CN109971149B - 一种耐长期热老化的无卤阻燃pc材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐长期热老化的无卤阻燃PC材料及其制备方法，该无卤阻燃PC材料由PC树脂、硅共聚PC、阻燃母粒、稳定剂、抗滴落剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂和紫外线吸收剂组成。其制备方法十分简单，先将各组分充分混合均匀，再加入双螺杆挤出机中挤出、造粒即可。本发明的无卤阻燃PC材料具有优异的阻燃性能和耐长期热老化性能，且制备方法简单、生产成本低，易于工业化生产。

Description

一种耐长期热老化的无卤阻燃PC材料及其制备方法
技术领域
本发明属于PC复合材料技术领域，具体涉及一种耐长期热老化的无卤阻燃PC材料及其制备方法。
背景技术
PC树脂，即聚碳酸酯树脂，其除了具有优异的机械性能、电性能、透明性、尺寸稳定性外，还具有较好的耐热性(玻璃化转变温度150℃，热变形温度135℃)。因此，PC树脂被广泛用于家电、充电器外壳或其他电子电器配件。
然而，现有的PC复合材料的耐长期热老化性能普遍较差，限制了其在很多领域的应用。CN 106674962A公开一种热老化性能优异的PC/ABS合金及其制备方法，该PC/ABS合金在100℃下进行1000h热老化后，其缺口冲击强度保持率可以达到56％～76％，具有较好的耐长期热老化性能，但100℃的老化温度仍然偏低，仍然无法很好地满足实际应用需求。因此，开发一种能长期耐更高温度的无卤阻燃PC材料很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐长期热老化的无卤阻燃PC材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种耐长期热老化的无卤阻燃PC材料，由以下质量百分比的组分组成：
PC树脂：64.8％～79.8％；
硅共聚PC：15％～30％；
阻燃母粒：4％～10％；
稳定剂：0.2％～0.5％；
抗滴落剂：0.5％～1％；
主抗氧剂：0.1％～0.3％；
辅助抗氧剂：0.1％～0.3％；
润滑剂：0.1％～0.5％；
紫外线吸收剂：0.2％～0.5％。
优选的，所述PC树脂的重均分子量为30000～40000g/mol，熔融指数为4～7g/10min，熔融指数测试条件：300℃/1.2kg。
优选的，所述硅共聚PC的硅氧烷含量为5％～15％，熔融指数为3～5g/10min，熔融指数测试条件：300℃/1.2kg。
优选的，所述阻燃母粒由PC和有机倍半硅氧烷阻燃剂组成，有机倍半硅氧烷阻燃剂的添加量为2wt％～4wt％，PC的熔融指数为8～12g/10min，熔融指数测试条件：300℃/1.2kg。
优选的，所述稳定剂为磷酸二氢钠。
优选的，所述抗滴落剂为苯乙烯-丙烯腈共聚物包覆的聚四氟乙烯。
进一步优选的，所述抗滴落剂为苯乙烯-丙烯腈共聚物包覆的聚四氟乙烯，苯乙烯-丙烯腈共聚物的质量百分含量为50％(50％AS包覆PTFE)。
优选的，所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂中的至少一种。
优选的，所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类抗氧剂中的至少一种。
优选的，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS)。
优选的，所述紫外线吸收剂为UV-329、UV-234、UV-531中的至少一种。
上述耐长期热老化的无卤阻燃PC材料的制备方法，包括以下步骤：
1)对PC树脂进行干燥；
2)将PC树脂、硅共聚PC、阻燃母粒、稳定剂、抗滴落剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂和紫外线吸收剂加入高速搅拌机，混合均匀；
3)将高速搅拌机中的物料转入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到耐长期热老化的无卤阻燃PC材料。
优选的，步骤1)所述干燥在120～130℃下进行，干燥至PC树脂的含水量低于0.02％。
优选的，步骤3)所述双螺杆挤出机的加工温度为240～260℃，螺杆转速为250～300RPM。
本发明的有益效果是：本发明的无卤阻燃PC材料具有优异的阻燃性能和耐长期热老化性能，且制备方法简单、生产成本低，易于工业化生产。
1)本发明的无卤阻燃PC材料中添加有高分子量(即低熔指)的PC树脂，其端羟基和端羧基的含量低，活性低，可以显著提高PC材料的长期耐热性；
2)本发明的无卤阻燃PC材料中添加有硅共聚PC，其具有稳定的有机硅氧烷“-Si-0-Si-”结构，可以显著提高PC材料的长期耐热性；
