CN113801452A - 一种高性能玻纤增强pc材料及其制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体公开了一种高性能玻纤增强PC材料及其制品.该高性能玻纤增强PC材料，每100质量份的PC材料成品，包括以下质量份的组分：聚碳酸酯，45～55份；玻璃纤维，30～55份；阻燃剂，4.7～11份；阻燃剂为磷氮烯阻燃剂、次磷酸盐阻燃剂及有机硅阻燃剂中一种或多种的复配。利用本发明的高性能玻纤增强PC材料及其制品，不仅解决磷酸酯阻燃剂或磺酸盐阻燃剂使材料的耐老化性能及耐热性能降低、HDT影响较大的问题，还使PC材料具有较好的热塑性、绝缘性、阻燃性及较高的机械强度，且达到V‑0阻燃等级。

Description

一种高性能玻纤增强PC材料及其制品
【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高性能玻纤增强PC材料及其制品。
【背景技术】
阻燃等级，即物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质，并以此划分的等级制度，塑料阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-0逐级递增。
热变形温度(Heat deflection temperature,HDT):显示塑料材料在高温且受压力下，能否保持不变的外形，一般以热变形温度来表示塑料的短期耐热性。
PC本身阻燃等级为V-2，其广泛应用于电子电器产品中，但是，玻纤增强的PC因为纤维的灯芯效应，很难到达0.8mmV-0，因此，通常需要在材料中加入较多的磷酸酯阻燃剂或磺酸盐阻燃剂，然而，该磷酸酯阻燃剂或磺酸盐阻燃剂会使材料的耐老化性能及耐热性能降低，并且对材料的HDT影响较大。
有鉴于此，实有必要提供一种高性能玻纤增强PC材料及其制品，以解决磷酸酯阻燃剂或磺酸盐阻燃剂使材料的耐老化性能及耐热性能降低、HDT影响较大的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种高性能玻纤增强PC材料及其制品，以解决磷酸酯阻燃剂或磺酸盐阻燃剂使材料的耐老化性能及耐热性能降低、HDT影响较大的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种高性能玻纤增强PC材料，每100质量份的PC材料成品，包括以下质量份的组分：
聚碳酸酯，45～55份；
玻璃纤维，30～55份；
阻燃剂，4.7～11份；所述阻燃剂为磷氮烯阻燃剂、次磷酸盐阻燃剂及有机硅阻燃剂中一种或多种的复配。
可选的，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，所述聚碳酸酯的重均分子量在20000～50000之间以及分子量分布在1～2.5之间。
可选的，在温度300℃和负荷为1.2Kg条件下，所述聚碳酸酯的熔体质量流动速率在3g/10min～70g/10min。
可选的，所述玻璃纤维为无鉴扁平玻璃纤维，所述无鉴扁平玻璃纤维的厚度在5～8μm之间，扁平比为1:4，以及所述无鉴扁平玻璃纤维鉴金属含量在0.5％质量份以下。
可选的，所述无鉴扁平玻璃纤维添加到所述PC材料中的短切长度在3.5mm～5mm之间，所述无鉴扁平玻璃纤维在PC材料中保留的长径比在20～50之间。
可选的，所述次磷酸盐阻燃剂为二乙基次磷酸铝，所述次磷酸盐阻燃剂的磷含量为23％及重均分子量为390。
可选的，所述磷氮烯阻燃剂中磷氮烯结构为苯氧基环磷腈，所述磷氮烯阻燃剂的磷含量大于13％、氮含量含量大于5.8％、杂离子浓度小于0.01％、重均分子量为693及纯度大于98.5％。
可选的，所述100质量份的PC材料成品中，磷氮烯添加量在4～8质量份之间，次磷酸铝添加量在0.5～2质量份之间，以及乙烯苯基硅烷添加量在0.2～1质量份之间。
可选的，当所述磷氮烯添加量为4％、次磷酸铝添加量为2％以及乙烯苯基硅烷添加量为0.3％时，所述PC材料的阻燃性达到0.8mmV-0，同时，所述PC材料在1.80MPa条件下，其热变形温度为130℃。
本发明还提供一种制品，所述制品采用上述的一种高性能玻纤增强PC材料制备而成。
