CN110144103A - 无卤阻燃pc导电材料及其产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种无卤阻燃PC导电材料及其产品。所述无卤阻燃PC导电材料，其按重量份数表示，包括：PC树脂80‑99.5份；单壁碳纳米管0.02‑0.04份；阻燃剂0.2‑2份。所述产品，其为经无卤阻燃PC导电材料成型后产生的产品。本发明的无卤阻燃PC导电材料通过加入单壁碳纳米管作为导电介质，并加入阻燃剂增强阻燃性能，能够制备出一种高性能的无卤阻燃PC导电材料，且材料可调配为彩色，满足目前市场对彩色导电材料的需求。

Description

无卤阻燃PC导电材料及其产品
【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种无卤阻燃PC导电材料及其产品。
【背景技术】
随着塑胶产品的多功能化和电子线路的高集成化，具有导电特性的材料应用也越来越广泛，PC材料(聚碳酸酯，Polycarbonate)的耐冲击强度高、本身阻燃等级能够达到V-2、耐候性佳，广泛应用在电子电工产品中。
纯PC材料的表面电阻在10^14(10的14次方)欧姆以上，传统通过添加炭黑或者碳纤维得到PC导电材料。然而，因为炭黑本身燃烧的特性和碳纤维的灯芯效应(像蜡烛燃烧时烛芯燃烧一样)，导致导电材料的阻燃性很难做，而且炭黑和碳纤维的颜色全部是黑色，无法调配呈其它颜色，达不到目前市场对无卤阻燃导电材料的彩色需求。
有鉴于此，实有必要开发一种无卤阻燃PC导电材料，以解决现有技术中PC导电材料无法做到阻燃及彩色的问题。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种无卤阻燃PC导电材料，以得到无卤阻燃及彩色的PC导电材料。
为了达到上述目的，本发明的无卤阻燃PC导电材料，其按重量份数表示，包括：
PC树脂 80-99.5份；
单壁碳纳米管 0.02-0.04份；
阻燃剂 0.2-2份。
可选地，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚TMC合成的聚碳酸酯中的至少一种。
可选地，在温度300℃、负重1.2Kg时，所述PC树脂的熔体质量流动速率为3-50g/10min之间。
可选地，所述单壁碳纳米管长径比在100-10000之间，直径在0.4nm-2nm之间。
可选地，所述阻燃剂为磺酸盐阻燃剂与有机硅阻燃剂的复配。
可选地，所述磺酸盐阻燃剂的添加份数为0.1-1份，所述有机硅阻燃剂的添加份数为0.1-1份。
可选地，所述磺酸盐阻燃剂为苯磺酰基苯磺酸钾(KSS)、全氟丁基磺酸钾(PPFBS)或2,4,5-三氯苯磺酸钠(STB)，所述有机硅阻燃剂为聚硅硼烷、聚甲氧基苯基硅烷、羟甲基硅烷或交联的聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
可选地，所述无卤阻燃PC导电材料还包括抗滴落剂、抗菌剂、紫外线吸收剂及脱模剂中的至少一种。
另外，本发明还提供一种产品，其为经无卤阻燃PC导电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PC导电材料通过加入单壁碳纳米管作为导电介质，并加入阻燃剂增强阻燃性能，能够制备出一种高性能的无卤阻燃PC导电材料，阻燃性能达到5VB等级，且材料可调配为彩色，满足目前市场对导电材料彩色的需求。
【具体实施方式】
本发明的无卤阻燃PC导电材料，其按重量份数表示，包括：
PC树脂80-99.5份，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚TMC合成的聚碳酸酯中的至少一种，在温度300℃、负重1.2Kg时，所述PC的熔体质量流动速率为3-50g/10min之间。
单壁碳纳米管0.02-0.04份，所述单壁碳纳米管(或称单层碳纳米管，Single-walled Carbon nanotubes,SWCNTs)具有优异的电子、机械、力学等性能，尤其是对电子和空穴都具有超高的迁移率，本发明中由所述单壁碳纳米管组成导电通路，所述单壁碳纳米管长径比(长径比即为：长度和直径之比)在100-10000之间，直径在0.4nm-2nm之间，相对于100份的材料，添加0.04重量份的单壁碳纳米管，导电材料的体积电阻可降至10^4Ohm～10^5Ohm(欧姆)。
阻燃剂0.2-2份，于较佳实施例中所述阻燃剂为磺酸盐阻燃剂与有机硅阻燃剂的复配，所述磺酸盐阻燃剂的添加份数为0.1-1份，所述有机硅阻燃剂的添加份数为0.1-1份，可达到最佳的阻燃效果5VB等级(5VB等级即采用500瓦的火焰对样品进行5次5秒的燃烧测试后，余焰与余燃在60秒内熄灭，滴落的微粒不可点燃棉花，对于块状样品允许被烧穿)，所述磺酸盐阻燃剂为苯磺酰基苯磺酸钾(KSS)、全氟丁基磺酸钾(PPFBS)或2,4,5-三氯苯磺酸钠(STB)，所述有机硅阻燃剂为聚硅硼烷、聚甲氧基苯基硅烷、羟甲基硅烷或交联的聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
其中，为了得到功能性复合材料，在不影响功能效果的前提下，所述无卤阻燃PC导电材料还包括抗滴落剂、抗菌剂、紫外线吸收剂及脱模剂中的至少一种。
为对本发明的目的、功效及技术手段有进一步的了解，现结合对比例及具体实施例说明如下。
实施例1
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
实施例2
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
对比例1
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
对比例2
称取相应重量的各组分；然后，将各组分利用单轴搅拌桶搅拌；将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
以上各实施例及对比例熔融挤出造粒后，然后将各实施例中的粒子在注塑机上注塑成型标准测试样条，按标准测试所得材料的机械性能，测试结果如表1所示：
表1：各实施例及对比例的测试结果
其中，其中，按照ΔE Lab颜色空间测试所得材料的数值为：L值在25～90之间,a值在-30～40之间，b值在-40～70之间，因此所述材料可以调配为任意颜色，通过配色改变外观。
通过上述内容可以得知：将实施例1与对比例1相比，实施例2与对比例2相比，在PC树脂中添加单壁碳纳米管相较于在PC树脂中添加炭黑，在材料的体积电阻基本相同的情况下，机械性能得到了提升，尤其是断裂伸长率及冲击强度得到了很大程度的提升，且阻燃性能同样得到了很大提升，能够从V级不过提升至5VB等级。另外，对比例中得到的材料为黑色，并不能满足市场对彩色导电材料的需求，而实施例1及实施例2中得到的材料可调配为彩色。将实施例1与实施例2相比，在材料中添加的阻燃剂为磺酸盐阻燃剂与有机硅阻燃剂的复配时，材料的阻燃性能能够从V-0等级升到5VB等级，极大程度提高了阻燃性能。
另外，本发明还提供一种产品，其为经无卤阻燃PC导电材料成型后产生的产品，该产品能够广泛应用于电子电工产品中，例如应用在打印机、电脑CPU导电部件等领域中。

