CN105385133B - 无卤阻燃pc增强材料及其制备方法和在制备电表外壳中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃PC增强材料及其制备方法和在制备电表外壳中的应用，该材料，以重量份100份计，由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯73‑86份；玻璃纤维8‑12份；无卤阻燃母粒2‑6份；阻燃协效剂0.3‑1.5份；抗滴落剂0.2‑0.7份；抗紫外剂0.1‑0.5份；光稳定剂0.05‑0.2份；抗水解稳定剂2‑5份；抗氧剂0.3‑1份；润滑剂0.2‑1份。该无卤阻燃PC增强材料的制备，先将各组分混合，再通过双螺杆挤出机挤出造粒得到，无卤阻燃PC增强材料具有高阻燃、高耐候、抗开裂、环保等特性，非常适合用于制备电表外壳，可满足国家电网Q/GDW 355‑2009标准要求。

Description

无卤阻燃PC增强材料及其制备方法和在制备电表外壳中的 应用

技术领域

本发明涉及玻纤增强聚碳酸酯材料改性技术领域，具体涉及一种无卤阻燃PC增强材料及其制备方法和在制备电表外壳中的应用。

背景技术

电表箱壳体作为国家电网设施中通向一家一户电表计量仪器的一个保护性的壳体，其在市政、小区、家庭、农网、工厂、企业、机关、消防等地方都需要安装使用。近年来，随着国家经济的发展，新型城镇化的大力推进以及国家电网的智能改造等，对于电表箱外壳的需求量极大。

根据电表箱外壳的功能特性以及使用环境特点，其就需要较好的阻燃特性以及耐候性。传统的阻燃聚碳酸酯(PC)材料一般常用溴系阻燃剂进行阻燃，加入质量分数6％～9％的含溴阻燃剂一般就可以使PC阻燃等级达到UL94V-0级，且溴系阻燃剂的加入对于PC的各项物理机械性能的影响甚小，甚至一定程度上还能增加材料的冲击强度。但在实际应用中证明，溴系阻燃剂耐温较低，对于热历史非常敏感，容易在螺杆或浇口处烧料发黄，影响制品外观。特别地，该类阻燃剂燃烧过程中会释放大量的HBr有毒气体和多溴代噁烷类致癌物质，其在西欧、日本、北美等发达地区逐步都被禁用。同时在耐候性能方面，溴系阻燃剂在使用过程中由于紫外线等照射，其C-Br分子键会发生断裂产生自由基，进而导致制品表面发黄，加速制品的老化降解。

紫外线吸收剂可以利用自身结构的特点，将光能转化为热能，进而避免高分子材料发生光氧化反应而老化降解。由于电表外壳需长期处在室外高温暴晒等使用环境，其制品的使用寿命严重受到老化问题的威胁，而仅靠添加紫外线吸收剂对PC材料的耐老化贡献作用有限。

受阻胺类光稳定剂作为一种优良的抗老化助剂，它能屏蔽或吸收紫外线的能量，猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，其与紫外线吸收剂具有极佳的耐老化协同效应。但由于受阻胺具有弱碱性，在高温高湿的环境下易导致PC的降解，因而PC中一般不添加受阻胺光稳定剂。基于以上分析，如何使两种耐老化助剂发挥老化协同效应，同时又可避免其对PC的降解是一个值得研究的课题。

中国专利文献CN 103709711A公开(公告)日2014.04.09，公开了一种电表外壳用无卤阻燃PC/GF复合材料，组成成分按质量份计：PC75-90，玻纤8-15，增韧剂2-4，偶联剂0.3-0.5，抗氧剂0.1-0.3，无卤阻燃剂1-3，抗滴落剂0.1-0.4，复合浮纤消除剂0.8-1.2。制备的材料具有高冲击、高强度、高阻燃性和环保性，广泛用于电表外壳上。但该技术没有考虑到电表外壳的使用环境决定了其需要很苛刻的耐老化性能，否则其较短的使用寿命将会导致很严重的安全问题。同时，其所用增韧剂含有甲基丙烯酸甲酯聚合物，不符合国家电网电表外壳Q/GDW 355-2009标准要求。

