一種低成本高流動性的無鹵阻燃pc材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低成本高流動性的無鹵阻燃聚碳酸酯（PC）材料，所述無鹵阻燃PC材料按照重量份配比如下：聚碳酸酯PC70-100份，流動改性劑0-20份，增韌劑0-10份，無鹵阻燃劑0.1-2份，阻燃協(xié)效劑0-4份，抗滴落劑0.1-1份，潤滑劑0.1-1份，抗氧劑0.1-1份。本發(fā)明還提供了無鹵阻燃PC材料的制備方法。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過添加流動改性劑以及采用一種特殊改性的抗滴落劑，克服同類產(chǎn)品流動性不佳的缺點(diǎn)，大幅提高了材料流動性；同時(shí)優(yōu)選復(fù)配一種阻燃效率極高的磺酸鹽（酯）類阻燃劑，配合高效阻燃協(xié)效劑，可顯著降低阻燃劑用量，進(jìn)而降低材料成本且材料機(jī)械性能優(yōu)異，阻燃性UL94V-0級（1.6mm）；該材料完全滿足注塑成型薄壁電子電器設(shè)備外殼的材質(zhì)要求。
【專利說明】一種低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚碳酸酯改性【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種低成本高流動性的無鹵阻燃PC 材料及其制備方法。這種無鹵阻燃PC材料可以應(yīng)用于生產(chǎn)薄壁電子電器設(shè)備外殼。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯（PC)是一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，由于其具有優(yōu)異的耐候性能、高 抗沖擊性能、良好的電絕緣性，因而廣泛應(yīng)用于電子電氣、汽車、機(jī)械工業(yè)等領(lǐng)域。PC阻燃等 級為UL94 V-2,但可燃，燃燒時(shí)滴下熱熔體，引起附近的材料著火，所以難以滿足某些領(lǐng)域 對阻燃性能的要求，因此需對PC進(jìn)行阻燃改性。
[0003] 鹵系阻燃劑由于環(huán)境污染問題，越來越多的高效含鹵阻燃劑被禁用，尤其是在西 歐、日本、北美等發(fā)達(dá)國家或地區(qū)；有機(jī)磷酸酯是一類被廣泛應(yīng)用的無鹵阻燃劑，但其本身 分解溫度較低，雖然添加量為5% -15%時(shí)對PC有較好的阻燃作用，但是單獨(dú)添加時(shí)會對機(jī) 械性能損害很大；有機(jī)硅化合物是一類高效、無毒、低煙、環(huán)境友好性的阻燃劑，但其價(jià)格昂 貴，很難普及，并且單獨(dú)使用時(shí)阻燃作用不夠，需與其它阻燃劑復(fù)合使用；磺酸鹽類阻燃劑 是近幾年發(fā)展起來的一類適用于PC阻燃的高效阻燃劑，其阻燃效率高，添加量少，幾乎不 損害材料機(jī)械性能。
[0004] 未經(jīng)改性的中粘度聚碳酸酯原料在加工流動性方面仍有不足，限制了其在薄壁產(chǎn) 品中的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種低成本高流動性的無鹵阻燃 PC材料及其制備方法，該種無鹵阻燃PC材料成本低，機(jī)械性能優(yōu)異，加工流動性強(qiáng)，阻燃性 達(dá) UL94V-0 級（1.6mm)。
[0006] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)： 一種低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料，由包括以下重量份的組分制成： 聚碳酸酯PC 70-100份 流動改性劑 0-20份 增韌劑 0-10份 無鹵阻燃劑 0.1-2份 阻燃協(xié)效劑 0-4份 抗滴落劑 0. 1-1份 潤滑劑 0. 1-1份 抗氧劑 0. 1-1份 優(yōu)選的，由包括以下重量份的組分制成 聚碳酸酯PC 77-100份 流動改性劑 0-15份 增韌劑 0-8份 無鹵阻燃劑 0.1-1. 5份 阻燃協(xié)效劑 0-2份 抗滴落劑 0. 1-0. 8份 潤滑劑 0. 2-0. 8份 抗氧劑 0. 2-0. 8份 所述聚碳酸酯PC樹脂為相對密度為1. 2g/cm3,熔融溫度為220-230°C的中粘度聚碳酸 酯。
[0007] 所述流動改性劑為一種苯乙烯類功能聚合物。
[0008] 所述增韌劑包括丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)、核-殼結(jié)構(gòu)的甲基丙烯酸 甲酯與丙烯酸酯的共聚物（ACR)、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS)及核-殼結(jié) 構(gòu)的丙烯酸酯類共聚物中的任意一種或幾種。
[0009] 所述無鹵阻燃劑包括無機(jī)或有機(jī)磺酸鹽(酯）中的任意一種或幾種。
[0010] 所述阻燃協(xié)效劑為一種有機(jī)硅片狀不規(guī)則固體。
[0011] 所述抗滴落劑為一種特殊改性的聚四氟乙烯(有機(jī)硅包覆改性)。
[0012] 所述潤滑劑包括低分子量聚乙烯、硬脂酸酰胺、甲撐雙硬脂酸酰胺、N，N-乙撐雙硬 脂酸酰胺EBS、季戊四醇硬脂酸酯（PETS)中的任意一種或幾種。
[0013] 所述抗氧劑包括168、1010和245中的任意一種或幾種。
[0014] 所述的低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料的制備方法，包括以下步驟： 按照以下組分和重量份準(zhǔn)備原料：聚碳酸酯PC70-100份，流動改性劑0-20份，增韌劑 0-10份，無鹵阻燃劑〇. 1-2份，阻燃協(xié)效劑0-4份，抗滴落劑0. 1-1份，潤滑劑0. 1-1份，抗 氧劑0. 1-1份。
