CN107383825A - 高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料与应用,所述增强材料,包括如下重量份数的组分:聚碳酸酯树脂50‑90份,苯乙烯‑丙烯腈共聚物1‑20份,玻璃纤维1‑20份,阻燃剂0.1‑20份,相容剂1‑10份;可用于制备电脑边框,家用电器外壳等;可以得到具有表面免喷涂的产品。本发明的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,通过在其中添加苯乙烯‑丙烯腈共聚物、玻璃纤维、有机硅类、磺酸盐类、磷酸酯类阻燃剂,可以有效的提高产品阻燃性、流动性及表面光亮性。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚碳酸酯阻燃增强材料与应用。
背景技术
在3C电子行业、家电行业中,塑胶注塑产品因其制程简单、操作方便、质量轻便、使用范围广、原料易获得、成本较低等优点而越来越受到青睐。
随着塑胶的广泛使用,人们对产品提出了越来越高的要求。高强度、高性能、高表面外观质量、轻质、环境友好的塑胶材料越来越得到人们的青睐。免喷涂材料通过直接注塑,实现特殊的珠光、金属光泽,闪耀、炫丽的外观,工序简单,无污染,产品可以完全回收,降低了环境负担,满足了“绿色环保”、“美观炫彩”的市场趋势。有广阔的市场前景,而广泛被家用电器、汽车企业所采用。
轻质材料就要求产品的厚度越来越薄,同时具有高强度、高性能。但一般薄壁产品,特别是玻纤增强材料,注塑成型所需的注塑速度和注射压力要求很高,产品的表面就很粗糙。而目前的材料,如CN101074314专利公开的技术,往往流动性能、光亮度均不能满足要求,存在产品成型困难,表面浮纤、光泽度低、强度低等不足,不能同时满足薄壁、高强度、优异的外观要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料与应用,以克服现有技术存在的缺陷。
所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其包括如下重量份数的组分:
优选的,所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其包括如下重量份数的组分:
所述的聚碳酸酯树脂的重均分子量为20000~40000g/mol;
所述聚碳酸酯,在环境温度为300℃,负荷为1.2Kg时,熔融指数为 5-30g/10min;
所述玻璃纤维为无碱短切圆形玻璃纤维,无碱短切扁平玻璃纤维,玻璃微珠,玻璃微珠粒径为10~40μm;
所述苯乙烯-丙烯腈共聚物,在环境温度为220℃,负荷为10Kg时,熔融指数>10g/10min;
所述阻燃剂为苯磺酰基苯磺酸钾(KSS),全氟丁基磺酸钾,2、4、5- 三氯苯磺酸钠(STB)等磺酸盐阻燃剂;磷酸酯、次磷酸酯、膦酸酯等磷系阻燃剂;有机倍半硅氧烷等有机硅阻燃剂中的一种或多种复配阻燃剂;
所述相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐,苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯,ABS接枝马来酸酐等相容剂中的至少一种;
优选的,所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,还包括1-20份的其他助剂;
优选的,其他助剂4~5份;
所述其他助剂,包括抗滴落剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂和颜色助剂等中的一种以上;
所述的抗滴落剂包括聚四氟乙烯。例如日本大金化工生产的FAH5601。
所述的增韧剂包括交联的聚(丁二烯/苯乙烯)作为核,接枝的聚甲基丙烯酸甲酯作为壳的MBS增韧剂、高胶粉、有机硅/丙烯酸系或全丙烯酸酯类。例如三菱丽阳生产的有机硅类增韧剂S-2001。
润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯、蒙旦蜡、有机硅化合物或脂肪酸酰胺。例如FineOrganics生产的PETS:G748。;
抗氧化剂包括受阻酚类、亚磷酸酯类或硫代酯类;例如BASF生产的 1010,168;
紫外线吸收剂包括二苯甲酮类或苯并***类;例如BASF公司生产的 234;
颜色助剂包括色母或色粉等;可采用无载体、PC载体、AS载体的色母粒或适合PC用色粉。例如卡博特生产的3807。
本发明所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料的制备方法,包括如下步骤:将聚碳酸酯树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物、阻燃剂、相容剂、其他助剂利用高混机搅拌3~5min;将上述混合物加入到双螺杆挤出机料斗中,玻璃纤维从侧喂料口下料,经过熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中,双螺杆挤出机螺杆长径比为40:1;螺杆各区加工温度设置分别为:一区温度100-120℃,二区温度240-260℃,三区温度260-270℃,四区温度260-270℃,五区温度250-260℃,六区温度250-260℃七区温度260-270℃,八区温度260-270℃,九区温度260-270℃,模头温度为260-270℃;主机转速400-450rpm。
本发明所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,可用于制备电脑边框,家用电器外壳等;可以得到具有表面免喷涂的产品。
本发明还涉及采用所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料成型后获得的产品,所述产品的薄壁部的厚度为0.6-1.2mm。
相较于现有技术,本发明的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,通过在其中添加苯乙烯-丙烯腈共聚物、玻璃纤维、有机硅类、磺酸盐类、磷酸酯类阻燃剂,可以有效的提高产品阻燃性、流动性及表面光亮性。
具体实施方式
实施例1、2及对比例1中所用的聚碳酸酯树脂在环境温度为300℃,负荷为1.2Kg时,熔融指数为30g/10min,由LG公司生产提供,牌号为 1300-30。
实施例3、4及对比例2中所用的聚碳酸酯树脂在环境温度为300℃,负荷为1.2Kg时,熔融指数为10g/10min,由科思创公司生产提供,牌号为Makrolon_2800。
实施例1、2及对比例1中所用的阻燃剂的为全氟丁基磺酸钾与有机硅阻燃剂复配而成;
实施例3、4及对比例2中所用的阻燃剂的为1,3-亚苯基磷酸(2,6-甲苯基)四酯,由日本大八公司生产提供,牌号为PX-200。