中国专利文献CN 104592732A公开(公告)日2015.05.06，公开了一种低添加无卤阻燃增强PC的配方及生产方法，其配方组成包括如下质量份数的组成：PC70-80份、无卤阻燃剂10-15份、玻璃纤维15-20份、抗氧剂0.1-0.5份、透明滑石粉5-10份、润滑剂0.1-1份、偶联剂0.1-0.5份、抗浮纤剂0.1-1.0份、抗滴落剂0.1-1.0份、其他加工助剂0.5-0.8份。该发明制备的材料的颜色好、耐温性高、阻燃性好，可以用于电子电器、电表外壳、接插件等电子产品。该技术同时也没考虑材料的老化性能，同时其无卤阻燃剂的添加量很高，势必会对材料的各项物理力学性能带来较大的破坏作用。该发明添加滑石粉，不符合国家电网电表外壳Q/GDW 355-2009标准要求。

中国专利文献CN 104140662A公开(公告)日2014.11.12，公开了一种增强阻燃PC基树脂专用料及其制备方法，其由以下质量份的原料组成：62-84份的PC粒子、2-5份的PC粉、10-30份的玻璃纤维、1.15-5份的阻燃剂、0.016-0.02份的抗氧剂、0-0.005份的抗浮纤剂、0.008-0.012份的抗紫外剂。该发明制备的材料在1.6mm阻燃可达V0级，在UVB照射1000h后材料的黄变指数增加值较小，可用于电子仪表产业中的电表外壳产品。该技术虽考虑到材料的耐候老化问题，对材料的耐候性能做了相应的改性，但老化效果一般。同时，该技术选用的溴系阻燃剂虽然对材料性能影响很小，但不环保，而选用的N系或P系阻燃剂虽然环保型较好，但其阻燃效率低，同时对于PC材料的热变形温度可降低10-20℃，导致注塑的电表外壳的使用温度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种无卤阻燃PC增强材料及其制备方法和在制备电表外壳中的应用，该无卤阻燃PC增强材料具有高阻燃、高耐候、抗开裂、环保等特性，可满足国家电网Q/GDW 355-2009标准要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种无卤阻燃PC增强材料，以重量份100份计，由以下重量份的原料制成：

本发明中，通过特定含量的特定组分组合，各组分混合在一起，能够相互作用，产生协同作用，在赋予各项性能的同时，保证优异的力学性能，使得本发明的无卤阻燃PC增强材料具有高阻燃、高耐候、抗开裂、环保等特性，非常适合用于生产智能电表外壳，可满足国家电网Q/GDW 355-2009标准要求。

作为优选，所述的无卤阻燃PC增强材料，以重量份100份计，由以下重量份的原料制成：

所述的聚碳酸酯在300℃、1.2Kg条件下的熔体流动速率为5～10g/10min，重均分子量为3.0万～4.0万。由于磺酸盐无卤阻燃剂对增韧剂没有阻燃效果，因此，该体系不宜添加增韧剂，选用大分子量的PC树脂可以保证材料的良好韧性。

所述的玻璃纤维为经过表面处理的无碱短切玻璃纤维，玻纤长度为2.0～4mm，玻纤直径8-15μm，进一步优选，玻纤长度为3.0mm，玻纤直径10-13μm。玻璃纤维具体可采用深圳市纤谷科技有限公司生产的无碱短切玻璃纤维，是由经过硅烷偶联剂和特殊浸润剂配方处理的长纤维短切而成，玻纤长度为3.0mm，玻纤直径10-13μm。

所述的无卤阻燃母粒由无卤阻燃剂和聚碳酸酯混合而成，所述的无卤阻燃剂为磺酸盐阻燃剂，所述的无卤阻燃剂的量占无卤阻燃母粒总质量的5～15％。所述的磺酸盐阻燃剂可具体采用磺酸盐阻燃剂HES-FR(美国SLOSS公司)或者三氯苯磺酸钠STB(美国SLOSS公司,F-531)中的任意一种。

