃,八段245-260℃,九段245-260℃,十段245-260℃,十一段245-260℃,机头245-255℃,双酚A双(二苯基磷酸酯)在挤出机的七段以液压喷射的侧喂加入方式加入双螺杆挤出机,造粒,得PC/PBT复合材料。
10.根据权利要求5所述的充电桩面板用耐候无卤阻燃光扩散PC/PBT材料的制备方法,其特征在于:
所述挤出机中,六段和九段均为真空段,双螺杆挤出机的长径比44:1。
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