CN114085513A - 低烟密度、低热释放速率透明聚碳酸酯组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低烟密度、低热释放速率的透明聚碳酸酯组合物及其制备方法。所述聚碳酸酯组合物包含:基于100重量份的所述聚碳酸酯组合物的总重量,58~90重量份的聚碳酸酯树脂;5~15重量份的膦酸酯‑共聚‑碳酸酯共聚物;1~12重量份的接枝聚碳酸酯;和3~15重量份有机磷化合物。由所述聚碳酸酯组合物制备的制品能够兼顾冲击性能和透明性,符合EN‑45545的R1的HL2或HL3要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种低烟密度、低热释放速率透明聚碳酸酯组合物及其制备方法,属于高分子改性材料技术领域。
背景技术
近年来高铁行业迅猛发展,随着越来越多的高铁项目走出国门,对材料的要求也在向国际标准转变。高铁类材料最严格的要求为燃烧性能,材料要求由国内TB/T 3237向欧盟标准(即EN-45545)全面转换。EN-45545对用于这些应用的材料所允许的氧指数、热量释放、烟雾密度和毒性以及火焰蔓延性质做了严格要求。
其中内部件以符合R1要求的应用最为广泛,包括如下产品编号:IN1A、IN1B、IN1D、IN1E、IN4、IN5、IN7、IN8、IN9B、IN11A、IN11B、IN14,这些典型应用具体包括:车内表面,如侧壁、前壁、端壁、分隔件、房间分隔板、襟翼、包厢、罩和百叶窗;内门和用于内外门的衬里、窗户保温材料、厨房内表面、内部水平面,如天花板、襟翼、包厢、罩和百叶窗;行李存储区,如顶部和垂直的行李架、行李箱和行李间;驾驶员的控制台的面板和表面;折叠桌下表面;空气管道的内表面和外表面、和用于乘客信息的设备。对于R1应用具体的材料要求是:根据ISO 5659-2在50kW/m2下测量的四分钟后的烟密度(Ds-4),对于HL2的Ds-4值要求为300或以下,对于HL3的Ds-4值要求为150或以下。根据ISO 5660-1在50kW/m2下测量最大平均热释放速率(MAHRE),对于HL2等级MAHRE要求是90kW/m2或以下,以及对于HL3等级MAHRE要求是60kW/m2或以下。
聚碳酸酯(PC)因其物理机械性能优良,抗冲击强度高,良好的透明性,尺寸稳定性好等特点而被广泛应用。在符合透明、阻燃、高抗冲强度的工程塑料中,聚碳酸酯具有较高的性价比,在满足EN-45545高铁材料的开发和研究中显得尤为重要。
在现有技术中,为降低聚碳酸酯(PC)合金的烟密度和热释放速率,较多的方法是加入无机矿物来降低烟密度。CN 109777073 B公开了一种低烟密度和低热释放速率的聚碳酸酯组合物,该专利以磺酸盐和含磷化合物降低聚碳酸酯烟密度和热释放速率,通过特定粒径的勃姆石对于韧性的很好保持,得到良好综合性能的聚碳酸酯组合物。CN 105849171B利用具有特殊结构的聚(碳酸酯-双酚芳基化合物酯)原料,添加10wt%至40wt%的玻璃纤维,获得满足HL2或HL3的低烟密度、低热释放聚碳酸酯组合物,存在特殊共聚酯原料的很难得到的问题,同时玻纤材料的加入对材料的冲击性能和透明性有影响。专利CN 112409770A公开了一种低烟密度、低热释放无卤阻燃PC材料,主要通过有机硅/苯氧基聚磷腈共聚物原料,添加矿物粉的含量为10-20wt%,实现了低烟密度、低热释效果,添加大量的无机矿物材料的韧性会大幅下降,冲击性能小于15kJ/m2,无法达到某些内饰板材的使用要求。
制造符合EN-45545的R1的HL2或HL3要求,具有良好透明性、高强度、良好的冲击性和良好的可加工性的材料面临巨大的挑战。
发明内容
根据EN-45545对高铁材料的要求,在聚碳酸酯组合物实验中,本发明的发明人发现膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物、有机磷化合物和接枝聚碳酸酯与聚碳酸酯树脂形成的组合物时,这些组分对聚碳酸酯组合物的烟雾密度和热释放性质均具有正向影响和协同作用,同时添加接枝聚碳酸酯可保持聚碳酸酯组合物具有良好的冲击性能。
因此,根据本发明的第一方面,提供了一种低烟密度、低热释放速率透明聚碳酸酯组合物,其包含:
基于100重量份的所述聚碳酸酯组合物的总重量,
58~90重量份,优选65~85重量份的聚碳酸酯树脂;
5~15重量份,优选6~15重量份的膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物;
1~12重量份,优选3~11重量份的接枝聚碳酸酯;和
