CN118027636A - 一种透明阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种透明阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118027636A CN118027636A CN202410062275.1A CN202410062275A CN118027636A CN 118027636 A CN118027636 A CN 118027636A CN 202410062275 A CN202410062275 A CN 202410062275A CN 118027636 A CN118027636 A CN 118027636A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flame retardant
- antioxidant
- retardant
- polycarbonate material
- flame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 154
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 title claims abstract description 71
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 30
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 27
- LVTHXRLARFLXNR-UHFFFAOYSA-M potassium;1,1,2,2,3,3,4,4,4-nonafluorobutane-1-sulfonate Chemical compound [K+].[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F LVTHXRLARFLXNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 6
- -1 polymethylphenylsiloxane Polymers 0.000 claims description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 15
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 15
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 8
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 8
- 229920001921 poly-methyl-phenyl-siloxane Polymers 0.000 claims description 8
- WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N trimethyl borate Chemical compound COB(OC)OC WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecyl 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 9
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- BGHBLQKNCVRIKV-UHFFFAOYSA-N OP(O)OP(O)O.OCC(CO)(CO)CO.C(C)(C)(C)C1=C(C=CC(=C1)C(C)(C)C)O.C(C)(C)(C)C1=C(C=CC(=C1)C(C)(C)C)O Chemical compound OP(O)OP(O)O.OCC(CO)(CO)CO.C(C)(C)(C)C1=C(C=CC(=C1)C(C)(C)C)O.C(C)(C)(C)C1=C(C=CC(=C1)C(C)(C)C)O BGHBLQKNCVRIKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- KBXJHRABGYYAFC-UHFFFAOYSA-N octaphenylsilsesquioxane