所述的阻燃协效剂为硅系阻燃剂，硅系阻燃剂具体可采用道康宁公司生产的型号为FAC-107(Dow Corning)的产品或日本信越化学公司生产的型号为KR480(ShinEtsuChemical)的产品。

所述的抗滴落剂为SAN包覆型抗滴落剂，SAN包覆型抗滴落剂可采用SAN包覆PTFE，即SAN树脂包覆聚四氟乙烯，如采用韩国汉纳FS-200(HANNANOFS-200)的产品，SAN的包覆壳赋予了PTFE良好的分散效果。

所述的抗紫外剂为二苯甲酮类抗紫外剂、苯并***类抗紫外剂中的一种或两种，二苯甲酮类抗紫外剂可选用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531)、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)中的一种或两种，苯并***类抗紫外剂选用2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑(UV-P)、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***(UV-326)、2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-5-氯苯并***(UV-327)、2-(2'-羟基-5'-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基)苯并***(UV-329)、2-(2'-羟基-3',5'双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并***(UV-234)中的一种或两种以上(包括两种)。

所述的光稳定剂为丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)的聚合物(受阻胺光稳定剂622)或N,N’-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺与2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物和1,1,3,3-四甲基丁胺的反应产物(受阻胺光稳定剂944)，均为聚合型高分子量受阻胺光稳定剂。

所述的抗水解稳定剂为环氧类高分子抗水解剂，反应型的功能聚合物SAG-005，即具体选用佳易容SAG-005的抗水解稳定剂，佳易容SAG-005的抗水解稳定剂是苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。该抗水解稳定剂分子链上含有活性环氧官能团，其能与聚碳酸酯分子链上的端羟基反应，进而抑制聚碳酸酯在高温高湿条件下发生酯交换反应而加速降解，从而可极大抑制受阻胺光稳定剂在高湿环境下对聚碳酸酯产生的降解催化作用。

所述的抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物，其重量比例为1:1。

所述的润滑剂为硬脂酸钙、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、硅酮粉中的一种或两种以上。

最优选的，所述的无卤阻燃PC增强材料，以重量份100份计，由以下重量份的原料制成：

所述的抗紫外剂为二苯甲酮类抗紫外剂、苯并***类抗紫外剂中的一种或两种，二苯甲酮类抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531)、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)中的一种或两种，苯并***类抗紫外剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑(UV-P)、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***(UV-326)、2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-5-氯苯并***(UV-327)、2-(2'-羟基-5'-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基)苯并***(UV-329)、2-(2'-羟基-3',5'双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并***(UV-234)中的一种或两种以上(包括两种)；

所述的光稳定剂为丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)的聚合物(受阻胺光稳定剂622)或N,N’-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺与2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物和1,1,3,3-四甲基丁胺的反应产物(受阻胺光稳定剂944)；

所述的抗水解稳定剂采用佳易容SAG-005的抗水解稳定剂。

一种无卤阻燃PC增强材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚碳酸酯、无卤阻燃母粒、阻燃协效剂、抗滴落剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解稳定剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物料；

2)将步骤1)所得的混合物料通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入，玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，经挤出、造粒、干燥后即得无卤阻燃PC增强材料。

作为优选，步骤1)中，将聚碳酸酯、无卤阻燃母粒、阻燃协效剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解稳定剂、抗氧剂和润滑剂加入到高速混合搅拌机中，先500～1500rpm搅拌1～5min后，再1000～2000rpm搅拌2～8min，再加入抗滴落剂低速100～300rpm搅拌0.2～2min，得到混合物料。