3~15重量份,优选3~12重量份的有机磷化合物,优选地,该有机磷化合物可为所述组合物提供总重量为0.1wt%~1.5wt%的磷。
其中,所述聚碳酸酯组合物的样品具有:
根据ISO 5659-2在50kW/m2下测试3mm厚的样板,4分钟后的烟雾密度(DS-4)小于或等于300,优选小于或等于150,以及
根据ISO 5660-1在50kW/m2下测试3mm厚的样板,最大平均热释放(MAHRE)小于或等于90kW/m2,优选小于或等于60kW/m2。
使用雾度仪测量由所述组合物制备的3mm厚的样板,透光率等于或大于75%。
材料在ISO 179/1eA标准下,测试80×10×3mm厚的样条,冲击强度等于或大于45kJ/m2。
优选地,所述聚碳酸酯树脂为选自直链聚碳酸酯均聚物、支化聚碳酸酯均聚物、不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯中的一种或多种。
优选地,所述聚碳酸酯同时包含直链聚碳酸酯均聚物、支化链聚碳酸酯均聚物、不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯。
当所述聚碳酸酯同时包含直链聚碳酸酯均聚物、支化聚碳酸酯均聚物、不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯时,对直链聚碳酸酯均聚物、支化聚碳酸酯均聚物、不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯之间的比例没有特别的限制,只要其总含量满足上述范围即可。
优选地,所述直链聚碳酸酯均聚物的含量为10~70重量份,优选15~60重量份;所述支化聚碳酸酯均聚物的含量为5~30重量份,优选10~25重量份,不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯的含量为5~50重量份,优选10~50重量份。
优选地,所述不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯主要为硅氧烷-共聚-碳酸酯,其中硅氧烷单元在所述不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物重量占比为1wt%~18wt%,优选2wt%~15wt%,更优选3wt%~12wt%。优选地,硅氧烷单元以0.2wt%~5.0wt%的量存在于所述聚碳酸酯组合物中。
优选地,所述不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯还可以任选进一步包含双酚A/双酚C-共聚-碳酸酯(BPC-PC),其中双酚A单元和双酚C单元的摩尔比为0.5~2,其中双酚C单元以相对于所述聚碳酸酯组合物的总重量的0wt%~6wt%的量存在于所述聚碳酸酯组合物中。
优选地,在所述聚碳酸酯组合物中,膦酸酯共聚碳酸酯共聚物中的磷含量为3wt%~30wt%,优选3wt%~25wt%,更优选3wt%~20wt%。更优选地,膦酸酯-共聚-碳酸酯磷共聚物为FRX聚合物公司生产的CO6000、CO3000、HM1100中的一种或几种的混合物。
优选地,在所述聚碳酸酯组合物中,所述接枝聚碳酸酯为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝聚碳酸酯,其重均分子量为2000~30000,优选3000~25000,更优选3000~20000。更优选地,GMA接枝率为0.5~10,优选0.5~9,更优选0.5~8。
所述接枝聚碳酸酯的含量优选1~12重量份,更优选3~11重量份。
需要说明的是,在本发明中所述的共聚碳酸酯、膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物和接枝聚碳酸酯互不相同。
优选地,在所述聚碳酸酯组合物中,所述有机磷化合物为选自双酚A双(磷酸二苯基酯)、磷酸三苯基酯、间苯二酚双(磷酸二苯基酯)和磷酸三甲苯基酯中的一种或多种的组合。
优选地,在所述聚碳酸酯组合物中,可任选包含0.1~8重量份其他添加剂,所述其他添加剂选自润滑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂等中的一种或多种的组合。
优选地,所述润滑剂选自脂肪醇类、金属皂类、脂肪酸类、脂肪酸酯类、褐煤酸及其衍生物类、酰胺蜡类、饱和烃类、聚烯烃蜡及其衍生物类、有机硅及硅酮类、有机氟类等中的一种或多种的组合。
优选地,所述抗氧剂为选自受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类、苯并呋喃类、丙烯酰改性苯酚类、羟胺类等中一种或多种的组合。