Chemical compound O1[Si](O2)(C=3C=CC=CC=3)O[Si](O3)(C=4C=CC=CC=4)O[Si](O4)(C=5C=CC=CC=5)O[Si]1(C=1C=CC=CC=1)O[Si](O1)(C=5C=CC=CC=5)O[Si]2(C=2C=CC=CC=2)O[Si]3(C=2C=CC=CC=2)O[Si]41C1=CC=CC=C1 KBXJHRABGYYAFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JGTNAGYHADQMCM-UHFFFAOYSA-N perfluorobutanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F JGTNAGYHADQMCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本申请涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种透明阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用。一种透明阻燃聚碳酸酯材料，按质量份数计，制备原料包括：聚碳酸酯97.4‑98.3份、复合阻燃剂1‑1.3份、抗氧剂0.4‑0.8份、润滑剂0.3‑0.5份，所述复合阻燃剂由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷组成。本申请的各种原料在透明阻燃聚碳酸酯材料中起到协同作用，提供了优异的透光率、力学性能和阻燃性能。通过控制配方和加工条件，可以进一步优化材料的性能，使其适用于智能家居电、新能源汽车和电子通讯领域的薄壁件制造。
Description
技术领域
本申请涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种透明阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用。
背景技术
聚碳酸酯(PC)树脂是一种耐蠕变、尺寸稳定性好、耐高温、吸水率低、无毒等性能优良的热塑性工程塑料，其本身阻燃性好，可达UL94V-2级，广泛用于电子电器、汽车配件，电讯行业部件，光学元件及照明领域。随着时代的发展，塑料制品的轻量化成为重要的发展方向，为了实现轻量化，塑料制品越来越薄，对材料阻燃性能的要求也越来越高。例如：某些手机后盖和充电宝后盖要求阻燃等级达到0.4mm-0.8mm厚度的UL94V-0级，有些塑料制品甚至要求阻燃等级达到0.25mm厚度的UL94V-0级。
由于PC薄壁制品燃烧时，成炭速率较慢，残炭量较低，形成的少量残炭层不能阻止火焰的蔓延，因此，目前的薄壁阻燃PC材料难以达到阻燃V0级。并且，作为外饰件和包装材料使用时，PC的流动性低导致在薄壁制品时会导致充填困难，造成低成品率影响正常工业化生产和产品应用。
因此，亟需开发一种可用于薄壁件、可低温成型透明高阻燃性的聚碳酸酯材料。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本申请提供了一种透明阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用。
第一方面，本申请提供一种透明阻燃聚碳酸酯材料，采用如下技术方案：
一种透明阻燃聚碳酸酯材料，按质量份数计，制备原料包括：聚碳酸酯97.4-98.3份、复合阻燃剂1-1.3份、抗氧剂0.4-0.8份、润滑剂0.3-0.5份，所述复合阻燃剂由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷组成。
通过采用上述技术方案，聚碳酸酯：作为材料的主体，提供材料的力学性能和透光率。复合阻燃剂：由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷组成。硼硅氧烷改性阻燃剂具有优异的阻燃性能，全氟丁基磺酸钾具有良好的阻燃效果和热稳定性，八苯基笼形倍半硅氧烷则具有优异的热稳定性和气相阻燃性能。复合阻燃剂的添加能够显著提升材料的阻燃性能，阻燃剂之间还可能有协同作用，进一步提高材料的阻燃效果。抗氧剂：用于提高材料的氧化稳定性，防止材料老化和变黄。润滑剂：用于改善材料的流动性和加工性能，减少材料在加工过程中的摩擦损耗和热分解。通过对上述配方的调整和合理配比，可以使复合阻燃剂在聚碳酸酯材料中较低的添加量时仍能保证优异的阻燃性能，同时保持其优异的透光率和力学性能。各组分在配方中的作用和协同作用使得透明阻燃聚碳酸酯材料具备了广泛的应用前景。