相较于现有技术，本发明的高性能玻纤增强PC材料及其制品通过在PC材料中加入一定比例的玻璃纤维，增强材料的热塑性，并加入适量的阻燃剂，使PC材料具有较好的阻燃性，其中，通过加入次磷酸盐阻燃剂复配磷氮烯阻燃剂，在其2％-4％添加量下达到V-0的阻燃等级，减少了PC材料的HDT影响，使PC材料具有较好的耐老化性及耐热性，利用本发明的高性能玻纤增强PC材料及其制品，不仅解决磷酸酯阻燃剂或磺酸盐阻燃剂使材料的耐老化性能及耐热性能降低、HDT影响较大的问题，还使PC材料具有较好的热塑性、绝缘性、阻燃性及较高的机械强度，且达到V-0阻燃等级。
【具体实施方式】
本发明提供一种高性能玻纤增强PC材料，每100质量份的PC材料成品，包括以下质量份的组分：
聚碳酸酯，45～55份；
玻璃纤维，30～55份；
阻燃剂，4.7～11份；所述阻燃剂为阻燃剂为磷氮烯阻燃剂、次磷酸盐阻燃剂及有机硅阻燃剂中一种或多种的复配。
其中，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，所述聚碳酸酯的重均分子量在20000～50000之间以及分子量分布在1～2.5之间，所述聚碳酸酯使PC材料具有热塑性。
其中，在温度300℃和负荷为1.2Kg条件下，所述聚碳酸酯的熔体质量流动速率在3g/10min～70g/10min。
其中，所述玻璃纤维为无鉴扁平玻璃纤维，所述无鉴扁平玻璃纤维的厚度在5～8μm之间，扁平比为1:4，以及所述无鉴扁平玻璃纤维鉴金属含量在0.5％质量份以下，所述无鉴扁平玻璃纤维使PC材料具有良好的绝缘性、较强的耐热性强、抗腐蚀性及较高的机械强度。
其中，所述无鉴扁平玻璃纤维添加到所述PC材料中的短切长度在3.5mm～5mm之间，所述无鉴扁平玻璃纤维在PC材料中保留的长径比在20～50之间。
其中，所述次磷酸盐阻燃剂为二乙基次磷酸铝，所述次磷酸盐阻燃剂的磷含量为23％及重均分子量为390。
其中，所述磷氮烯阻燃剂中磷氮烯结构为苯氧基环磷腈，所述磷氮烯阻燃剂的磷含量大于13％、氮含量含量大于5.8％、杂离子浓度小于0.01％、重均分子量为693及纯度大于98.5％。
其中，所述100质量份的PC材料成品中，磷氮烯添加量在4～8质量份之间，次磷酸铝添加量在0.5～2质量份之间，以及乙烯苯基硅烷添加量在0.2～1质量份之间，即所述磷氮烯阻燃剂的质量份为4～8，所述次磷酸盐阻燃剂的质量份为0.5～2，及所述有机硅阻燃剂的质量份为0.2～1。
其中，当所述磷氮烯添加量为4％、次磷酸铝添加量为2％以及乙烯苯基硅烷添加量为0.3％时，所述PC材料的阻燃性达到0.8mmV-0，同时，所述PC材料在1.80MPa条件下，其热变形温度为130℃。
其中，所述100质量份的PC材料成品中，加入0.5质量份的抗滴落剂。
本发明还提供一种制品，所述制品采用上述的一种高性能玻纤增强PC材料制备而成，其中，在制备过程中加入适量的抗滴落剂，抗滴落剂使PC材料在塑料加工中纤维化、具有受热收缩的特点及达到阻燃和防滴落的作用，所述制品通过所述高性能玻纤增强PC材料中加入一定比例的玻璃纤维和适量的阻燃剂，使PC材料具有较好的热塑性及阻燃性，且达到V-0阻燃等级，同时，也具有较好的绝缘性、耐老化性能、耐热性能及较高的机械强度。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种高性能玻纤增强PC材料，每100质量份的PC材料成品，包括54.2份的聚碳酸酯、40份的扁平玻璃纤维、4份的苯氧基环磷腈、1份的乙烯基次磷酸铝、0.3份的乙烯基-苯基硅氧烷及0.5份的抗滴落剂。其中，聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，聚碳酸酯的重均分子量为20000～50000及分子量分布为1～2.5，无鉴扁平玻璃纤维的厚度为5～8μm、扁平比为1:4及鉴金属含量在0.5％质量份以下，无鉴扁平玻璃纤维添加到PC材料中的短切长度为3.5mm～5mm及保留的长径比为20～50，次磷酸盐阻燃剂的磷含量为23％及重均分子量为390，苯氧基环磷腈的磷含量大于13％、氮含量含量大于5.8％、杂离子浓度小于0.01％、重均分子量为693及纯度大于98.5％。
称取上述相应重量的各组分，将各组分搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒。
实施例2
