CN112409770A - 低烟密度低热释放无卤阻燃pc材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子复合材料技术领域，公开了低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料及其制备方法和应用。本发明的低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料由包括以下含量的原料制成：聚碳酸酯10‑80wt％、聚碳酸酯硅氧烷共聚物10‑60wt％，有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物4‑20wt％、矿物粉5‑30wt％、加工助剂0.1‑5wt％；有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物的结构式如式I所示。本发明充分考虑PC材料的力学性能、阻燃性能、加工性能的平衡性，创造性地采用有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物作为阻燃抑烟剂，辅以无机矿物粉的抑烟吸热作用，有效降低材料在燃烧时的烟雾密度和热释放量。

Description

低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料及其制备方法和应用。
背景技术
对人员高度集中、空间相对狭小封闭的轨道交通/飞机等交通工具和室内密闭空间而言，材料一旦着火燃烧，就会消耗大量氧气，释放热量并产生有毒可燃的气体，并且可燃气体会进一步助燃产生更多有毒可燃气体。随着人们对出行、安居安全问题的重视，研发出一种在燃烧、高温受热时低烟雾密度和低热释放的产品是市场所急需的。
在公共交通行业，乘客的安全和逃生是严苛的阻燃标准的主要推动因素。这些阻燃要求主要包括燃烧(flame)、烟密度(smoke density)、烟毒性(smoke toxicity)和热释放性能。自2013年起，一个新的欧盟铁路防火标准EN45545根据不同的应用分类和不同的火车车辆以及使用路况类型，规定了一系列的测试方法和要求，形成了不同的危险等级，包括HL1、HL2和HL3(HL3为最严格要求)。对于每种应用类型，限定了对于危险等级的不同的测试要求。在欧洲铁路标准EN45545-2(2013)中对于各种危险等级的测试方法、以及烟雾密度和最大热释放量值见表1。
表1欧洲铁路标准EN45545-2烟密度和热释放量要求
危险等级 HL1 HL2 HL3 备注
烟雾密度(DS-4) ≤600 ≤300 ≤150 ISO5659-2
热释放(MAHRE，kW/m<sup>2</sup>) ≤90 ≤60 ISO5660-1
聚碳酸酯(PC)因良好的物理性能广泛应用于交通运输行业。现有技术中的无卤聚合物体系侧重于通过评价阻燃等级来优化配方，但较少考虑烟雾释放量，而火灾中85％的人员伤亡是由烟气造成的，因此，有必要研究聚合物体系的生烟性。由于聚合物的燃烧机理和生烟机理完全不同，并且聚合物加入阻燃剂时，由于燃烧更不完全，通常会加剧生烟量，因此聚合物很难同时具备良好的抑烟效果和阻燃效果，为了解决这两个技术问题，现有的聚合物材料需要在改性过程中添加一种或多种协同剂，才能同时达到阻燃和抑烟效果。
专利CN105431486A、CN105209312A利用具有特殊间苯结构的聚碳酸酯和聚碳酸酯硅氧烷共聚物复配，添加BDP、PEI等制备无卤阻燃复合材料，获得满足HL2或HL3的低烟密度低热释放材料，但具有特殊间苯结构的聚碳酸酯价格昂贵；专利文件CN109575561A，利用硼硅阻燃协效作用制备低烟密度PC/PBT合金材料，其未提及材料的热释放速率；专利文件CN109627729A通过选择特定结构的单体并优选其比例，使用特定结构，特定支化程度的聚硅硼氧烷对聚碳酸酯进行改性制备低烟低热复合材料。目前在轨道交通上应用的主要材料为阻燃PC、以及阻燃PC/ABS合金塑料，然而这些树脂不能满足EN45545的大部分要求。
因此，提供一种阻燃PC材料，其不仅有良好的阻燃性能，还具有更低的烟密度和热释放率、以及良好的力学性能，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料，解决现有技术中阻燃改性PC复合材料在燃烧时会释放大量的烟雾和热量的问题。
本发明的目的之二在于，提供上述PC材料的制备方法。
本发明的目的之三在于，提供上述PC材料在轨道交通/飞机等交通工具和室内等密闭空间内部装饰材料中的应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料，由包括以下含量的原料制成：
Figure BDA0002726115510000021
所述有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物的结构式如式I所示，