优选的，所述硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷的质量份数比为3-6:2-4:1。
通过采用上述技术方案，在本申请中，硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷的质量份数比为3-6:2-4:1。它们在复合阻燃剂中起到了以下作用及协同作用：硼硅氧烷改性阻燃剂：具有优异的阻燃性能，能够有效地延缓材料燃烧的速度和减少火焰的蔓延。它通过释放弱酸和生成阻燃层来阻止火焰的扩散，同时消耗火焰中的氧气，从而实现了阻燃效果。此外，硼硅氧烷还具有优异的耐热性和耐氧化性。全氟丁基磺酸钾：作为阻燃剂的一个成分，能够有效地降低材料的燃烧速度，提高材料的阻燃性能。全氟丁基磺酸钾能生成炭化层，有效隔离氧气和热源，起到阻燃的作用。另外，全氟丁基磺酸钾还具有良好的热稳定性和化学稳定性。八苯基笼形倍半硅氧烷：作为阻燃剂的一个成分，八苯基笼形倍半硅氧烷能够提高材料的阻燃性能，并具有优异的热稳定性和气相阻燃性能。它能在高温下形成稳定的炭化层，阻止火焰传播。硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷之间具有协同作用，能够共同作用于材料的燃烧过程，提高阻燃效果。它们协同作用的具体方式可能包括：阻止火焰传播、生成阻燃层、消耗火焰中的氧气等，从而实现更好的阻燃效果。
优选的，所述硼硅氧烷改性阻燃剂的制备方法为：按照质量份数，在氮气保护下，将酚醛树脂粉末与聚甲基苯基硅氧烷、硼酸三甲酯加入到反应器中并置于加热套中进行加热、搅拌，设置加热温度210℃，加热速率为8℃/分钟，搅拌速率为250rpm，同时蒸馏除水；反应40min后将产物置于无水乙醇中溶解完全后倒入去离子水使得产物析出，析出产物抽滤并在85℃下真空烘24h后，研磨、过筛，得到粒径为15-25μm的硼硅氧烷改性阻燃剂。
优选的，所述酚醛树脂粉末、聚甲基苯基硅氧烷、硼酸三甲酯、无水乙醇和去离子水的质量份数比为4-5:4-5:1:30:200。
通过采用上述技术方案，在硼硅氧烷改性阻燃剂的制备过程中，酚醛树脂粉末为改性剂，与聚甲基苯基硅氧烷和硼酸三甲酯反应，将硼硅氧烷引入聚碳酸酯材料中，起到改性增强和阻燃效果。硼硅氧烷改性阻燃剂在复合阻燃剂中与全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷共同作用，实现了协同的阻燃效果。在配方的调整下，它们能够在较低的添加量时保持优异的阻燃性能。具体而言，复合阻燃剂通过释放弱酸、生成炭化层、隔离氧气和热源等方式，共同发挥阻燃效果，延缓材料的燃烧速度，降低火焰的蔓延，并消耗火焰中的氧气。此外，硼硅氧烷改性阻燃剂还具有优异的耐热性和耐氧化性，可以提高材料的热稳定性和阻燃性能。整体复合阻燃剂的使用还能保证透明阻燃聚碳酸酯材料具有优异的光学性能和力学性能，使其适用于广泛的应用领域。
优选的，所述聚碳酸酯为双A型聚碳酸酯，重均分子量为19000-22000。
优选的，所述抗氧化剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂以质量份数比3:1-2组成。
优选的，所述主抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂1076中的至少一种；所述辅助抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂626中的至少一种。
优选的，所述润滑剂由硅酮粉、硬脂酸锌和聚乙烯蜡以质量份数比3:1:1.5组成。
通过采用上述技术方案，在本申请中，润滑剂的成分包括硅酮粉、硬脂酸锌和聚乙烯蜡，它们按照质量份数比3:1:1.5混合使用。硅酮粉在润滑剂中起到润滑和降低摩擦系数的作用。它可以填充材料表面的微小凹陷和瑕疵，形成平滑的润滑膜，从而降低材料的摩擦阻力，提高材料的表面光滑度和加工性能。硬脂酸锌是一种金属盐类，它在润滑剂中起到增强润滑效果的作用。硬脂酸锌可以和材料表面形成一层薄膜，减少表面之间的摩擦和磨损，同时还具有一定的抗氧化性能，延缓材料老化过程中的氧化反应。聚乙烯蜡是一种高分子化合物，它在润滑剂中起到增加材料的流动性和降低粘度的作用。聚乙烯蜡可以在材料熔融状态下起到润滑作用，使材料更易于加工和成型，并且可以提高材料的光滑度和表面质量。这三种润滑剂在透明阻燃聚碳酸酯材料中的作用互相协同。硅酮粉填充材料表面的微小凹陷，提高材料的光滑度和润滑性能；硬脂酸锌形成一层保护膜，减少摩擦和磨损，并具有抗氧化性能；聚乙烯蜡增加材料的流动性和降低粘度，提高加工性能和表面质量。它们共同作用可以实现材料的良好润滑效果，并提高整体性能。