[0015] 將上述聚碳酸酯PC、流動改性劑、增韌劑、無鹵阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗滴落劑、潤 滑劑以及抗氧劑混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)混煉、擠出、拉條、冷卻、切粒后獲得成 品，雙螺桿擠出機(jī)各段螺桿溫度為240-280°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速在200-500轉(zhuǎn)/分鐘之間。
[0016] 本發(fā)明低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料的有益效果在于，該配方與工藝制備 的無鹵阻燃PC材料阻燃體系阻燃效率高，添加量小，材料成本低且機(jī)械性能損失小，阻燃 性達(dá)UL94 V-0級（1. 6mm);同時(shí)該材料充模流動性好，易注塑成型，同現(xiàn)有技術(shù)相比，是一種 更適合于注塑成型薄壁電子電器外殼的改性聚碳酸酯材料。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述： 實(shí)施例一：按如下配方配制預(yù)混合料：聚碳酸酯100份、磺酸鹽類無鹵阻燃劑〇. 5份、 特殊改性抗滴落劑0. 4份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 5份。將混合好的預(yù)混合料置于雙螺桿 擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出造粒，得到的粒子在l〇〇°C干燥2小時(shí)，即得成品。其工藝為：雙螺桿 擠出機(jī)各段螺桿溫度控制在250-275°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0018] 實(shí)施例二：按如下配方配制預(yù)混合料：聚碳酸酯100份、磺酸鹽類無鹵阻燃劑0. 2 份、有機(jī)硅協(xié)效阻燃劑0. 5份、特殊改性抗滴落劑0. 4份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 5份。將 混合好的預(yù)混合料置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出造粒，得到的粒子在l〇〇°C干燥2小時(shí)， 即得成品。其工藝為：雙螺桿擠出機(jī)各段螺桿溫度控制在250-275°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為300 轉(zhuǎn)/分鐘。
[0019] 實(shí)施例三：按如下配方配制預(yù)混合料：聚碳酸酯92份、流動改性劑5份、增韌劑3 份、磺酸鹽類無鹵阻燃劑0. 6份、有機(jī)硅協(xié)效阻燃劑0. 5份、特殊改性抗滴落劑0. 5份、潤 滑劑〇. 5份、抗氧劑0. 5份。將混合好的預(yù)混合料置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出造粒， 得到的粒子在l〇〇°C干燥2小時(shí)，即得成品。其工藝為：雙螺桿擠出機(jī)各段螺桿溫度控制在 250-275°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0020] 實(shí)施例四：按如下配方配制預(yù)混合料：聚碳酸酯85份、流動改性劑10份、增韌劑 5份、磺酸鹽類無鹵阻燃劑0. 8份、有機(jī)硅協(xié)效阻燃劑1份、特殊改性抗滴落劑0. 5份、潤滑 劑0. 5份、抗氧劑0. 5份。將混合好的預(yù)混合料置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出造粒，得 到的粒子在l〇〇°C干燥2小時(shí)，即得成品。其工藝為：雙螺桿擠出機(jī)各段螺桿溫度控制在 250-275°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0021] 實(shí)施例五：按如下配方配制預(yù)混合料：聚碳酸酯80份、流動改性劑15份、增韌劑 5份、磺酸鹽類無鹵阻燃劑1. 2份、有機(jī)硅協(xié)效阻燃劑1份、特殊改性抗滴落劑0. 8份、潤滑 劑0. 5份、抗氧劑0. 5份。將混合好的預(yù)混合料置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出造粒，得 到的粒子在l〇〇°C干燥2小時(shí)，即得成品。其工藝為：雙螺桿擠出機(jī)各段螺桿溫度控制在 250-275°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0022] 實(shí)施例六：按如下配方配制預(yù)混合料：聚碳酸酯77份、流動改性劑15份、增韌劑 8份、磺酸鹽類無鹵阻燃劑1. 5份、有機(jī)硅協(xié)效阻燃劑2份、特殊改性抗滴落劑0. 8份、潤滑 劑0. 5份、抗氧劑0. 5份。將混合好的預(yù)混合料置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出造粒，得 到的粒子在l〇〇°C干燥2小時(shí)，即得成品。其工藝為：雙螺桿擠出機(jī)各段螺桿溫度控制在 250-275°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0023] 比較例一 ：100份聚碳酸酯(拜耳2805)，直接采用PC原材料，無需經(jīng)過雙螺桿處 理。