Figure BDA0002726115510000031
其中R1、R2、R3、R4独立地选自C1-C20的烷基、C1-C20的苯基、C1-C20的烷氧基、C1-C20的苯氧基、C1-C20的含苯基的烷氧基、或C1-C20的含苯基的烷基。
本发明通过将聚碳酸酯树脂与有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物共混，再引入无机矿物粉进行协同抑烟阻燃，在保证材料力学性能和阻燃性能的基础上，改善材料的烟密度和热释放性能。
聚磷腈高分子材料具有不寻常的柔顺性、高耐温性、阻燃性，较高的氧指数、低烟释放性、耐强酸、强碱和其他腐蚀性化学品。磷腈聚合物是以P、N交替排列,单双键交替出现为主链结构的一类新型无机-有机高聚物，结构式如式Ⅱ所示，
Figure BDA0002726115510000032
苯氧基聚磷腈主链骨架中含有P和N，在燃烧时这种结构可以促进聚合物炭层结构的产生，生成的膨胀炭层阻止氧气和热量的传递，保护基体免遭进一步的破坏。这种特殊的结构赋予其优异的阻燃性能，但其燃烧时会产生较大的烟雾。
在苯氧基聚磷腈的主链或侧链上引入如式Ⅲ所示的硅氧烷，形成如式I所示的有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物。
Figure BDA0002726115510000033
将有机硅/苯氧基聚磷腈加入到聚碳酸酯树脂中，P、N元素在燃烧时促进聚合物炭层结构的生成，Si元素增加炭层的稳定性，减少烟雾的生成和降低热量的释放。同时，侧链上的苯基、苯氧基增加了有机硅/聚磷腈共聚物和聚碳酸酯的相容性，确保了材料的力学性能没有太大的变化。
本发明的部分实施方案中，所述聚碳酸酯的含量为20-80wt％；
或/和所述聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的含量为10-50wt％。
本发明的部分实施方案中所述有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物的含量为6-16wt％，优选为8-12wt％；
或/和矿物粉的含量为10-20wt％。
本发明的部分实施方案中，所述聚碳酸酯的熔指为3-20g/10min，优选为5-12g/10min；或/和聚碳酸酯的玻璃化温度为145-150℃。
本发明的部分实施方案中，所述聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的熔指为3-20g/10min，优选为5-12g/10min；或/和聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的玻璃化温度为145-150℃。本发明的部分实施方案中，所述有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物中硅氧烷单元的质量含量为0.5-50wt％。
本发明的部分实施方案中，所述有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物的制备方法，包括线形含氯聚磷腈、含氯的有机硅低聚物与双酚A二钠盐发生亲核取代反应，制得有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物。
本发明的部分实施方案中，所述线形含氯聚磷腈由六氯环三磷腈开环制得；优选地，将六氯环三磷腈于220～270℃条件下开环制备线形含氯聚磷腈。
本发明的部分实施方案中，所述含氯的有机硅低聚物结构如式Ⅳ所示，
Figure BDA0002726115510000041
，其中R5为C1-C20的烷基、C1-C20的苯基、或C1-C20的含苯基的烷基。
本发明的部分实施例中，所述含氯的有机硅低聚物为甲基三氯氯硅烷、乙基三氯硅烷、或二乙基二氯硅烷。
本发明的部分实施方案中，所述亲核取代反应的温度为70℃～100℃，反应时间为0.5h～6h；
优选地，温度为80℃～100℃，反应时间为2h～4h。本发明的部分实施方案中，将双酚A二钠盐溶于溶剂中得到双酚A二钠盐溶液后，再加入线形含氯聚磷腈、含氯的有机硅低聚物反应；优选地，所述溶剂包括甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮中的任意一种或几种；
优选地，双酚A二钠盐的溶液的质量浓度为10％～20％；
优选地，线形含氯聚磷腈、含氯的有机硅低聚物、双酚A二钠盐的溶液质量比为40～50:10～15:80～100。
本发明中的双酚A二钠盐可以采用现有技术制备，也可以采用如下方法制备：在140～180℃条件下，优选为160℃条件下将NaOH水溶液通入双酚A的二甲苯溶液中，并立即分水，双酚A二钠盐形成并析出；收集双酚A二钠盐，再用异丙醇溶解，最后蒸除全部溶剂得到干燥的双酚a二钠盐。
