CN113817307B - 一种低温低烟无卤阻燃pc材料组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低温低烟无卤阻燃PC材料组合物及其制备方法，包括含硅聚碳酸酯、硅系增韧剂、硅氧烷阻燃协效剂、抗氧剂、耐候剂、全氟阻燃剂、磷系阻燃剂、抗滴落剂、改性滑石粉。本发明可实现挤出或注塑加工，具有高等级阻燃、低烟密度、超低温力学性能、耐候的综合性能，可应用于欧洲建筑装修电线导管，电动汽车充电桩，高压电力设备芯片护套领域。

Description

一种低温低烟无卤阻燃PC材料组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于PC材料领域，特别涉及一种低温低烟无卤阻燃PC材料组合物及其制备方法。
背景技术
目前无卤阻燃PC可以实现阻燃1.0毫米厚度UL-94可以达到V-0级别，这种材料经常广泛用于高端建材，输电网络，电子电器的领域产品，但UL-94测试对阻燃PC材料没有烟密度检测。而烟密度是考核材料燃烧安全性的一项重要指标，烟密度大，不仅影响救援和逃生的视线，而且燃烧产生的大量烟气很容易使人窒息死亡。随着人民对健康生活质量提高，现在欧洲很多国家建筑装修，保护电线护管已经弃用散发氯气对人体有害的PVC管，使用低温低烟无卤阻燃PC管，普通的阻燃PC又达不到ASTM E662烟密度规范要求，一些国家和地区冬天会达到零下-40℃，必须保持管子的韧性。所以普通无卤阻燃PC材料长期使用会带来安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低温低烟无卤阻燃PC材料组合物及其制备方法，该组合物具有高等级阻燃、低烟密度、超低温力学性能、耐候的综合性能。
本发明提供了一种低温低烟无卤阻燃PC材料组合物，按重量份数计，包括如下组分：
Figure BDA0003348956950000011
所述含硅聚碳酸酯重均分子量为10万-30万。
所述硅系增韧剂为有机硅与丙烯酸共聚物。
所述硅氧烷阻燃协效剂为苯基有机硅共聚物。
所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
所述耐候剂为亚甲基双苯酚类紫外线吸收剂。
所述全氟阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、磺酸盐无卤阻燃剂、苯基有机硅无卤阻燃剂中的至少一种；所述磷系阻燃剂为磷氮烯阻燃剂、间苯二酚磷酸酯、双酚A双二苯基磷酸酯中的至少一种。
所述抗滴落剂为SAN包覆类或MMA包覆类聚四氟乙烯。
所述改性滑石粉为有机硅包覆的滑石粉。
本发明提供了一种低温低烟无卤阻燃PC材料组合物的制备方法，包括：
按配比，将各组分置于混料机中混合均匀，将混合后的物料通过双螺杆挤出机熔融混合，并挤出造粒，得到低温低烟无卤阻燃PC材料组合物；其中，挤出时的加工温度为250～270℃。
有益效果
本发明通过在含硅聚碳酸酯中加入硅系增韧剂、硅氧烷阻燃协效剂复配，两者可以在聚合物内部均匀的分布，与含硅聚碳酸酯有很好的相容性，具有优良的协同提升阻燃性能；本发明的产品可实现挤出或注塑加工，具有高等级阻燃、低烟密度、超低温力学性能、耐候的综合性能，可应用于欧洲建筑装修电线导管，电动汽车充电桩，高压电力设备芯片护套领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例中具体所用原料及其牌号和厂家如下：
含硅聚碳酸酯：Sabic EXL1414T，其熔融指数为10g/10min(300℃×1.2kg)；
硅系增韧剂：有机硅与丙烯酸共聚物，三菱丽阳S-2030；
硅氧烷阻燃协效剂：苯基有机硅共聚物，DOW
Figure BDA0003348956950000021
全氟阻燃剂：全氟丁基磺酸钾，3M 2025；