作为优选，步骤2)中，所述的双螺杆挤出机从进料到挤出出料各温区的温度设置为：一区：245～255℃、二区：260～270℃、三区：270～280℃、四区：270～280℃、五区：285～295℃、六区：255～265℃、七区：245～255℃、八区：235～245℃、九区：235～245℃、模头：255～265℃，所述的双螺杆挤出机的螺杆转速为600～800rpm。高的螺杆转速能够产生更强的分散效果，更有益于无卤阻燃剂的分散，进而提高其阻燃效果。

本发明制备的无卤阻燃PC增强材料具有高阻燃、高耐候、抗开裂、环保等特性，专为高要求的智能电表外壳开发，非常适合用于制备电表外壳，可满足国家电网对于电表外壳材料的各项技术指标要求。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

本发明电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料及其制备方法，该材料采用磺酸盐无卤阻燃剂与硅系阻燃协效剂复配的方式可获得很好的阻燃效果，阻燃剂添加量少，具有经济环保特性。采用阻燃母粒以及双螺杆挤出机高的螺杆转速的工艺，可以更有利于无卤阻燃剂的分散，进而减少阻燃剂的添加量以及提高阻燃效率。

受阻胺光稳定剂的弱碱性易导致PC材料的降解，因此一般不建议添加在PC材料中。但光稳定剂又是极好的耐老化助剂，尤其是与紫外线吸收剂复配使用，两者的不同作用机理之间能起到很好的耐老化协效作用。高分子聚合物在光的辐射下，光稳定剂能分解氢过氧化物，猝灭激发态氧离子，捕获自由基；而紫外线吸收剂能够将光能转化为热能，避免高分子材料发生光氧化反应，两者通过不同的作用机理可起到很好的协效作用，进而阻止或延迟光老化的过程，从而达到延长高分子聚合物制品使用寿命的目的。本发明通过添加具有独特活性环氧官能团的抗水解稳定剂SAG-005，其能与聚碳酸酯分子链上的端羟基反应，进而抑制聚碳酸酯在高温高湿条件下发生酯交换反应而加速降解，从而可极大抑制受阻胺光稳定剂在高湿环境下对聚碳酸酯产生的降解催化作用。本发明通过特定含量的特定组分组合，各组分混合在一起，能够相互作用，产生协同作用，在赋予各项性能的同时，保证优异的力学性能，使得本发明的无卤阻燃PC增强材料具有高阻燃、高耐候、抗开裂、环保等特性，非常适合用于生产智能电表外壳，可满足国家电网Q/GDW355-2009标准要求。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，但本发明的技术范围不限于这些实施例。本发明中，未特别说明的情况下，份均指重量份。

本发明实施例中，具体选用以下品牌的原料：

聚碳酸酯采用德国拜耳牌号为2805的产品，在300℃、1.2Kg条件下的熔体流动速率为10g/10min，重均分子量为3.5万。

玻璃纤维采用深圳市纤谷科技有限公司生产的无碱短切玻璃纤维，是由经过硅烷偶联剂和特殊浸润剂配方处理的长纤维短切而成，玻纤长度为3.0mm，玻纤直径10-13μm。

无卤阻燃母粒由无卤阻燃剂和聚碳酸酯(德国拜耳牌号为2805)混合而成，无卤阻燃剂为磺酸盐阻燃剂HES-FR(美国SLOSS公司,FR500)或者三氯苯磺酸钠STB(美国SLOSS公司,F-531)中的任意一种，无卤阻燃剂为无卤阻燃母粒总质量的10％。无卤阻燃剂采用磺酸盐阻燃剂HES-FR(美国SLOSS公司,FR500)时，得到HES无卤阻燃母粒。无卤阻燃剂采用三氯苯磺酸钠STB(美国SLOSS公司,F-531)时，得到STB无卤阻燃母粒。

阻燃协效剂为硅系阻燃剂，硅系阻燃剂具体采用道康宁公司生产的型号为FAC-107(Dow Corning)的产品或日本信越化学公司生产的型号为KR480(ShinEtsu Chemical)的产品。