其中，双酚A的二甲苯溶液中双酚A的质量浓度为5～20％，优选为10％；
NaOH水溶液中NaOH的质量浓度为3～8％，优选为5％；
NaOH水溶液与双酚A的二甲苯溶液的质量比为1～3：1，优选为2：1。
本发明的部分实施方案中，有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物的制备方法还包括后处理步骤；优选地，反应完毕后，反应体系脱除溶剂，所得固体经洗涤、纯化后，得到有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物。
本发明的部分实施方案中，所述矿物粉包括滑石粉、氢氧化镁、水滑石、高岭土、蒙脱土中的任意一种或几种，所述矿物粉的粒径为2500-15000目，优选为5000-12500目。
本发明的部分实施方案中，为保证所述低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料的加工性能、应用性能，在加工中加入相应的加工助剂。所述加工助剂包括润滑剂、抗氧剂、抗紫外剂、抗滴落剂、热稳定剂、颜料色粉中的任意一种或几种。
本发明所述的一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.按质量比准备原料；
步骤2.将聚碳酸酯和加工助剂放入高混机内混合均匀，得到预混料；
步骤3.将步骤2所得到预混料和余下物料加入双螺杆挤出机，熔融挤出造粒，制得低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料；
优选地，所述步骤3中，双螺杆挤出机各段螺杆为温度240-290℃，螺杆转速为420±50转/分钟。
本发明所述的低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料在轨道交通工具、或/和飞机、或/和室内密闭空间的内部装饰材料中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明设计科学，方法简单，操作简便。本发明充分考虑PC材料的力学性能、阻燃性能、加工性能的平衡性，创造性地采用有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物作为阻燃抑烟剂，再辅以无机矿物粉的抑烟吸热作用，有效降低材料在燃烧时的烟雾密度和热释放量。
本发明的PC材料阻燃等级达到UL94V0级，烟密度等级≤150或300，热释放量MAHRE值≤60或90kW/m2，满足欧盟EN45455-2标准中HL2或HL3水平；同时材料力学性能不受影响，满足材料机械力学使用性能。
本发明制得的材料可实现加工流动性、力学性能、阻燃、低烟密度和低热释放率等性能综合平衡，是可应用于轨道交通/飞机等交通工具和室内等密闭空间内饰的理想材料。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1-3
实施例1-3公开了本发明的有机硅/苯氧基磷腈的合成方法。
实施例1
本实施例公开了本发明的有机硅/苯氧基磷腈的合成方法，具体为：
①.以40g六氯环三磷腈在250℃条件下开环制备线形含氯聚磷腈，检测反应完全后，停止加热，备用；
②.在高温下(160℃)将200g浓度为5wt％的NaOH的水溶液通入100g含有10g双酚a的二甲苯中并立即分水，当双酚a二钠盐形成并析出后再用异丙醇溶解，最后蒸除全部溶剂得到干燥的双酚a二钠盐，最后再将制得的双酚a二钠盐溶于二甲苯，配制成10％的双酚a二钠盐-二甲苯溶液；
③.将步骤①制得的线形含氯聚磷腈、10g甲基三氯氯硅烷、80g 10wt％的双酚A酚二钠-二甲苯溶液于80℃反应2h，经脱除溶剂、洗涤、纯化后，制得有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物。
实施例2
本实施例公开了本发明的有机硅/苯氧基磷腈的合成方法，具体为：
①.以45g六氯环三磷腈在250℃条件下开环制备线形含氯聚磷腈，检测反应完全后，停止加热，备用；
②.以二甲苯为溶剂，在高温下(160℃)将200g 5wt％的NaOH的水溶液通入100g含有10g双酚a的二甲苯中并立即分水，当双酚a二钠盐形成并析出后再用异丙醇溶解，最后蒸除全部溶剂得到干燥的双酚a二钠盐，最后再将制得的双酚a二钠盐溶于二甲苯，配制成15wt％的双酚a二钠盐-二甲苯溶液；
③.将步骤①制得的线形含氯聚磷腈、13g乙基三氯氯硅烷、90g 15wt％的双酚A酚二钠-二甲苯溶液于80℃反应4h，经脱除溶剂、洗涤、纯化后，制得有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物。
实施例3
本实施例公开了本发明的有机硅/苯氧基磷腈的合成方法，具体为：