Claims (9)

1.一种无卤阻燃PC导电材料，其特征在于，按重量份数表示包括：
PC树脂 80-99.5份；
单壁碳纳米管 0.02-0.04份；
阻燃剂 0.2-2份。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC导电材料，其特征在于，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚TMC合成的聚碳酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃PC导电材料，其特征在于在温度300℃、负重1.2Kg时，所述PC树脂的熔体质量流动速率为3-50g/10min之间。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC导电材料，其特征在于，所述单壁碳纳米管长径比在100-10000之间，直径在0.4nm-2nm之间。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC导电材料，其特征在于，所述阻燃剂为磺酸盐阻燃剂与有机硅阻燃剂的复配。
6.根据权利要求5所述的无卤阻燃PC导电材料，其特征在于，所述磺酸盐阻燃剂的添加份数为0.1-1份，所述有机硅阻燃剂的添加份数为0.1-1份。
7.根据权利要求5或6所述的无卤阻燃PC导电材料，其特征在于，所述磺酸盐阻燃剂为苯磺酰基苯磺酸钾、全氟丁基磺酸钾或2,4,5-三氯苯磺酸钠，所述有机硅阻燃剂为聚硅硼烷、聚甲氧基苯基硅烷、羟甲基硅烷或交联的聚二甲基硅氧烷。
8.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC导电材料，其特征在于，所述无卤阻燃PC导电材料还包括抗滴落剂、抗菌剂、紫外线吸收剂及脱模剂中的至少一种。
9.一种产品，其特征在于，所述产品为经权利要求1至8中任一项所述的无卤阻燃PC导电材料成型后产生的产品。
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