抗滴落剂为SAN包覆型抗滴落剂，采用SAN包覆PTFE，采用韩国汉纳FS-200(HANNANOFS-200)的产品。

抗紫外剂为二苯甲酮类抗紫外剂、苯并***类抗紫外剂中的一种或两种，二苯甲酮类抗紫外剂选用UV-531、UV-9中的一种或两种，苯并***类抗紫外剂选用苯并***类UV-P、苯并***类UV-326、苯并***类UV-327、苯并***类UV-329、苯并***类UV-234中的一种或两种以上(包括两种)。

光稳定剂为受阻胺光稳定剂622或受阻胺光稳定剂944。

抗水解稳定剂选用佳易容SAG-005抗水解稳定剂。

抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物，其重量比例为1:1。

润滑剂为硬脂酸钙、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、硅酮粉中的一种或两种以上。

实施例1

本实施例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯85.95％、无碱玻纤8％、HES无卤阻燃母粒2％、阻燃协效剂KR480 0.3％、抗滴落剂0.5％、抗紫外剂UV-531 0.2％、光稳定剂622 0.05％、抗水解稳定剂SAG-005 2％、抗氧剂0.5％、润滑剂硬脂酸钙0.5％。

本实施例的制备方法具体如下：将上述聚碳酸酯、无卤阻燃母粒、阻燃协效剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解稳定剂、抗氧剂和润滑剂加入到高速混合搅拌机中，先1000rpm搅拌3min后，1500rpm搅拌5min，再加入抗滴落剂低速200rpm搅拌0.5min，得到混合物料。然后将上述混合物料加入双螺杆挤出机中，玻纤从侧喂料喂入，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机从进料到挤出出料各温区的温度设置为：一区：250℃、二区：265℃、三区：265℃、四区：265℃、五区：280℃、六区：260℃、七区：250℃、八区：240℃、九区：240℃、模头：260℃，所述的双螺杆挤出机的螺杆转速为800rpm。

实施例2

本实施例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯81％、无碱玻纤8％、HES无卤阻燃母粒5％、阻燃协效剂KR480 1％、抗滴落剂0.5％、抗紫外剂UV-531 0.4％、光稳定剂6220.1％、抗水解稳定剂SAG-005 3％、抗氧剂0.4％、润滑剂硬脂酸钙0.6％。

本实施例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

实施例3

本实施例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯80％、无碱玻纤8％、HES无卤阻燃母粒5％、阻燃协效剂KR480 1％、抗滴落剂0.5％、抗紫外剂UV-531 0.4％、光稳定剂6220.1％、抗水解稳定剂SAG-005 4％、抗氧剂0.4％、润滑剂硬脂酸钙0.6％。

本实施例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。双螺杆挤出机螺杆转速设为600rpm，所用双螺杆挤出机其他加工工艺参数与实施例1相同。

实施例4

本实施例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯76.9％、无碱玻纤10％、HES无卤阻燃母粒5％、阻燃协效剂FAC-107 1％、抗滴落剂0.6％、抗紫外剂UV-P 0.3％、光稳定剂9440.2％、抗水解稳定剂SAG-005 5％、抗氧剂0.8％、润滑剂PETS 0.2％。

本实施例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

实施例5

本实施例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯81.2％、无碱玻纤10％、HES无卤阻燃母粒3％、阻燃协效剂FAC-107 1％、抗滴落剂0.3％、抗紫外剂UV-531与UV-P各0.2％、光稳定剂622 0.1％、抗水解稳定剂SAG-005 3％、抗氧剂0.4％、润滑剂硅酮粉0.6％。

本实施例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

实施例6

本实施例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯83％、无碱玻纤8％、HES无卤阻燃母粒3.5％、阻燃协效剂KR480 0.5％、抗滴落剂0.5％、抗紫外剂UV-531与UV-329各0.2％、光稳定剂622 0.1％、抗水解稳定剂SAG-005 3％、抗氧剂0.3％、润滑剂硅酮粉0.7％。