3)本发明的无卤阻燃PC材料中添加有稳定剂磷酸二氢钠，其能够与PC树脂反应，起到降低PC树脂两端基团活性和含量的作用，从而起到热稳定的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1～4和对比例1～5：
实施例1～4和对比例1～5的无卤阻燃PC材料的原料组成如下表所示(质量百分比)：
表1实施例1～4和对比例1～5的无卤阻燃PC材料的原料组成表
Figure BDA0002003673560000031
注：
MI(熔融指数)均是在300℃/1.2kg的条件下测试得到；
阻燃母粒由PC和有机倍半硅氧烷阻燃剂(佛山市善德新材料有限公司的FR-600)组成，有机倍半硅氧烷阻燃剂的添加量为3wt％，PC的熔融指数为10g/10min，熔融指数测试条件：300℃/1.2kg；
阻燃母粒A由PC和全氟丁基磺酸钾阻燃剂组成，全氟丁基磺酸钾阻燃剂的添加量为3wt％，PC的熔融指数为10g/10min，熔融指数测试条件：300℃/1.2kg；
无卤阻燃PC材料的制备方法如下：将PC树脂置于120℃下干燥4h，再按配方称取各原料加入高速搅拌机，调整搅拌机转速至500r/min，搅拌5min，再将高速搅拌机中的物料转入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到无卤阻燃PC材料。
测试例：
对实施例1～4和对比例1～5的无卤阻燃PC材料进行性能测试，测试步骤为：将无卤阻燃PC材料干燥后注塑成型(注塑成型的工艺条件：射嘴温度为270℃，各区温度为265℃、260℃、250℃，保压时间为2～4s，注射压力为40～60MPa)，制备成标准测试样条，再进行性能测试，测试结果如下表所示：
表2实施例1～4和对比例1～5的无卤阻燃PC材料的性能测试结果
Figure BDA0002003673560000041
注：
熔融指数：按照ASTM D1238标准进行测试；
Lzod缺口冲击强度：按照ASTM D256标准进行测试；
冲击保持率：标准测试样条经过热老化(135℃/500h或135℃/1000h的热老化操作)后Lzod缺口冲击强度的保持率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐长期热老化的无卤阻燃PC材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：
PC树脂：64.8％～79.8％；
硅共聚PC：15％～30％；
阻燃母粒：4％～10％；
稳定剂：0.2％～0.5％；
抗滴落剂：0.5％～1％；
主抗氧剂：0.1％～0.3％；
辅助抗氧剂：0.1％～0.3％；
润滑剂：0.1％～0.5％；
紫外线吸收剂：0.2％～0.5％；
所述PC树脂的重均分子量为30000～40000g/mol，熔融指数为4～7g/10min，熔融指数测试条件：300℃/1.2kg；
所述硅共聚PC的硅氧烷含量为5％～15％，熔融指数为3～5g/10min，熔融指数测试条件：300℃/1.2kg；
所述阻燃母粒由PC和有机倍半硅氧烷阻燃剂组成，有机倍半硅氧烷阻燃剂的添加量为2wt％～4wt％，PC的熔融指数为8～12g/10min，熔融指数测试条件：300℃/1.2kg；
所述稳定剂为磷酸二氢钠。
2.根据权利要求1所述的耐长期热老化的无卤阻燃PC材料，其特征在于：所述抗滴落剂为苯乙烯-丙烯腈共聚物包覆的聚四氟乙烯。
3.根据权利要求1所述的耐长期热老化的无卤阻燃PC材料，其特征在于：所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂中的至少一种；所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类抗氧剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的耐长期热老化的无卤阻燃PC材料，其特征在于：所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
5.根据权利要求1所述的耐长期热老化的无卤阻燃PC材料，其特征在于：所述紫外线吸收剂为UV-329、UV-234、UV-531中的至少一种。
6.权利要求1～5中任意一项所述的耐长期热老化的无卤阻燃PC材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)对PC树脂进行干燥；
2)将PC树脂、硅共聚PC、阻燃母粒、稳定剂、抗滴落剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂和紫外线吸收剂加入高速搅拌机，混合均匀；
3)将高速搅拌机中的物料转入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到耐长期热老化的无卤阻燃PC材料。
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