磷系阻燃剂：磷氮烯阻燃剂，日本大巴SPB100；
抗氧剂：受阻酚类抗氧剂，利安隆B900；
耐候剂：亚甲基双苯酚类紫外线吸收剂，利安隆UV360；
抗滴落剂：SAN包覆类聚四氟乙烯，广州熵能聚四氟乙烯；
改性滑石粉：苏州自然界新材料公司610LD。
制备方法包括：
按配比，将各原料依次加入到高速混合机中高速混合2min，然后将充分混合好的混合物置于长径比为40:1的双螺杆挤出机中，控制加工温度为260℃，双螺杆挤出机转速为360rpm，进行挤出、造粒，即得到产品。
测试方法包括：
样品在测试之前，在23±2℃的温度和50±5％的湿度下放置48小时后测试。
①烟密度测试：将材料注塑成宽75mm、长75mm的方块，装在一个密封的炉内进行测试，辐射热源量为25kw/m2，记录等1.5分钟，第4分钟烟密度数据及整个测试时间内最大烟密度数据，整个测试时间为20分钟。
ASTM E662烟密度测试数据判断标准：Ds(1.5)≤100 and Ds(4.0)≤200
②阻燃性能测试：将材料注塑成宽13mm、长130mm、厚1.0mm五根试条在UL测试仪进行测试，10mm高度的火焰烧10秒移开，T1或T2续燃时间≦10秒为合格。
③氧指数测试：将材料注塑成宽10mm、长80mm、厚4mm按ISO4589-2测试，LOI大于30％为合格。
④冲击强度测试：将材料注塑成宽10mm、长80mm、厚4mm按ISO179铣好缺口放置在-40℃冰箱里24hr后测试其冲击强度，大于20KJ/M2为合格。
表1实施例及对比例配方构成及测试性能对比
Figure BDA0003348956950000041
由上表可知，实施例1-3的产品具有优异的阻燃性能和交底的烟密度，而当对比例1使用普通聚碳酸酯时烟密度不合格，不符合ASTM E662烟密度≦75的标准。实施例2相比于对比例2和3，可以看到硅氧烷40-001阻燃协效剂和硅系增韧剂S2030复配，具有优良的协同提升阻燃性能，UL94阻燃1.0mm厚度达到V-0，且氧指数LOI大于30％。同时，本发明加入硅系增韧剂和硅氧烷40-001阻燃协效剂还可以使得产品在零下40℃低温环境下具有优异的冲击性能。通过对比例4的对比可知，当硅系增韧剂加入量少于2份时，得到的产品冲击强度-40℃/24hr测试小于20KJ/m2，测试达不到客户的要求。实施例3验证了硅系增韧剂和硅氧烷40-001阻燃协效剂及有机硅包覆的滑石粉在最佳比例时，烟密度，阻燃性能，氧指数，低温冲击都符合客户的使用要求。

Claims (6)

1.一种低温低烟无卤阻燃PC材料组合物，其特征在于：按重量份数计，由以下组分组成：
Figure FDA0003933445070000011
增韧剂为有机硅与丙烯酸共聚物，三菱丽阳S-2030；所述硅氧烷阻燃协效剂为苯基有机硅共聚物，
Figure FDA0003933445070000012
所述磷系阻燃剂为磷氮烯阻燃剂，日本大巴SPB100；所述全氟阻燃剂为全氟丁基磺酸钾，3M 2025。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述耐候剂为亚甲基双苯酚类紫外线吸收剂。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述抗滴落剂为SAN包覆类或MMA包覆类聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述改性滑石粉为有机硅包覆的滑石粉。
6.一种如权利要求1所述的低温低烟无卤阻燃PC材料组合物的制备方法，包括：
按配比，将各组分置于混料机中混合均匀，将混合后的物料通过双螺杆挤出机熔融混合，并挤出造粒，得到低温低烟无卤阻燃PC材料组合物；其中，挤出时的加工温度为250～270℃。
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