优选地,所述紫外线吸收剂为选自二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、苯甲酸酯类、氰基丙烯酸酯类、苯基咪唑类中的一种或两种或多种的组合。
根据本发明的第二方面,本发明还提供了一种制备根据本发明所述的聚碳酸酯组合物的方法,包含以下步骤:
(1)将聚碳酸酯树脂,膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物,接枝聚碳酸酯,有机磷化合物,任选的其他添加剂混合均匀,得到预混料;
(2)将预混料使用失重式喂料称加入双螺杆挤出机,控制加工温区温度为245-295℃,在螺杆的输送和剪切作用下,物料充分熔化、复合,再经机头挤出、切粒,得到聚碳酸酯组合物。组合物可用于高铁内部组件。
根据本发明的第三方面,提供了一种根据本发明所述的聚碳酸酯组合物制备的制品。
优选地,所述制品为高铁部件或地铁部件,包括但不限于车内表面,如侧壁、前壁、端壁、分隔件、房间分隔板、襟翼、包厢、罩和百叶窗;内门和用于内外门的衬里、窗户保温材料、厨房内表面、内部水平面,如天花板、襟翼、包厢、罩和百叶窗;行李存储区,如顶部和垂直的行李架、行李箱和行李间;驾驶员的控制台的面板和表面;折叠桌下表面;空气管道的内表面和外表面、和用于乘客信息的设备。
本发明的有益效果在于:
本发明提供了一种透明、低烟密度、低热释放速率、良好冲击性能,可应用于高铁内部组件的聚碳酸酯组合物。本发明中通过聚碳酸酯与膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物、有机磷化合物、接枝聚碳酸酯的共同作用来实现聚碳酸酯组合物的低烟密度和低热释放速率性能,通过实验发现接枝聚碳酸酯在共混加工过程中起到扩链作用,实现了组合物的本征增韧,可以克服现有技术的低烟密度聚碳酸酯组合物的冲击性能和透明性无法平衡兼顾的问题。通过优化不同组分的添加量,材料在ISO 179/1eA标准下测试3mm厚的样条,其冲击强度等于或大于45kJ/m2。同时,组合物没有添加可提高组合物的烟密度、热释放速率稳定性的无机粉体、纤维等,没有添加提高冲击性能但可能影响透明性的增韧剂,没有添加可提高材料阻燃稳定性以四氟乙烯为主要成分的抗滴落剂,从而保证了聚碳酸酯组合物透明性,在3mm厚的样板,其透光率等于或大于75%。
具体实施方式
为了更好的理解和实施,下面结合实施例对本发明予以进一步的说明,但本发明不限于所列出的实施例,还应包括在本发明所要求的权利范围内其它任何公知的改变。
以下实施例和比较例中使用的各组分规格如下。
1、组分PC-1:
万华化学集团股份有限公司的聚碳酸酯树脂,CLARNATE A1105,熔融指数(300℃,1.2kg)=10g/10min。
2、组分PC-2:
万华化学集团股份有限公司的聚碳酸酯树脂,CLARNATE A1225,熔融指数(300℃,1.2kg)=20g/10min。
3、组分PC-Y:
万华化学集团股份有限公司的支化聚碳酸酯树脂,CLARNATE 2030-B,熔融指数(300℃,1.2kg)=2.5g/10min。
4、组分Si-PC:
万华化学集团股份有限公司的硅氧烷-共聚-碳酸酯树脂,硅氧烷含量为7.5%,熔融指数(300℃,1.2kg)=9g/10min,CLARNATE 2097-Si。
5、组分BPC-PC
三菱工程塑料株式会社的双酚A/双酚C-共聚-碳酸酯树脂,双酚A/双酚C摩尔比为0.9,熔融指数(300℃,1.2kg)=31g/10min,KH3310UR。
6、组分P-CO-PC:
FRX聚合物公司生产的CO6000作为膦酸酯共聚碳酸酯共聚物。
7、组分PC-GMA:
日油公司的接枝聚碳酸酯,牌号是CL-430G。
8、组分BDP:
磷系阻燃剂,生产厂家艾迪科,牌号FP-600。
9、组分HPCTP:
磷腈类阻燃剂,生产厂家海山科技,牌号HPCTP;
10、组分WAX-1
四硬脂酸季戊四醇酯,作为润滑剂/脱模剂,市售。
11、组分AO-1
使用三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯复配作为抗氧化剂,二者重量比为4:1,市售。
性能测试方法
不同尺寸规格的3mm样板通过注塑法制备,注塑机为克劳斯玛菲的KM 130-380CX。
按照ISO 5659-2标准要求,选用3mm厚尺寸为75×75mm的样板,使用型号为SD-2的NBS烟密度箱(DEATAK公司制造)在50kW/m2和无引燃火焰的条件下,进行10min的烟密度,测试开始240秒时的烟密度记为DS-4。
