CN112812536B - 一种透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物及其制备方法。所述聚碳酸酯组合物包括A:基体树脂，B：锂盐，C:其它添加剂；所述A包括如下按重量份计算的组分：a1:聚碳酸酯85～97份；a2:液态磷酸酯2～10份；a3:聚醚或聚醚衍生物1～5份；其中a1+a2+a3的总量为100份；所述B的重量为A重量的0.3～3％，所述C的重量为A重0.5～1.5％。所述组合物以锂盐及聚醚或聚醚衍生物形成的快离子导体作为抗静电剂，加上液体磷酸酯配合改善聚碳酸酯的表面电阻率，相较于现有的方案，成本更低，效果更佳，并且不影响透明性能，使聚碳酸酯组合物同时具有良好的透明性、阻燃性和抗静电性。

Description

一种透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料领域，更具体地涉及一种透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯是具有良好透明性的工程塑料，其综合性能优异，尤其是力学性能和光学性能在各类树脂中性能十分突出，其应用领域非常广泛，包括电子电器、汽车、办公设备、以及电子包装等。
聚碳酸酯原树脂表面电阻率较高，可达到1015Ω/square。因此表面易因为摩擦积聚静电荷，从而树脂表面易积聚灰尘而影响制品的美观，而在一些应用场合甚至可带来严重的危害，如电子包装行业、化工以及粉尘加工等易燃易爆场所等。
透明抗静电阻燃聚碳酸酯组合物的配方设计和制备的难点在于同时获得高透光率和阻燃性能。
专利CN103242635A公开了一种永久抗静电聚碳酸酯组合物及其制备方法，通过添加氟取代的聚烯烃和离子液体抗静电剂改性聚碳酸酯，而获得透明度较好、抗静电性能优异的组合物。但是其不具备阻燃性，低表面电阻率的聚碳酸酯组合物的透明度下降较大。
专利CN107163537 A公开了一种透明耐划伤抗静电阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法，其技术特色是同时兼具多种性能，其抗静电剂是离子液体，其获得的复合物的透明性可达到76％。
专利CN103282434 A公开了一种抗静电聚碳酸酯组合物，其技术特色是在熟知的永久抗静电剂如聚醚酰胺、聚酯酰胺和聚醚酯酰胺中附加一类布朗斯泰德酸性化合物，但聚碳酸酯组合物其并不具备透明性。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物。
本发明的另一目的在于提供所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物的制备方法。
本发明上述目的通过如下技术方案予以实现：
一种透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，包括A:基体树脂，B：锂盐，C:其它添加剂；
所述A包括如下按重量份计算的组分：
a1:聚碳酸酯 85～97份；
a2:液态磷酸酯 2～10份；
a3:聚醚或聚醚衍生物 1～5份；
其中a1+a2+a3的总量为100份；所述B的重量为A重量的0.3～3％，所述C的重量为A重量的0.5～1.5％。
现有技术中，较少有将锂盐加入聚碳酸酯中的报道。原因是锂盐其直接添加至聚碳酸酯中对聚碳酸酯的表面电阻率改善不显著。发明人意外发现，液体磷酸酯既能作为阻燃剂，又能够与锂盐产生协同作用，提升其对聚碳酸酯的表面电阻率的改善效果。另外，聚醚或聚醚衍生物与锂盐能够形成类似快离子导体的效果，使得锂离子在体系中能更好地迁移，对改善聚碳酸酯的表面电阻率有帮助。
本发明所述聚碳酸酯是芳族双酚-A型聚碳酸酯，其还可以是含有硅氧烷共聚的芳族双酚-A型聚碳酸酯。优选地，所述聚碳酸酯的重均分子量在10,000～200,000g/mol。为了加工的便利性，更优选地，所述聚碳酸酯的重均分子量在20,000～50,000g/mol。
液态磷酸酯，是一种常温下呈液态的磷酸酯，通常作为阻燃剂使用。商品话的液态磷酸酯，例如P-30或者BDP-N2等。本发明中，液态磷酸酯与聚碳酸酯具有良好的相容性，具有增塑作用，其在本发明中，还与锂盐起到协效作用。在混合的过程中，其还作为锂盐的载体，使本发明的锂盐能够很好地分散在TPEE体系中。
更优选地，所述聚醚或聚醚衍生物的份数优选为2～5份，更优选为3～5份。优选地，所述聚醚或聚醚衍生物的重均分子量在400～8000g/mol。
优选地，所述聚醚或聚醚衍生物为PEG或PEG的端羟基通过酯化或酰氯化得到的全封端衍生物。
优选地，所述锂盐为有机盐或无机盐。
优选地，所述锂盐优选为高氯酸盐、烷基羧酸锂、烷基或芳基磺酸锂或双(全氟代烷基磺酰基)亚胺锂中的一种或几种。更优选地，所述锂盐更优选为高氯酸锂或双三氟甲基磺酰基亚胺锂。
所述其它添加剂可以是本领域常用于TPEE组合物的添加剂。优选地，所述其它添加剂为抗滴落剂、润滑剂、脱模剂或热稳定剂中的一种或几种。优选地，所述热稳定剂优选为基于磷的和/或酚类的热稳定剂。所述抗滴落剂可以是氟化的烯烃类化合物，例如聚四氟乙烯。所述润滑剂可以是硬脂酸类润滑剂，更优选为季戊四醇硬脂酸酯。
所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物的制备方法，包括如下步骤：
S1.将液态磷酸酯与聚醚或聚醚衍生物混合，形成第一混合液；
S2.将锂盐与上述第一混合液混合均匀，得到第二混合液；
S3.挤出机中加入其余成分，并将第二混合液从侧喂料口加入，混合挤出，得到所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物。
聚醚或聚醚衍生物与本发明的锂盐直接混合容易过渡放热，甚至导致燃爆事故，因此，先采用液态磷酸酯与聚醚或聚醚衍生物混合，再与锂盐混合能使混合过程安全便利，也利于抗静电剂在组合物中的分散。
步骤S1.、S2.中所述混合，可以在常规装置中进行，例如是搅拌釜、密炼机、挤出机或双螺杆挤出机。
优选地，所述聚醚或聚醚衍生物在使用前经过干燥处理。
步骤S3.中，所述挤出机优选为双螺杆挤出机。
优选地，S3.中，所述混合挤出在235～300℃的温度下进行。
一种由所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物制成的制品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：
本发明提供一种透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其以锂盐与聚醚或聚醚衍生物形成的快离子导体作为抗静电剂，加上液体磷酸酯配合可以显著改善聚碳酸酯的表面电阻率，相较于现有的方案，成本更低，效果更佳，并且不影响透明性能，使聚碳酸酯组合物同时具有良好的透明性、阻燃性和抗静电性。
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比例对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不限于下述实施例。
实施例中，未有特别说明的原料均为常规市售商品。
聚碳酸酯：双酚A型聚碳酸酯，4310(重均分子量28000g/mol)供应商：美国陶氏杜邦；
液体磷酸酯1：购自雅宝，P-30
液体磷酸酯2：购自全盛，BDP-N2
聚醚：上海凌风化学试剂有限公司，牌号PEG6000，重均分子量6000
聚醚封端衍生物：江苏省海安石化公司，牌号PEG6000MO，重均分子量约6000
高氯酸锂：上海紫一试剂，
双三氟甲基磺酰基亚胺锂：索尔维集团
润滑剂：季戊四醇硬脂酸酯，龙沙
表面电阻的测试：IEC60093
透光性能测试：透光度/雾度测试仪，测试样品0.3mm.
阻燃性能测试：UL-94,测试样品3.0mm.
实施例及对比例采用如下方法制备：
S1.将液态磷酸酯与经过干燥处理的聚醚或聚醚衍生物混合，形成第一混合液；
S2.将经过干燥处理的抗静电剂与上述第一混合液混合均匀，得到第二混合液；
S3.双螺杆挤出机中加入聚碳酸酯、润滑剂，并将第二混合液从侧喂料口加入，在235-300℃的熔融温度下混合挤出，得到所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物。
在注塑机上250℃下注塑成厚2毫米方板，作为测试样品。
实施例1～7与对比例1的配方和测试结果如表1所示。
表1
Figure GDA0003921339230000041
Figure GDA0003921339230000051
从对比例1及实施例1对比可以看出，当不加入液体磷酸酯及聚醚，或者只加入液体磷酸酯不加入聚醚的情况下，只加入锂盐，对组合物的表面电阻率改善有限。从实施例可以看出，本发明的方案对聚碳酸酯的透明性能影响不大。并且阻燃性能均能达到V-0的水平。同时，采用本发明的方案得到的聚碳酸酯组合物的表面电阻率均为1012Ω/sq以下，表面电阻率得到显著改善。

