CN105647142B - 无卤阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品 - Google Patents
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Abstract
一种无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，其按重量份数表示包括：聚碳酸酯树脂40‑65份；玻璃纤维短切原丝5‑15份；玻璃鳞片25‑35份；增韧剂1‑3份；阻燃剂4‑5份；协效阻燃剂0.2‑0.3份；润滑剂0.2‑0.5份；抗氧剂0.03‑0.05份。本发明的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，通过在聚碳酸酯树脂中添加一定比例的玻璃纤维短切原丝、玻璃鳞片、阻燃剂及协效阻燃剂等组分，使该复合材料成型后的产品不仅具有良好的阻燃性，还具有良好的机械性能。
Description
【技术领域】
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品。
【背景技术】
聚碳酸酯树脂(PC)是一种无色透明的无定型热塑性材料，由于其具有容易加工，适合于注射、挤塑、吹塑等多种成型方法，而且具有较好的力学、光学性能，广泛应用于包装、日用品、电子电器、玩具、仪表、运输和机器制造等许多领域中。
聚碳酸酯树脂的缺点是成型制品易应力集中导致开裂、表面硬度较低，不阻燃。由于聚碳酸酯树脂在燃烧时会释放出大量烟雾，产生有毒气体，且这些有害气体扩散速度远大于火焰扩散速度，火灾现场人们受到烟气的伤害远大于火焰本身对人的伤害，由于烟气易使人窒息，从而丧失宝贵的逃生时间，因此在一些领域中聚碳酸酯树脂的使用受到了限制。
为了改善聚碳酸酯树脂的阻燃性，会在聚碳酸酯中加入阻燃剂。然而，加入阻燃剂后的聚碳酸酯虽然达到了阻燃的效果，但在其他机械性能方面并不优良，如刚性、翘曲性及尺寸稳定性等方面。
有鉴于此，实有必要开发一种无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，以解决上述问题。
【发明内容】
因此，本发明的目的在于提供一种无卤阻燃聚碳酸酯复合材料及其产品，采用该复合材料成型后的产品不仅具有良好的阻燃性，还具有高刚性、低翘曲性及较佳的尺寸稳定性。
为了达到上述目的，本发明提供了一种无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，其按重量份数表示包括：
较佳的，所述玻璃纤维短切原丝的长度为3毫米，单丝直径为13微米。
较佳的，所述玻璃鳞片的平均颗粒尺寸为600微米，厚度为2-6微米。
较佳的，所述增韧剂为丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
较佳的，所述阻燃剂为磷系阻燃剂。
较佳的，所述协效阻燃剂为聚四氟乙烯。
较佳的，所述润滑剂为聚乙烯蜡。
较佳的，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
另外，本发明还提供一种产品，所述产品为经所述无卤阻燃聚碳酸酯复合材料成型后产生的产品。
相较于现有技术，本发明的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，通过在聚碳酸酯树脂中添加一定比例的玻璃纤维短切原丝、玻璃鳞片、阻燃剂、协效阻燃剂、增韧剂、润滑剂及抗氧剂，制成高刚性、低翘曲性、较佳的尺寸稳定性的产品，其中阻燃等级可达UL94-V0，高刚性方面弯曲模量可达到12000MPa，而且由于高填充的玻璃纤维短切原丝及玻璃鳞片，产品成型收缩率仅为0.1-0.15％，产品平面度也很小，能确保材料具有较佳的尺寸稳定性和低翘曲性。
【具体实施方式】
为对本发明的目的、功效及技术手段有进一步的了解，现结合实施例对本发明做以下说明。
所述实施例中采用的组分如下所述：
聚碳酸酯树脂为日本帝人化成市售，型号为L-1225Y或L-1225L；
玻璃纤维短切原丝为巨石市售，型号为ECS-13-03-510；
玻璃鳞片为日本板硝子市售，型号为REFG-101；
增韧剂为PARALOID市售，型号为EXL-2330；
阻燃剂为大八化学市售，型号为PX-200；
润滑剂为克莱恩市售，型号为PE-520；
抗氧剂为汽巴化学市售。
实施例1
将64.27份聚碳酸酯树脂、2份增韧剂、4.9份阻燃剂、0.3份协效阻燃剂、0.5份润滑剂以及0.03份抗氧剂依次加入到高速混合机中高速预混3-5分钟；然后用双螺杆挤出机挤出造粒，其中5份的玻璃纤维短切原丝通过计量机在主料斗中送入挤出机，23份的玻璃鳞片通过计量机从侧喂料机强制送入挤出机；双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度230-250℃，二区温度300-320℃，三区温度300℃-320℃，四区温度300-320℃，五区温度290-300℃，六区温度290-300℃，七区温度290-300℃，八区温度290-300℃，九区温度290-300℃，十区温度290-300℃，模头温度290-300℃。主机转速为400转/分钟，侧喂料机转速为200转/分钟，熔融挤出造粒。