按照ISO 5660-1标准要求,选用3mm厚尺寸为100×100mm的样板,使用型号为CC-2的锥形量热仪(DEATAK公司制造)在50kW/m2的条件下进行测试,测试时间为10min以上,记录最大热释放速率(MAHRE),单位为kW/m2。
使用BYK的透光率雾度仪,测试3mm厚样板的透光率。
按照ISO 179/1eA标准要求,选用80×10×3mm厚度样条,使用RAY-RAN自动缺口仪制备缺口,采用Zwick冲击仪测试冲击强度。
比较例1~比较例2和实施例1~实施例4
将表1中所列出的组分混合均匀,得到预混料;然后将预混料使用失重式喂料称通过失重喂料秤加入双螺杆挤出机,控制加工温区温度为265~290℃,在螺杆的输送和剪切作用下,物料充分熔融、复合,再经机头挤出、切粒,得到聚碳酸酯组合物。聚碳酸酯组合物物料经110℃烘干4小时,采用注塑机,在285℃温度加工温度下,制备符合ISO 179标准的3mm厚度的样条进行冲击性能测试;制备符合ISO 5659-2标准要求的75×75×3mm的样板,进行烟密度和透光率测试;制备符合ISO 5660-1标准要求的100×100×3mm的样板,进行热释放速率测试。
比较例1~比较例2和实施例1~实施例4所得的组合物的性能详见表1。
表1:比较例1和比较例2,以及实施例1~实施例4配方和性能测试结果
组分(重量份) | 比较例1 | 比较例2 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
PC-1 | 63 | 37 | 58 | 52 | 47 | 44 |
PC-Y | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Si-PC | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
P-CO-PC | 3 | 20 | 6 | 9 | 12 | 15 |
PC-GMA | 3 | 12 | 5 | 8 | 10 | 10 |
BDP | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
WAX-1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
AO-1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
性能 | ||||||
烟密度DS-4 | 205 | 103 | 147 | 136 | 131 | 115 |
MAHRE(kW/m<sup>2</sup>) | 115 | 57 | 58 | 56 | 54 | 53 |
透光率(%) | 83 | 71 | 82 | 82 | 80 | 78 |
冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) | 56 | 37 | 54 | 53 | 52 | 48 |
表1的实验结果表明在有机磷化合物(BDP)的情况下,添加一定比例的P-CO-PC和PC-GMA的聚碳酸酯共混物(实施例1~4)具有满足欧洲铁路标准EN-45545中的HL-3的烟密度要求(Ds-4小于或等于150),且MAHRE同时满足欧洲铁路标准EN-45545中的HL-3的要求(在3mm厚度小于或等于60kW/m2)。
通过实验发现,当P-CO-PC添加量较低时(比较例1),组合物的烟密度Ds-4和MAHRE均较高,且MAHRE达到115kW/m2,不满足EN-45545中的HL-2的要求(在3mm厚度小于或等于90kW/m2)。当P-CO-PC添加量较高时(比较例2),组合物的3mm样板的透光率小于75%的要求,且冲击强度低于45kJ/m2,无法满足实际应用要求。
实施例5~实施例10
除了配方如表2所示之外,与根据上述相同的方法制备聚碳酸酯组合物。
实施例5~实施例10的组合物配方和性能详见表2。
表2:实施例5~实施例10配方和性能测试结果
组分(重量份) | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 |
PC-2 | 54 | 51 | 45 | 44 | 42 | 37 |
PC-Y | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
Si-PC | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
P-CO-PC | 6 | 6 | 6 | 12 | 12 | 12 |