实施例中所用的苯乙烯-丙烯腈共聚物在环境温度为220℃,负荷为10 Kg时,熔融指数为30g/10min,由台化公司生产提供,牌号为NF2200。
实施例及对比例中使用的玻璃纤维为无碱短切圆形玻璃纤维,单丝直径13μm,由泰山玻纤公司生产提供,牌号为ECS13-3.0-T442。
实施例及对比例中使用的相容剂为苯乙烯与马来酸酐的共聚物,MA含量在18%左右,由POLYSCOPE公司生产提供,牌号为SZ23110。
实施例和对比实施例中,采用的其他助剂为抗滴落剂:大金化工 FAH5601;抗氧剂:BASF 1010、168;增韧剂:三菱丽阳S-2001;颜色助剂:PC载体黑色母3807;
实施例1
所述的其他助剂为抗滴落剂0.5份,抗氧剂1份,BASF 1010,168,PC 载体黑色母3807 1份;增韧剂2份。
称取相应重量的各组分;然后,将聚碳酸酯树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物、阻燃剂、相容剂、其他助剂利用高混机搅拌3~5min;将上述混合物加入到双螺杆挤出机料斗中,玻璃纤维从侧喂料口下料,经过熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中,双螺杆挤出机螺杆长径比为40:1;螺杆各区加工温度设置分别为:一区温度100-120℃,二区温度240-260℃,三区温度260-270℃,四区温度260-270℃,五区温度250-260℃,六区温度250-260℃七区温度260-270℃,八区温度260-270℃,九区温度260-270℃,模头温度为260-270℃;主机转速400-450rpm。
实施例2
其他助剂为抗滴落剂0.5份,抗氧剂1份,BASF 1010,168,PC载体黑色母3807 1份;增韧剂2份。
制备方法,同实施例1.
实施例3
其他助剂为抗滴落剂0.5份,抗氧剂0.5份,BASF 1010,168,PC载体黑色母3807 1份;增韧剂2份。
制备方法,同实施例1.
实施例4
其他助剂为抗滴落剂0.5份,抗氧剂0.5份,BASF 1010,168,PC载体黑色母3807 1份;增韧剂3份。
制备方法,同实施例1.
对比例1
其他助剂为抗滴落剂0.5份,抗氧剂1份,BASF 1010,168,PC载体黑色母3807 1份;增韧剂2份。
制备方法,同实施例1.
对比例2
其他助剂为抗滴落剂0.5份,抗氧剂0.5份,BASF 1010,168,PC载体黑色母3807 1份;增韧剂2份。
制备方法,同实施例1.
以上各实施例及对比例熔融挤出造粒后,然后在注塑机上注塑成型GB 标准测试样条,按GB标准测试所得材料的机械性能,并按照UL94标准测试阻燃性能。衡量流动性及表面状况的平板尺寸为:100mm×100mm×1mm,表面抛光成镜面,且在相同的注塑温度、注塑压力、注塑速度,模温等条件下进行,测试结果如表1所示:
表1:实施例及对比例的测试结果
其中,光泽度可采用GB 8807-88标准进行检测;
由表1可见,随着苯乙烯-丙烯腈共聚物的加入,材料的流动性逐渐变大,平板表面的浮纤变少,光泽度变大。当使用了磷酸酯阻燃剂,由于添加量大,在提供阻燃性的同时具有增塑作用,故流动性更高,平板表面无浮纤,光泽度更大;
另外,本发明还提供一种产品,所述产品为高流动、高光亮玻璃纤维增强阻燃聚碳酸酯树脂组合物成型后产生的产品,该产品的薄壁部(产品最薄的部分)的厚度为0.6-1.2mm,较好的是0.8-1.0mm,特别好的是 1.0-1.2mm。
Claims (11)
1.高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其特征在于,包括如下重量份数的组分:
2.根据权利要求1所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其特征在于,包括如下重量份数的组分:
3.根据权利要求1或2所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其特征在于,所述的聚碳酸酯树脂的重均分子量为20000~40000g/mol;所述聚碳酸酯,在环境温度为300℃,负荷为1.2Kg时,熔融指数为5-30g/10min;
所述苯乙烯-丙烯腈共聚物,在环境温度为220℃,负荷为10Kg时,熔融指数>10g/10min。
4.根据权利要求1或2所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其特征在于,所述阻燃剂为苯磺酰基苯磺酸钾(KSS),全氟丁基磺酸钾,2、4、5-三氯苯磺酸钠(STB)等磺酸盐阻燃剂;磷酸酯、次磷酸酯、膦酸酯、有机倍半硅氧烷中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其特征在于,所述玻璃纤维为无碱短切圆形玻璃纤维,无碱短切扁平玻璃纤维,玻璃微珠,玻璃微珠粒径为10~40μm。
6.根据权利要求1或2所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其特征在于,所述相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐,苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯,ABS接枝马来酸酐中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其特征在于,所述相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐,苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯,ABS接枝马来酸酐中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其特征在于,还包括1-20份的其他助剂。
9.根据权利要求8所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料,其特征在于,所述其他助剂,包括抗滴落剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂和颜色助剂中的一种以上。
10.权利要求1~9任一项所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料的应用,其特征在于,用于制备电脑边框,家用电器外壳。
11.采用权利要求1~9任一项所述的高光泽、免喷涂、薄壁化聚碳酸酯阻燃增强材料制备的产品,薄壁部的厚度为0.6-1.2mm。
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