第二方面，本申请提供一种透明阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，采用如下的技术方案：
作为一个总的技术构思，本申请还提供上述一种透明阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，将上述聚碳酸酯、复合阻燃剂、抗氧剂和润滑剂按照所述质量份数混合后加入双螺杆挤出机中，在200-260℃温度范围内熔融混合造粒，得到透明阻燃聚碳酸酯材料。
第三方面，本申请提供一种透明阻燃聚碳酸酯材料的应用，采用如下的技术方案：一种透明阻燃聚碳酸酯材料在制备智能家居电、新能源汽车和电子通讯领域中的应用。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.透光率优异：透明阻燃聚碳酸酯材料通过精心设计的配方和添加适量的阻燃剂，能够显著提高材料的透光率，使其适用于对透明度要求较高的领域。
2.力学性能优异：采用了复合阻燃剂并调整配方，透明阻燃聚碳酸酯材料在保证阻燃性能的前提下，能够维持材料的优异力学性能，如强度、韧性等，满足实际应用的要求。
3.薄壁阻燃性能优异：透明阻燃聚碳酸酯材料在加工成薄壁件时，保持了优异的阻燃性能。这使得它成为制造智能家居电、新能源汽车和电子通讯设备等领域薄壁件的理想材料。
4.加工性能优秀：透明阻燃聚碳酸酯材料具有良好的加工性能，可以通过吹塑、注塑等常规方法加工成各种形状的产品，且加工过程中不易产生气味和有毒副产品。
5.广泛应用潜力：由于透明阻燃聚碳酸酯材料具有优异的光学性能、力学性能和阻燃性能，并且适用于制造各种薄壁件，它可以广泛应用于智能家居电、新能源汽车和电子通讯领域等。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品,双A型聚碳酸酯树脂：重均分子量19000，牌号H-2000F，购自日本三菱；抗氧剂1010，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，购自巴斯夫；抗氧剂1076，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，购自巴斯夫；抗氧剂168，亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，购自巴斯夫；抗氧剂626，双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯，购自巴斯夫。
制备例1硼硅氧烷改性阻燃剂的制备
硼硅氧烷改性阻燃剂的制备方法为：按照质量份数，在氮气保护下，将4kg酚醛树脂粉末与4kg聚甲基苯基硅氧烷、1kg硼酸三甲酯加入到反应器中并置于加热套中进行加热、搅拌，设置加热温度210℃，加热速率为8℃/分钟，搅拌速率为250rpm，同时蒸馏除水；反应40min后将产物置于30kg无水乙醇中溶解完全后倒入200kg去离子水使得产物析出，析出产物抽滤并在85℃下真空烘24h后，研磨、过筛，得到粒径为15-25μm的硼硅氧烷改性阻燃剂。
制备例2硼硅氧烷改性阻燃剂的制备
硼硅氧烷改性阻燃剂的制备方法为：按照质量份数，在氮气保护下，将5kg酚醛树脂粉末与5kg聚甲基苯基硅氧烷、1kg硼酸三甲酯加入到反应器中并置于加热套中进行加热、搅拌，设置加热温度210℃，加热速率为8℃/分钟，搅拌速率为250rpm，同时蒸馏除水；反应40min后将产物置于30kg无水乙醇中溶解完全后倒入200kg去离子水使得产物析出，析出产物抽滤并在85℃下真空烘24h后，研磨、过筛，得到粒径为15-25μm的硼硅氧烷改性阻燃剂。
制备例3硼硅氧烷改性阻燃剂的制备
硼硅氧烷改性阻燃剂的制备方法为：按照质量份数，在氮气保护下，将4.5kg酚醛树脂粉末与4.5kg聚甲基苯基硅氧烷、1kg硼酸三甲酯加入到反应器中并置于加热套中进行加热、搅拌，设置加热温度210℃，加热速率为8℃/分钟，搅拌速率为250rpm，同时蒸馏除水；反应40min后将产物置于30kg无水乙醇中溶解完全后倒入200kg去离子水使得产物析出，析出产物抽滤并在85℃下真空烘24h后，研磨、过筛，得到粒径为15-25μm的硼硅氧烷改性阻燃剂。
实施例1