PC-GMA | 7 | 7 | 7 | 11 | 11 | 11 |
BDP | 3 | 6 | 12 | 0 | 0 | 0 |
HPCTP | 0 | 0 | 0 | 3 | 5 | 10 |
WAX-1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
AO-1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
性能 | ||||||
烟密度DS-4 | 134 | 126 | 120 | 146 | 131 | 117 |
MAHRE(kW/m<sup>2</sup>) | 56 | 53 | 50 | 58 | 54 | 54 |
透光率(%) | 83 | 82 | 82 | 80 | 80 | 80 |
冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) | 59 | 54 | 49 | 60 | 57 | 53 |
表2的实验结果表明在P-CO-PC和PC-GMA固定优选比例和添加量的情况下,按梯度添加BDP或HPCTP,聚碳酸酯组合物的烟密度Ds-4和MAHRE均可满足要求EN-45545中的HL-3要求,冲击强度与BDP或HPCTP的添加量负相关,在一定范围内,冲击强度大于45kJ/m2,均可满足实际应用要求。
实施例11-16
除了配方如表3所示之外,根据上述步骤制备聚碳酸酯组合物。
实施例11~实施例16的组合物配方和性能详见表3。
表3:实施例11~实施例16配方和性能测试结果
组分(重量份) | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 |
PC-1 | 50 | 45 | 35 | 25 | 25 | 15 |
PC-Y | 20 | 20 | 20 | 20 | 10 | 10 |
Si-PC | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
P-CO-PC | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
PC-GMA | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
HPCTP | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
WAX-1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
AO-1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
性能 | ||||||
烟密度DS-4 | 144 | 139 | 138 | 121 | 123 | 116 |
MAHRE(kW/m<sup>2</sup>) | 56 | 56 | 56 | 53 | 54 | 55 |
透光率(%) | 85 | 82 | 80 | 79 | 77 | 77 |
冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) | 49 | 52 | 56 | 57 | 59 | 61 |
表3的实验结果表明,对于组合物中的支化聚碳酸酯和硅氧烷-共聚-碳酸酯,在一个较宽的梯度范围内进行比例调整,聚碳酸酯组合物的烟密度Ds-4和MAHRE均可满足要求EN-45545中的HL-3要求,组合物样板的透光率与Si-PC的添加量负相关,冲击强度与Si-PC的添加量正相关,均可满足实际应用要求。
实施例17~实施例20
除了配方如表4所示之外,根据上述步骤制备聚碳酸酯组合物。
实施例17~实施例20的组合物配方和性能详见表4。
表4:实施例17~实施例20配方和性能测试结果
组分(重量份) | 实施例17 | 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 |
PC-1 | 37 | 35 | 27 | 23 |
PC-Y | 20 | 20 | 20 | 20 |
Si-PC | 15 | 15 | 20 | 20 |
BPC-PC | 3 | 5 | 8 | 12 |
P-CO-PC | 12 | 12 | 12 | 12 |
PC-GMA | 8 | 8 | 8 | 8 |
HPCTP | 5 | 5 | 5 | 5 |
WAX-1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