一种高性能玻纤增强PC材料，每100质量份的PC材料成品，包括44.2份的聚碳酸酯、50份的扁平玻璃纤维、3份的苯氧基环磷腈、2份的乙烯基次磷酸铝、0.3份的乙烯基-苯基硅氧烷及0.5份的抗滴落剂。其中，聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，聚碳酸酯的重均分子量为20000～50000及分子量分布为1～2.5，无鉴扁平玻璃纤维的厚度为5～8μm、扁平比为1:4及鉴金属含量在0.5％质量份以下，无鉴扁平玻璃纤维添加到PC材料中的短切长度为3.5mm～5mm及保留的长径比为20～50，次磷酸盐阻燃剂的磷含量为23％及重均分子量为390，苯氧基环磷腈的磷含量大于13％、氮含量含量大于5.8％、杂离子浓度小于0.01％、重均分子量为693及纯度大于98.5％。
称取上述相应重量的各组分，将各组分搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒。
比较例1
一种高性能玻纤增强PC材料，每100质量份的PC材料成品，包括57.5份的聚碳酸酯、40份的扁平玻璃纤维、1份的乙烯基-苯基硅氧烷、1份的KSS苯磺酰基苯磺酸钾及0.5份的抗滴落剂。其中，聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，聚碳酸酯的重均分子量为20000～50000及分子量分布为1～2.5，无鉴扁平玻璃纤维的厚度为5～8μm、扁平比为1:4及鉴金属含量在0.5％质量份以下，无鉴扁平玻璃纤维添加到PC材料中的短切长度为3.5mm～5mm及保留的长径比为20～50，次磷酸盐阻燃剂的磷含量为23％及重均分子量为390，苯氧基环磷腈的磷含量大于13％、氮含量含量大于5.8％、杂离子浓度小于0.01％、重均分子量为693及纯度大于98.5％。
称取上述相应重量的各组分，将各组分搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒。
比较例2
一种高性能玻纤增强PC材料，每100质量份的PC材料成品，包括87.5份的聚碳酸酯、40份的扁平玻璃纤维、1份的乙烯基-苯基硅氧烷、11份的BDP双酚A双(二苯基磷酸酯)及0.5份的抗滴落剂。其中，聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，聚碳酸酯的重均分子量为20000～50000及分子量分布为1～2.5，无鉴扁平玻璃纤维的厚度为5～8μm、扁平比为1:4及鉴金属含量在0.5％质量份以下，无鉴扁平玻璃纤维添加到PC材料中的短切长度为3.5mm～5mm及保留的长径比为20～50，次磷酸盐阻燃剂的磷含量为23％及重均分子量为390，苯氧基环磷腈的磷含量大于13％、氮含量含量大于5.8％、杂离子浓度小于0.01％、重均分子量为693及纯度大于98.5％。
称取上述相应重量的各组分，将各组分搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒。
比较例3
一种高性能玻纤增强PC材料，每100质量份的PC材料成品，包括47.5份的聚碳酸酯、50份的扁平玻璃纤维、1份的乙烯基-苯基硅氧烷、1份的KSS苯磺酰基苯磺酸钾及0.5份的抗滴落剂。其中，聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，聚碳酸酯的重均分子量为20000～50000及分子量分布为1～2.5，无鉴扁平玻璃纤维的厚度为5～8μm、扁平比为1:4及鉴金属含量在0.5％质量份以下，无鉴扁平玻璃纤维添加到PC材料中的短切长度为3.5mm～5mm及保留的长径比为20～50，次磷酸盐阻燃剂的磷含量为23％及重均分子量为390，苯氧基环磷腈的磷含量大于13％、氮含量含量大于5.8％、杂离子浓度小于0.01％、重均分子量为693及纯度大于98.5％。
称取上述相应重量的各组分，将各组分搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒。
比较例4
一种高性能玻纤增强PC材料，每100质量份的PC材料成品，包括35.5份的聚碳酸酯、50份的扁平玻璃纤维、13份的BDP双酚A双(二苯基磷酸酯)、1份的KSS苯磺酰基苯磺酸钾及0.5份的抗滴落剂。其中，聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，聚碳酸酯的重均分子量为20000～50000及分子量分布为1～2.5，无鉴扁平玻璃纤维的厚度为5～8μm、扁平比为1:4及鉴金属含量在0.5％质量份以下，无鉴扁平玻璃纤维添加到PC材料中的短切长度为3.5mm～5mm及保留的长径比为20～50，次磷酸盐阻燃剂的磷含量为23％及重均分子量为390，苯氧基环磷腈的磷含量大于13％、氮含量含量大于5.8％、杂离子浓度小于0.01％、重均分子量为693及纯度大于98.5％。