实施例2
将52.57份聚碳酸酯树脂、2份增韧剂、4.6份阻燃剂、0.3份协效阻燃剂、0.5份润滑剂以及0.03份抗氧剂依次加入到高速混合机中高速预混3-5分钟；然后用双螺杆挤出机挤出造粒，其中10份的玻璃纤维短切原丝通过计量机在主料斗中送入挤出机，30份的玻璃鳞片通过计量机从侧喂料机强制送入挤出机；双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度230-250℃，二区温度300-320℃，三区温度300℃-320℃，四区温度300-320℃，五区温度290-300℃，六区温度290-300℃，七区温度290-300℃，八区温度290-300℃，九区温度290-300℃，十区温度290-300℃，模头温度290-300℃。主机转速为400转/分钟，侧喂料机转速为200转/分钟，熔融挤出造粒。
实施例3
将42.77份聚碳酸酯树脂、2份增韧剂、4.5份阻燃剂、0.2份协效阻燃剂、0.5份润滑剂以及0.03份抗氧剂依次加入到高速混合机中高速预混3-5分钟；然后用双螺杆挤出机挤出造粒，其中15份的玻璃纤维短切原丝通过计量机在主料斗中送入挤出机，35份的玻璃鳞片通过计量机从侧喂料机强制送入挤出机；螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度230-250℃，二区温度300-320℃，三区温度300℃-320℃，四区温度300-320℃，五区温度290-300℃，六区温度290-300℃，七区温度290-300℃，八区温度290-300℃，九区温度290-300℃，十区温度290-300℃，模头温度290-300℃。主机转速为400转/分钟，侧喂料机转速为200转/分钟，熔融挤出造粒。
以上各实施例熔融挤出造粒后，然后在注塑机上注塑成型ASTM标准测试样条，按ASTM标准测试所得样条的机械性能，其中按照ASTM D256测试冲击强度，按照ASTM D638测试断裂应力及断裂伸长率，按照ASTM D790测试弯曲强度及弯曲模量，按照ASTM D955测试成型收缩率，按照UL-94标准测试阻燃性，并测试平面度，测试结果如表1所示：
表1：各实施例的测试结果
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 冲击强度(KJ/m2) | 4.2 | 4.3 | 5.0 |
| 断裂应力(Mpa) | 72 | 82 | 91 |
| 断裂伸长率(％) | 1.9 | 1.5 | 1.1 |
| 弯曲强度(Mpa) | 140 | 150 | 165 |
| 弯曲模量(Mpa) | 7700 | 10200 | 12800 |
| 成型收缩率(％) | 0.12 | 0.11 | 0.10 |
| 阻燃性(1.5mm) | V-0 | V-0 | V-0 |
| 平面度(mm) | 0.68 | 0.55 | 0.43 |
通过表1可以得出：在聚碳酸酯树脂中添加一定比例的玻璃纤维短切原丝、玻璃鳞片、阻燃剂、协效阻燃剂、增韧剂、润滑剂及抗氧剂，使该复合材料成型后的产品不仅具有良好的阻燃性，还具有良好的机械性能，其中阻燃性可达V-0，在高刚性方面弯曲模量可达到12000MPa，而且由于高填充的玻璃纤维短切原丝及玻璃鳞片，能确保材料具有较佳的尺寸稳定性和低翘曲性，在尺寸稳定性方面产品成型收缩率仅为0.1-0.15％，在低翘曲性方面平面度特别小。
另外，本发明还提供一种产品，所述产品为经所述无卤阻燃聚碳酸酯复合材料成型后产生的产品，如上所述，所述产品不仅具有良好的阻燃性，还具有高刚性、低翘曲性及较佳的尺寸稳定性。
Claims (5)
1.一种无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，其按重量份数表示包括：
所述玻璃纤维短切原丝的长度为3毫米，单丝直径为13微米，所述玻璃鳞片的平均颗粒尺寸为600微米，厚度为2-6微米；所述阻燃剂为磷系阻燃剂，所述协效阻燃剂为聚四氟乙烯。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述增韧剂是丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
5.一种产品，其特征在于，所述产品为经权利要求1至4中任一项所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料成型后产生的产品。
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