AO-1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
性能 | ||||
烟密度DS-4 | 131 | 136 | 129 | 141 |
MAHRE(kW/m<sup>2</sup>) | 63 | 68 | 75 | 79 |
透光率(%) | 81 | 83 | 82 | 84 |
冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) | 53 | 51 | 49 | 48 |
表4的实验结果表明,对于组合物中已经添加硅氧烷-共聚-碳酸酯的情况下,额外的添加双酚A/双酚C-共聚-碳酸酯成分,在一定添加量范围内,聚碳酸酯组合物的烟密度Ds-4和MAHRE均可满足要求EN-45545中的HL-3要求,添加一定量的BPC-PC可提高材料的光学效果,均可满足实际应用要求。
比较例3~比较例8
除了配方如表5所示之外,根据上述步骤制备聚碳酸酯组合物。
比较例3~比较例8的组合物配方和性能详见表5。
表5:比较例3~比较例8配方和性能测试结果
组分(重量份) | 比较例3 | 比较例4 | 比较例5 | 比较例6 | 比较例7 | 比较例8 |
PC-2 | 54 | 55 | 52 | 53 | 74 | 5 |
PC-Y | 15 | 15 | 15 | 15 | 0 | 0 |
Si-PC | 15 | 15 | 15 | 15 | 0 | 70 |
P-CO-PC | 0 | 0 | 12 | 12 | 12 | 12 |
PC-GMA | 10 | 10 | 0 | 0 | 8 | 8 |
BDP | 6 | 0 | 6 | 0 | 6 | 0 |
HPCTP | 0 | 5 | 0 | 5 | 0 | 5 |
WAX-1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
AO-1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
性能 | ||||||
烟密度DS-4 | 142 | 133 | 113 | 116 | 209 | 116 |
MAHRE(kW/m<sup>2</sup>) | 215 | 224 | 68 | 65 | 98 | 95 |
透光率(%) | 83 | 81 | 80 | 79 | 82 | 74 |
冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) | 60 | 58 | 38 | 40 | 57 | 62 |
表5的实验结果表明,比较例3和比较例4没有添加P-CO-PC,两个方案的烟密度Ds-4和MAHRE均不满足EN-45545中HL-2的要求,说明P-CO-PC的添加对聚碳酸酯组合物的烟密度Ds-4和MAHRE有关键作用。分析比较例5和比较例6的测试结果,单独添加P-CO-PC时,组合物的烟密度Ds-4可达到EN-45545中HL-3的要求,但MAHRE达不到HL3的要求,仅达到HL2的要求,且两个方案的冲击强度均低于45kJ/m2,不满足实际应用要求,说明PC-GMA和P-CO-PC共同添加在聚碳酸酯组合物中具有协调作用,可有效降低组合物的MAHRE值,同时提供组合物的冲击性能。比较例7,聚碳酸酯树脂单独使用PC-2,组合物的烟密度Ds-4和MAHRE不满足EN-45545中HL-3的要求。比较例8,在不使用支化聚碳酸酯,且Si-PC的添加量较高的情况下,组合物的MAHRE不满足EN-45545中HL-2的要求,且透光率不满足应用要求。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种聚碳酸酯组合物,其包含:
基于100重量份的所述聚碳酸酯组合物的总重量,
58~90重量份,优选65~85重量份的聚碳酸酯树脂;
5~15重量份,优选6~15重量份的膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物;
1~12重量份,优选3~11重量份的接枝聚碳酸酯;和
3~15重量份,优选3~12重量份的有机磷化合物,优选地,所述有机磷化合物为所述聚碳酸酯组合物提供总重量为0.1wt%~1.5wt%的磷。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物,其中,
所述聚碳酸酯树脂为选自直链聚碳酸酯均聚物、支化聚碳酸酯均聚物、不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的聚碳酸酯组合物,其中,