称取上述相应重量的各组分，将各组分搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒。
对以上各实施例及对比例的一种高性能玻纤增强PC材料熔融挤出造粒后，将各实施例及对比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测试结果
Figure BDA0002536786540000071
Figure BDA0002536786540000081
将上述实施例1、2与比较例1-4作对比可知，在PC材料中加入一定比例的玻璃纤维，当阻燃剂未添加时，HDT降低较多，阻燃性下降，无法达到V-0阻燃等级，当加入适量阻燃剂时，HDT稳定，PC材料不仅具有较好的阻燃性能及较高的抗冲击能力，达到V-0阻燃等级，还使PC材料具有较好的耐老化性能及耐热性能。
相较于现有技术，本发明的高性能玻纤增强PC材料及其制品通过在PC材料中加入一定比例的玻璃纤维，增强材料的热塑性，并加入适量的阻燃剂，使PC材料具有较好的阻燃性，其中，通过加入次磷酸盐阻燃剂复配磷氮烯阻燃剂，在其2％-4％添加量下达到V-0的阻燃等级，并且，减少PC材料的HDT影响，使PC材料具有较好的耐老化性及耐热性，利用本发明的高性能玻纤增强PC材料及其制品，不仅解决磷酸酯阻燃剂或磺酸盐阻燃剂使材料的耐老化性能及耐热性能降低、HDT影响较大的问题，还使PC材料具有较好的热塑性、绝缘性、阻燃性及较高的机械强度，且达到V-0阻燃等级。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高性能玻纤增强PC材料，其特征在于，每100质量份的PC材料成品，包括以下质量份的组分：
聚碳酸酯，45～55份；
玻璃纤维，30～55份；
阻燃剂，4.7～11份；所述阻燃剂为磷氮烯阻燃剂、次磷酸盐阻燃剂及有机硅阻燃剂中一种或多种的复配。
2.根据权利要求1所述的高性能玻纤增强PC材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，所述聚碳酸酯的重均分子量在20000～50000之间以及分子量分布在1～2.5之间。
3.根据权利要求1所述的高性能玻纤增强PC材料，其特征在于，在温度300℃和负荷为1.2Kg条件下，所述聚碳酸酯的熔体质量流动速率在3g/10min～70g/10min。
4.根据权利要求1所述的高性能玻纤增强PC材料，其特征在于，所述玻璃纤维为无鉴扁平玻璃纤维，所述无鉴扁平玻璃纤维的厚度在5～8μm之间，扁平比为1:4，以及所述无鉴扁平玻璃纤维鉴金属含量在0.5％质量份以下。
5.根据权利要求4所述的高性能玻纤增强PC材料，其特征在于，所述无鉴扁平玻璃纤维添加到所述PC材料中的短切长度在3.5mm～5mm之间，所述无鉴扁平玻璃纤维在PC材料中保留的长径比在20～50之间。
6.根据权利要求1所述的高性能玻纤增强PC材料，其特征在于，所述次磷酸盐阻燃剂为二乙基次磷酸铝，所述次磷酸盐阻燃剂的磷含量为23％及重均分子量为390。
7.根据权利要求1所述的高性能玻纤增强PC材料，其特征在于，所述磷氮烯阻燃剂中磷氮烯结构为苯氧基环磷腈，所述磷氮烯阻燃剂的磷含量大于13％、氮含量含量大于5.8％、杂离子浓度小于0.01％、重均分子量为693及纯度大于98.5％。
8.根据权利要求1所述的高性能玻纤增强PC材料，其特征在于，所述100质量份的PC材料成品中，磷氮烯添加量在4～8质量份之间，次磷酸铝添加量在0.5～2质量份之间，以及乙烯苯基硅烷添加量在0.2～1质量份之间。
9.根据权利要求1所述的高性能玻纤增强PC材料，其特征在于，当所述磷氮烯添加量为4％、次磷酸铝添加量为2％以及乙烯苯基硅烷添加量为0.3％时，所述PC材料的阻燃性达到0.8mmV-0，同时，所述PC材料在1.80MPa条件下，其热变形温度为130℃。
10.一种制品，其特征在于，所述制品采用权利要求1至9任一项所述的高性能玻纤增强PC材料制备而成。
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