本实施例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

实施例7

本实施例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯81.95％、无碱玻纤12％、STB无卤阻燃母粒2％、阻燃协效剂KR480 0.3％、抗滴落剂0.5％、抗紫外剂UV-9 0.2％、光稳定剂9440.05％、抗水解稳定剂SAG-005 2％、抗氧剂0.5％、润滑剂PETS 0.5％。

本实施例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

实施例8

本实施例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯83％、无碱玻纤8％、STB无卤阻燃母粒3.5％、阻燃协效剂KR480 0.5％、抗滴落剂0.5％、抗紫外剂UV-531与UV-326各0.2％、光稳定剂622 0.1％、抗水解稳定剂SAG-005 3％、抗氧剂0.3％、润滑剂硬脂酸钙0.7％。

本实施例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

实施例9

本实施例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯77.8％、无碱玻纤10％、STB无卤阻燃母粒4％、阻燃协效剂FAC-107 1％、抗滴落剂0.5％、抗紫外剂UV-9 0.3％、UV-2340.2％、光稳定剂622 0.2％、抗水解稳定剂SAG-005 5％、抗氧剂0.5％、润滑剂PETS 0.5％。

本实施例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

实施例10

本实施例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯77.3％、无碱玻纤10％、STB无卤阻燃母粒5％、阻燃协效剂KR480 0.5％、抗滴落剂0.5％、抗紫外剂UV-531 0.2％、UV-P0.15％、UV-329 0.15％、光稳定剂944 0.2％、抗水解稳定剂SAG-005 5％、抗氧剂0.5％、润滑剂PETS 0.5％。

本实施例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

试验测试方法：

物理力学性能：拉伸性能测试参照GB/T1040.2-2006标准；断裂伸长率测试参照GB/T1040.2-2006标准，拉伸速率为5mm/min；拉伸模量测试参照GB/T1040.2-2006标准，拉伸速率为1mm/min；弯曲性能测试参照GB/T9341-2008标准，弯曲形变速率为5mm/min；弯曲模量测试参照GB/T9341-2008标准，弯曲形变速率为2mm/min；冲击性能测试参照GB/T1043.1-2008标准；热变形温度(1.82Mpa)参照GB/T1634.2-2004标准。

阻燃性能：垂直燃烧参照GB/T2408-2008标准。

耐候性能：将制备的材料在注塑机上注塑(注塑温度：265℃、260℃、260℃、250℃)成2.0mm厚的色板，然后将其放于紫外老化箱中试验，达到1500h和2000h后分别取出色板测试其L、a、b色值，然后与L、a、b原始值对比，计算老化色差△E

将实施例1～10制备的智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料按上述试验测试方法进行测试，其各项性能数据如下表1所示。

表1

续表1

从上述表格可以看出，本发明优选合适的无卤阻燃剂以及硅系协效剂，优选合适的挤出加工工艺，获得了极好阻燃性能的无卤阻燃增强PC材料；通过实施例可以发现，高的挤出机螺杆转速，更加有利于无卤阻燃剂的分散，其能使材料获得更加出色的阻燃性能。同时，通过紫外吸收剂与受阻胺光稳定剂复配，使得该改性材料具有极佳的耐候性。该改性材料可用于注塑智能电表外壳，可完全满足国家电网的相关技术要求。

对比例1

本对比例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯77.3％、无碱玻纤10％、STB无卤阻燃母粒5％、阻燃协效剂KR480 0.5％、抗滴落剂0.5％、抗紫外剂UV-531 0.3％、UV-P0.2％、UV-329 0.2％、抗水解稳定剂SAG-005 5％、抗氧剂0.5％、润滑剂PETS 0.5％。

本对比例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

对比例2

本对比例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯77％、无碱玻纤10％、STB无卤阻燃母粒5％、阻燃协效剂KR480 0.5％、抗滴落剂0.5％、光稳定剂944 0.7％、抗水解稳定剂SAG-005 5％、抗氧剂0.5％、润滑剂PETS 0.5％。