所述聚碳酸酯树脂包含直链聚碳酸酯均聚物、支化聚碳酸酯均聚物、不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯,其中,
所述直链聚碳酸酯均聚物的含量为10~70重量份,优选15~60重量份;
所述支化聚碳酸酯均聚物的含量为5~30重量份,优选10~25重量份;
所述不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯的含量为5~50重量份,优选10~50重量份。
4.根据权利要求2或3所述的聚碳酸酯组合物,其中,
所述不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯为硅氧烷-共聚-碳酸酯,其中,硅氧烷单元在所述不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯重量占比为1wt%~18wt%,优选2wt%~15wt%,更优选3wt%~12wt%;优选地,所述硅氧烷单元以0.2wt%~5.0wt%的量存在于所述聚碳酸酯组合物中;
所述不为膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物的共聚碳酸酯任选包含双酚A/双酚C-共聚-碳酸酯,其中,双酚A单元与双酚C单元的摩尔比为0.5~2,其中双酚C单元以相对于所述聚碳酸酯组合物的总重量的0wt%~6wt%的量存在于所述聚碳酸酯组合物中。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的聚碳酸酯组合物,其中,
所述膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物中的磷含量为3wt%~30wt%,优选3wt%~25wt%,更优选3wt%~20wt%。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的聚碳酸酯组合物,其中,
所述接枝聚碳酸酯为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚碳酸酯,其重均分子量为2000~30000,优选3000~25000,更优选3000~20000;优选地,甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚碳酸酯接枝率为0.5~10,优选0.5~9,更优选0.5~8。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的聚碳酸酯组合物,其中,
所述有机磷化合物为选自双酚A双(磷酸二苯基酯)、磷酸三苯基酯、间苯二酚双(磷酸二苯基酯)和磷酸三甲苯基酯中的一种或多种的组合;
所述聚碳酸酯组合物任选地包含0.1~8重量份其他添加剂,所述其他添加剂选自润滑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂等中的一种或多种的组合。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的聚碳酸酯组合物,其中,
使用所述聚碳酸酯组合物制备的样品具有如下性能:
根据ISO 5659-2在50kW/m2下测试3mm厚的样板,4分钟后的烟雾密度(DS-4)小于或等于300,优选小于或等于150;
优选地,根据ISO 5660-1在50kW/m2下测试3mm厚的样板,最大平均热释放(MAHRE)小于或等于90kW/m2,优选小于或等于60kW/m2;
优选地,使用雾度仪测量由所述聚碳酸酯组合物制备的3mm厚的样板,透光率等于或大于75%;
优选地,在ISO 179/1eA标准下,测试80×10×3mm厚的样条,冲击强度等于或大于45kJ/m2。
9.一种制备根据权利要求1至8中的任意一项所述的聚碳酸酯组合物的方法,包含以下步骤:
(1)将聚碳酸酯树脂,膦酸酯-共聚-碳酸酯共聚物,接枝聚碳酸酯,有机磷化合物,任选的其他添加剂混合均匀,得到预混料;
(2)将预混料使用失重式喂料称加入双螺杆挤出机,控制加工温区温度为245-295℃,在螺杆的输送和剪切作用下,物料充分熔化、复合,再经机头挤出、切粒,得到聚碳酸酯组合物。
10.一种由根据权利要求1至8中的任意一项所述的聚碳酸酯组合物制备的制品,优选地,所述制备品为高铁部件或地铁部件。
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