①.以50g六氯环三磷腈在250℃条件下开环制备线形含氯聚磷腈，检测反应完全后，停止加热，备用；
②.以二甲苯为溶剂，在高温下(160℃)将200g 5％的NaOH的水溶液通入100g含有10g双酚a的二甲苯中并立即分水，当双酚a二钠盐形成并析出后再用异丙醇溶解，最后蒸除全部溶剂得到干燥的双酚a二钠盐，最后再将制得的双酚a二钠盐溶于二甲苯，配制成20％的双酚a二钠盐-二甲苯溶液；
③.将步骤①制得的线形含氯聚磷腈、15g二乙基二氯硅烷、100g 20％的双酚A酚二钠-二甲苯溶液于100℃反应4h，经脱除溶剂、洗涤、纯化后，制得有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物。
实施例4-9
实施例4-9公开了本发明的低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料的其制备方法。实施例
实施例4
本实施例提供了本发明的低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料及其制备方法，具体为：
按照以下重量份数准备物料：聚碳酸酯PC 54份，聚碳酸酯/硅氧烷共聚物20份，有机硅/聚磷腈共聚物8份，蒙脱土16份，加工助剂2份。
其中，聚碳酸酯的熔指为12g/10min，玻璃化温度为150℃；蒙脱土的粒径为5000目；2份加工助剂中包括润滑剂0.6份、抗氧剂0.8份、抗滴落剂0.6份。
聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的熔指为8g/10min，玻璃化温度为147℃。
本实施例中所用的有机硅/聚磷腈共聚为按照实施例1的方法制得。
将上述原料中的聚碳酸酯和加工助剂加入高混机内混合均匀，得到预混料。然后将预混料和余下的所有原料加入双螺杆挤出机，经过熔融挤出造粒。双螺杆挤出机各段温度控制在240-290℃之间，螺杆转速为420转/分钟。
实施例5
本实施例提供了本发明的低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料及其制备方法，具体为：
按照以下重量份数准备物料：聚碳酸酯PC 66份，聚碳酸酯/硅氧烷共聚物10份，有机硅/聚磷腈共聚物16份，滑石粉6份，加工助剂2份。
其中，聚碳酸酯的熔指为5g/10min，玻璃化温度为145℃；滑石粉的粒径为12500目；2份加工助剂中包括润滑剂0.6份、抗氧剂0.6份、抗滴落剂0.6份、抗紫外剂0.2份。
聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的熔指为5g/10min，玻璃化温度为145℃。
本实施例中所用的有机硅/聚磷腈共聚为按照实施例1的方法制得。
将上述原料中的聚碳酸酯和加工助剂加入高混机内混合均匀，得到预混料。然后将预混料和余下的所有原料加入双螺杆挤出机，经过熔融挤出造粒。双螺杆挤出机各段温度控制在240-290℃之间，螺杆转速为470转/分钟。
实施例6
本实施例提供了本发明的低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料及其制备方法，具体为：
按照以下重量份数准备物料：聚碳酸酯PC 20份，聚碳酸酯/硅氧烷共聚物50份，有机硅/聚磷腈共聚物12份，水滑石16份，加工助剂2份。
其中，聚碳酸酯的熔指为20g/10min，玻璃化温度为148℃；水滑石的粒径为2500目；2份加工助剂中包括润滑剂0.3份、抗氧剂0.3份、抗滴落剂0.1份、抗紫外剂0.3份、抗滴落剂0.5份、热稳定剂0.5份。
聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的熔指为20g/10min，玻璃化温度为150℃。
本实施例中所用的有机硅/聚磷腈共聚为按照实施例1的方法制得。
将上述原料中的聚碳酸酯和加工助剂加入高混机内混合均匀，得到预混料。然后将预混料和余下的所有原料加入双螺杆挤出机，经过熔融挤出造粒。双螺杆挤出机各段温度控制在240-290℃之间，螺杆转速为370转/分钟。
实施例7
本实施例提供了本发明的低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料及其制备方法，具体为：
按照以下重量份数准备物料：聚碳酸酯PC 30份，聚碳酸酯/硅氧烷共聚物30份，有机硅/聚磷腈共聚物20份，高岭土15份，加工助剂5份。
其中，聚碳酸酯的熔指为3g/10min，玻璃化温度为146℃；高岭土的粒径为15000目；5份加工助剂中包括润滑剂0.6份、抗氧剂0.6份、抗滴落剂0.6份、抗紫外剂0.2份、热稳定剂1.5份、颜料色粉1.5份。
聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的熔指为3g/10min，玻璃化温度为147℃。