本对比例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

对比例3

本对比例所用原料及质量百分比为：聚碳酸酯82％、无碱玻纤10％、STB无卤阻燃母粒5％、阻燃协效剂KR480 0.5％、抗滴落剂0.5％、抗紫外剂UV-531 0.2％、UV-P 0.15％、UV-329 0.15％、光稳定剂944 0.2％、抗氧剂0.5％、润滑剂PETS 0.5％。

本对比例的制备方法具体如下：将上述各组成成分按照实施例1混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒得到智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料。所用双螺杆挤出机加工工艺参数与实施例1相同。

将对比例1～3制备的智能电表外壳专用无卤阻燃PC增强材料按上述试验测试方法进行测试，其各项性能数据如下表2所示。

表2

*“-”表示样品老化破碎，无法测试老化色差。

以上对比例的目的主要是研究受阻胺光稳定剂与抗紫外吸收剂对于该材料的老化性能的影响，以及含有活性环氧官能团的抗水解稳定剂SAG-005对于抑制受阻胺光稳定剂在高湿环境下对聚碳酸酯产生的降解催化作用。对比以上表格数据以及实施例10可以看出，相比对比例1-2单独添加抗紫外吸收剂或者光稳定剂，实施例10采用抗紫外吸收剂与受阻胺光稳定复配，两者之间产生了很好的耐老化协效作用，耐老化性能得到了显著的提升。从对比例3的实验数据可以看出，带有环氧活性官能团的抗水解稳定剂SAG-005通过与聚碳酸酯分子链上的端羟基反应，极大地抑制了弱碱性受阻胺光稳定剂在高温高湿环境下对聚碳酸酯产生的降解催化作用。

Claims (6)

1.一种无卤阻燃PC增强材料在制备电表外壳中的应用，其特征在于，所述的无卤阻燃PC增强材料以重量份100份计，由以下重量份的原料制成：

所述的无卤阻燃母粒由无卤阻燃剂和聚碳酸酯混合而成，所述的无卤阻燃剂为磺酸盐阻燃剂，所述的无卤阻燃剂的量占无卤阻燃母粒总质量的5～15％；

所述的阻燃协效剂为硅系阻燃剂；

所述的抗水解稳定剂为环氧类高分子抗水解剂。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的聚碳酸酯在300℃、1.2Kg条件下的熔体流动速率为5～10g/10min，重均分子量为3.0万～4.0万；

所述的玻璃纤维为经过表面处理的无碱短切玻璃纤维，玻纤长度为2.0～4mm，玻纤直径8-15μm。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的抗紫外剂为二苯甲酮类抗紫外剂、苯并***类抗紫外剂中的一种或两种，二苯甲酮类抗紫外剂采用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的一种或两种，苯并***类抗紫外剂采用2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***、2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-5-氯苯并***、2-(2'-羟基-5'-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基)苯并***、2-(2'-羟基-3',5'双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并***中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的光稳定剂为受阻胺光稳定剂622或受阻胺光稳定剂944。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的无卤阻燃PC增强材料的制备方法包括以下步骤：

1)将聚碳酸酯、无卤阻燃母粒、阻燃协效剂、抗滴落剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解稳定剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物料；

2)将步骤1)所得的混合物料通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入，玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，经挤出、造粒、干燥后即得无卤阻燃PC增强材料。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，步骤1)中，将聚碳酸酯、无卤阻燃母粒、阻燃协效剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解稳定剂、抗氧剂和润滑剂加入到高速混合搅拌机中，先500～1500rpm搅拌1～5min后，再1000～2000rpm搅拌2～8min，再加入抗滴落剂低速100～300rpm搅拌0.2～2min，得到混合物料；

步骤2)中，所述的双螺杆挤出机从进料到挤出出料各温区的温度设置为：一区：245～255℃、二区：260～270℃、三区：270～280℃、四区：270～280℃、五区：285～295℃、六区：255～265℃、七区：245～255℃、八区：235～245℃、九区：235～245℃、模头：255～265℃，所述的双螺杆挤出机的螺杆转速为600～800rpm。