[0024] 比較例二：按如下配方配制預(yù)混合料：聚碳酸酯100份、FR-2025(市售常用磺酸鹽 類阻燃劑)〇. 8份、特殊改性抗滴落劑0. 4份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 5份。將混合好的預(yù) 混合料置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出造粒，得到的粒子在l〇〇°C干燥2小時(shí)，即得成品。 其工藝為：雙螺桿擠出機(jī)各段螺桿溫度控制在250-275°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0025] 比較例三：按如下配方配制預(yù)混合料：聚碳酸酯90份、磷酸酯類阻燃劑10份、特 殊改性抗滴落劑0. 5份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 5份。將混合好的預(yù)混合料置于雙螺桿擠 出機(jī)中經(jīng)熔融擠出造粒，得到的粒子在l〇〇°C干燥2小時(shí)，即得成品。其工藝為：雙螺桿擠 出機(jī)各段螺桿溫度控制在250-275°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0026] 比較例四：按如下配方配制預(yù)混合料：聚碳酸酯100份、磺酸鹽類無鹵阻燃劑0. 5 份、抗滴落劑FA-500H (大金）0. 4份、潤滑劑0. 5份、抗氧劑0. 5份。將混合好的預(yù)混合料 置于雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出造粒，得到的粒子在l〇〇°C干燥2小時(shí)，即得成品。其工藝 為：雙螺桿擠出機(jī)各段螺桿溫度控制在250-275°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0027] 將實(shí)施例一至六制備得到的復(fù)合物及比較例一至四按標(biāo)準(zhǔn)尺寸注塑成測試用的 標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行性能測試，性能測試標(biāo)準(zhǔn)見表1，性能測試結(jié)果見表2。
[0028] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料，其特征在于按照重量份配比如下： 聚碳酸酯PC 70-100份 流動改性劑 0-20份 增韌劑 0-10份 無鹵阻燃劑 0.1-2份 阻燃協(xié)效劑 0-4份 抗滴落劑 0. 1-1份 潤滑劑 0. 1-1份 抗氧劑 0. 1_1份。
2. 如權(quán)利要求1所述的低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料，其特征在于所述聚碳酸酯 PC樹脂為相對密度為1. 2g/cm3,熔融溫度為220-230°C的中粘度聚碳酸酯。
3. 如權(quán)利要求1所述的低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料，其特征在于所述流動改性 劑為一種苯乙烯類功能聚合物。
4. 如權(quán)利要求1所述的低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料，其特征在于所述增韌劑包 括丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)、核-殼結(jié)構(gòu)的甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸酯的共聚 物（ACR)、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS)及核-殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯類共聚物 中的任意一種或幾種。
5. 如權(quán)利要求1所述的低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料，其特征在于所述無鹵阻燃 劑包括無機(jī)或有機(jī)磺酸鹽(酯）中的任意一種或幾種。
6. 如權(quán)利要求1所述的低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料，其特征在于所述阻燃協(xié)效 劑為一種有機(jī)硅片狀不規(guī)則固體。
7. 如權(quán)利要求1所述的低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料，其特征在于所述抗滴落劑 為一種特殊改性的聚四氟乙烯(有機(jī)硅包覆改性)。
8. 如權(quán)利要求1所述的低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料，其特征在于所述潤滑劑包 括低分子量聚乙烯、硬脂酸酰胺、甲撐雙硬脂酸酰胺、N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺EBS、季戊四 醇硬脂酸酯（PETS)中的任意一種或幾種。
9. 如權(quán)利要求1所述的低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料，其特征在于所述抗氧劑包 括168、1010和245中的任意一種或幾種。
10. -種如權(quán)利要求1所述的低成本高流動性的無鹵阻燃PC材料的制備方法，其特征 在于包括以下步驟： 按照以下組分和重量份準(zhǔn)備原料：聚碳酸酯PC70-100份，流動改性劑0-20份，增韌劑 0-10份，無鹵阻燃劑〇. 1-2份，阻燃協(xié)效劑0-4份，抗滴落劑0. 1-1份，潤滑劑0. 1-1份，抗 氧劑0. 1-1份。 將上述聚碳酸酯PC、流動改性劑、增韌劑、無鹵阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗滴落劑、潤滑劑 以及抗氧劑混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)混煉、擠出、拉條、冷卻、切粒后獲得成品， 雙螺桿擠出機(jī)各段螺桿溫度為240-280°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速在200-500轉(zhuǎn)/分鐘之間。
【文檔編號】B29C47/92GK104059347SQ201310695229
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】朱明源, 陳曉東, 楊濤, 孟成銘, 王尹杰 申請人:上海日之升新技術(shù)發(fā)展有限公司