Claims (10)

1.一种透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，包括A:基体树脂，B：锂盐，C:其它添加剂；
所述A包括如下按重量份计算的组分：
a1:聚碳酸酯 85～97份；
a2:液态磷酸酯 2～10份；
a3:聚醚或聚醚衍生物 1～5份；
其中a1+a2+a3的总量为100份；所述B的重量为A重量的0.3～3％，所述C的重量为A重量的0.5～1.5％；
所述液态磷酸酯为液态磷酸酯P-30或液态磷酸酯BDP-N2。
2.根据权利要求1所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚碳酸酯的重均分子量在10,000～200,000g/mol。
3.根据权利要求1所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚醚或聚醚衍生物的份数为3～5份。
4.根据权利要求1所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚醚或聚醚衍生物为PEG或PEG的端羟基通过酯化或酰氯化得到的全封端衍生物。
5.根据权利要求1所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述锂盐为有机盐或无机盐。
6.根据权利要求1或5所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述锂盐为高氯酸盐、烷基羧酸锂、烷基或芳基磺酸锂或双(全氟代烷基磺酰基)亚胺锂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述其它添加剂为抗滴落剂、润滑剂、脱模剂或热稳定剂中的一种或几种。
8.权利要求1至7任一项所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将液态磷酸酯与聚醚或聚醚衍生物混合，形成第一混合液；
S2.将锂盐与上述第一混合液混合均匀，得到第二混合液；
S3.挤出机中加入其余成分，并将第二混合液从侧喂料口加入，混合挤出，得到所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物。
9.根据权利要求8所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，S3.中，所述混合挤出在235～300℃的温度下进行。
10.一种由权利要求1至7任一项所述透明阻燃抗静电聚碳酸酯组合物制成的制品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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