本实施例中所用的有机硅/聚磷腈共聚为按照实施例2的方法制得。
将上述原料中聚碳酸酯和加工助剂加入高混机内混合均匀，得到预混料。然后将预混料和余下的所有原料加入双螺杆挤出机，经过熔融挤出造粒。双螺杆挤出机各段温度控制在240-290℃之间，螺杆转速为420转/分钟。
实施例8
本实施例提供了本发明的低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料及其制备方法，具体为：
按照以下重量份数准备物料：聚碳酸酯PC 44份，聚碳酸酯/硅氧烷共聚物20份，有机硅/聚磷腈共聚物6份，氢氧化镁29.8份，加工助剂0.2份。
其中，聚碳酸酯的熔指为5g/10min，玻璃化温度为145℃；氢氧化镁的粒径为2500目；0.2份加工助剂中包括润滑剂0.1份、抗滴落剂0.1份。
聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的熔指为12g/10min，玻璃化温度为146℃。
本实施例中所用的有机硅/聚磷腈共聚为按照实施例3的方法制得。
将上述原料中聚碳酸酯和加工助剂加入高混机内混合均匀，得到预混料。然后将预混料和余下的所有原料加入双螺杆挤出机，经过熔融挤出造粒。双螺杆挤出机各段温度控制在240-290℃之间，螺杆转速为420转/分钟。
实施例9
本实施例提供了本发明的低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料及其制备方法，具体为：
按照以下重量份数准备物料：聚碳酸酯PC 80份，聚碳酸酯/硅氧烷共聚物10份，有机硅/聚磷腈共聚物4份，蒙脱土5份，加工助剂1份。
其中，聚碳酸酯的熔指为5g/10min，玻璃化温度为145℃；蒙脱土的粒径为2500目；1份加工助剂中包括润滑剂0.4份、抗氧剂0.3份、抗滴落剂0.2份、抗紫外剂0.1份。
聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的熔指为12g/10min，玻璃化温度为146℃。
本实施例中所用的有机硅/聚磷腈共聚为按照实施例1的方法制得。
将上述原料中聚碳酸酯和加工助剂加入高混机内混合均匀，得到预混料。然后将预混料和余下的所有原料加入双螺杆挤出机，经过熔融挤出造粒。双螺杆挤出机各段温度控制在240-290℃之间，螺杆转速为420转/分钟。
对比例1
本对比例与实施例6相比，将有机硅/聚磷腈共聚物替换为聚磷腈，其余条件均相同。
对比例2
本对比例与实施例6相比，将12份有机硅/聚磷腈共聚物替换为11份聚磷腈和1份硅系阻燃剂，其余条件均相同。
对实施例4-9和对比例1-2制得的PC材料进行以下实验分析：
将粒子充分干燥后制备样条、样板，使用注塑机进行注塑各类测试样条和样板，制备好的样条样板通过充分环境调试后测试，结果如表2所示。
其中，拉伸强度，按照ISO-527测试；
缺口冲击强度，按照ISO-180测试；
阻燃性，按照UL94燃烧等级测试；
烟密度，按照ISO-5659-2测试(样板100×100×3mm，50KW/m2，无焰)；
热释放量，按照ISO-5660-1测试(样板75×75×3mm，50KW/m2，距离25mm)。
表2各PC材料性能测试结果表
Figure BDA0002726115510000111
尽管这里参照本发明的解释实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部分和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部分和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料，其特征在于，由包括以下含量的原料制成：
Figure FDA0002726115500000011
所述有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物的结构式如式I所示，
Figure FDA0002726115500000012
其中R1、R2、R3、R4独立地选自C1-C20的烷基、C1-C20的苯基、C1-C20的烷氧基、C1-C20的苯氧基、C1-C20的含苯基的烷氧基、或C1-C20的含苯基的烷基。
2.根据权利要求1所述的一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料，其特征在于，所述有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物的含量为6-16wt％，优选为8-12wt％；
或/和矿物粉的含量为10-20wt％。
3.根据权利要求1或2所述的一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的熔指为3-20g/10min，优选为5-12g/10min；或/和聚碳酸酯的玻璃化温度为145-150℃。
4.根据权利要求1或2所述的一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料，其特征在于，所述聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的熔指为3-20g/10min，优选为5-12g/10min；或/和聚碳酸酯/硅氧烷共聚物的玻璃化温度为145-150℃。
5.根据权利要求1或2所述的一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料，其特征在于，所述有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物中硅氧烷单元的质量含量为0.5-50wt％。
6.根据权利要求1或2所述的一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料，其特征在于，所述矿物粉包括滑石粉、氢氧化镁、水滑石、高岭土、蒙脱土中的任意一种或几种，所述矿物粉的粒径为2500-15000目，优选为5000-12500目。
7.根据权利要求1或2所述的一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料，其特征在于，所述加工助剂包括润滑剂、抗氧剂、抗紫外剂、抗滴落剂、热稳定剂、颜料色粉中的任意一种或几种。
8.根据权利要求1-8任意一项所述的一种低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.按质量比准备原料；
步骤2.将聚碳酸酯和加工助剂放入高混机内混合均匀，得到预混料；
步骤3.将步骤2所得到预混料和余下物料加入双螺杆挤出机，熔融挤出造粒，制得低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料；
优选地，所述步骤3中，双螺杆挤出机各段螺杆为温度240-290℃，螺杆转速为420±50转/分钟。
9.权利要求1-8任意一项所述的低烟密度低热释放无卤阻燃PC材料在轨道交通工具、或/和飞机、或/和室内密闭空间的内部装饰材料中的应用。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113512295A (zh) * 2021-04-21 2021-10-19 山东航橡新材料有限公司 基于聚磷腈体系的低热释放阻燃热塑性材料及制备方法
CN114736500A (zh) * 2022-03-23 2022-07-12 武汉金发科技有限公司 一种无卤阻燃聚碳酸酯/苯乙烯类树脂合金及其制备方法和应用
CN115353725A (zh) * 2022-09-21 2022-11-18 无锡赢同新材料科技有限公司 低烟低毒环保阻燃聚碳酸酯复合材料及其应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103073857A (zh) * 2012-12-27 2013-05-01 宝天高科（广东）有限公司 无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物及其制备方法
US20140371360A1 (en) * 2013-05-24 2014-12-18 Sabic Global Technologies B.V. Flame retardant polycarbonate compositions, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
CN105283507A (zh) * 2013-06-13 2016-01-27 普立万公司 完全非卤化的阻燃聚碳酸酯配混物
US20160272812A1 (en) * 2013-11-05 2016-09-22 Polyone Corporation Phosphazene flame retardant polycarbonate compounds
CN106633762A (zh) * 2016-11-16 2017-05-10 上海长伟锦磁工程塑料有限公司 一种耐低温低烟阻燃光扩散聚碳酸酯复合材料
CN108102328A (zh) * 2017-11-02 2018-06-01 上海日之升科技有限公司 一种超耐低温耐候低烟无卤阻燃pc材料及其制备方法
CN108976471A (zh) * 2018-06-27 2018-12-11 杭州本松新材料技术股份有限公司 阻燃剂复配体系及包含其的无卤阻燃树脂基复合材料
CN109777074A (zh) * 2019-01-24 2019-05-21 金发科技股份有限公司 聚碳酸酯组合物和聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物改善矿物填充聚碳酸酯韧性和流动性的应用
CN112920589A (zh) * 2021-01-19 2021-06-08 安特普工程塑料（苏州）有限公司 一种基于lds技术并具有导热功能的阻燃pc组合物、制造方法及其应用
CN113045758A (zh) * 2021-04-26 2021-06-29 北京化工大学 一种高拉伸无卤阻燃聚磷腈弹性体的制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103073857A (zh) * 2012-12-27 2013-05-01 宝天高科（广东）有限公司 无卤耐热低烟雾阻燃聚酯复合物及其制备方法
US20140371360A1 (en) * 2013-05-24 2014-12-18 Sabic Global Technologies B.V. Flame retardant polycarbonate compositions, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
CN105283507A (zh) * 2013-06-13 2016-01-27 普立万公司 完全非卤化的阻燃聚碳酸酯配混物
US20160272812A1 (en) * 2013-11-05 2016-09-22 Polyone Corporation Phosphazene flame retardant polycarbonate compounds
CN106633762A (zh) * 2016-11-16 2017-05-10 上海长伟锦磁工程塑料有限公司 一种耐低温低烟阻燃光扩散聚碳酸酯复合材料
CN108102328A (zh) * 2017-11-02 2018-06-01 上海日之升科技有限公司 一种超耐低温耐候低烟无卤阻燃pc材料及其制备方法
CN108976471A (zh) * 2018-06-27 2018-12-11 杭州本松新材料技术股份有限公司 阻燃剂复配体系及包含其的无卤阻燃树脂基复合材料
CN109777074A (zh) * 2019-01-24 2019-05-21 金发科技股份有限公司 聚碳酸酯组合物和聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物改善矿物填充聚碳酸酯韧性和流动性的应用
CN112920589A (zh) * 2021-01-19 2021-06-08 安特普工程塑料（苏州）有限公司 一种基于lds技术并具有导热功能的阻燃pc组合物、制造方法及其应用
CN113045758A (zh) * 2021-04-26 2021-06-29 北京化工大学 一种高拉伸无卤阻燃聚磷腈弹性体的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PEI NI等: "Flame‐retardant behavior of a phosphorus/silicon compound on polycarbonate", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》 *
崔明: "无卤阻燃剂在聚碳酸酯中的应用研究进展", 《精细与专用化学品》 *
彭民乐等: "聚碳酸酯无卤阻燃剂阻燃机理及其发展趋势", 《中国塑料》 *
欧育湘等: "《阻燃剂》", 30 September 2009, 国防工业出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113512295A (zh) * 2021-04-21 2021-10-19 山东航橡新材料有限公司 基于聚磷腈体系的低热释放阻燃热塑性材料及制备方法
CN114736500A (zh) * 2022-03-23 2022-07-12 武汉金发科技有限公司 一种无卤阻燃聚碳酸酯/苯乙烯类树脂合金及其制备方法和应用
CN114736500B (zh) * 2022-03-23 2023-05-05 武汉金发科技有限公司 一种无卤阻燃聚碳酸酯/苯乙烯类树脂合金及其制备方法和应用
WO2023179555A1 (zh) * 2022-03-23 2023-09-28 武汉金发科技有限公司 一种无卤阻燃聚碳酸酯/苯乙烯类树脂合金及其制备方法和应用
CN115353725A (zh) * 2022-09-21 2022-11-18 无锡赢同新材料科技有限公司 低烟低毒环保阻燃聚碳酸酯复合材料及其应用
CN115353725B (zh) * 2022-09-21 2023-08-04 无锡赢同新材料科技有限公司 低烟低毒环保阻燃聚碳酸酯复合材料及其应用

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