一种透明阻燃聚碳酸酯材料，按质量份数计，制备原料包括：双A型聚碳酸酯97.4kg、复合阻燃剂1kg、抗氧剂0.4kg、润滑剂0.3kg，所述复合阻燃剂由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷以质量份数比3:2:1组成，所述硼硅氧烷改性阻燃剂为制备例1制备的硼硅氧烷改性阻燃剂；所述抗氧化剂由抗氧剂1010和抗氧剂168以质量份数比3:1组成；所述润滑剂由硅酮粉、硬脂酸锌和聚乙烯蜡以质量份数比3:1:1.5组成。
一种透明阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，将上述将双A型聚碳酸酯、复合阻燃剂、抗氧剂和润滑剂按照所述质量份数混合后加入双螺杆挤出机中，一区到五区温度依次为200℃、220℃、230℃、260℃、255℃，螺杆转速为350rpm，熔融反应，经拉条切粒烘干，得到透明阻燃聚碳酸酯材料。
实施例2
一种透明阻燃聚碳酸酯材料，按质量份数计，制备原料包括：双A型聚碳酸酯98.3kg、复合阻燃剂1.3kg、抗氧剂0.8kg、润滑剂0.5kg，所述复合阻燃剂由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷以质量份数比6:4:1组成，所述硼硅氧烷改性阻燃剂为制备例2制备的硼硅氧烷改性阻燃剂；所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂626以质量份数比3:2组成；所述润滑剂由硅酮粉、硬脂酸锌和聚乙烯蜡以质量份数比3:1:1.5组成。
一种透明阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，将上述将双A型聚碳酸酯、复合阻燃剂、抗氧剂和润滑剂按照所述质量份数混合后加入双螺杆挤出机中，一区到五区温度依次为200℃、220℃、230℃、260℃、250℃，螺杆转速为350rpm，熔融反应，经拉条切粒烘干，得到透明阻燃聚碳酸酯材料。
实施例3
一种透明阻燃聚碳酸酯材料，按质量份数计，制备原料包括：双A型聚碳酸酯98kg、复合阻燃剂1.1kg、抗氧剂0.6kg、润滑剂0.4kg，所述复合阻燃剂由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷以质量份数比4:3:1组成，所述硼硅氧烷改性阻燃剂为制备例3制备的硼硅氧烷改性阻燃剂；所述抗氧化剂由抗氧剂1010和抗氧剂626以质量份数比3:1.5组成；所述润滑剂由硅酮粉、硬脂酸锌和聚乙烯蜡以质量份数比3:1:1.5组成。
一种透明阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，将上述将双A型聚碳酸酯、复合阻燃剂、抗氧剂和润滑剂按照所述质量份数混合后加入双螺杆挤出机中，一区到五区温度依次为200℃、220℃、230℃、260℃、260℃，螺杆转速为350rpm，熔融反应，经拉条切粒烘干，得到透明阻燃聚碳酸酯材料。
实施例4
与实施例3相同，不同之处在于，采用等量的硅酮粉代替抗润滑剂，所述润滑剂由硅酮粉、硬脂酸锌和聚乙烯蜡以质量份数比3:1:1.5组成。
实施例5
与实施例3相同，不同之处在于，采用等量的硬脂酸锌代替抗润滑剂，所述润滑剂由硅酮粉、硬脂酸锌和聚乙烯蜡以质量份数比3:1:1.5组成。
实施例6
与实施例3相同，不同之处在于，采用等量的聚乙烯蜡代替抗润滑剂，所述润滑剂由硅酮粉、硬脂酸锌和聚乙烯蜡以质量份数比3:1:1.5组成。
对比例1
与实施例3相同，不同之处在于：采用等量的硼硅氧烷改性阻燃剂代替复合阻燃剂,所述复合阻燃剂由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷以质量份数比4:3:1组成，所述硼硅氧烷改性阻燃剂为制备例3制备的硼硅氧烷改性阻燃剂。
对比例2
与实施例3相同，不同之处在于：采用等量的全氟丁基磺酸钾代替复合阻燃剂,所述复合阻燃剂由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷以质量份数比4:3:1组成，所述硼硅氧烷改性阻燃剂为制备例3制备的硼硅氧烷改性阻燃剂。
对比例3
与实施例3相同，不同之处在于：采用等量的八苯基笼形倍半硅氧烷代替复合阻燃剂,所述复合阻燃剂由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷以质量份数比4:3:1组成，所述硼硅氧烷改性阻燃剂为制备例3制备的硼硅氧烷改性阻燃剂。
性能检测试验
分别对实施例1-实施例6和对比例1-对比例3制备的透明阻燃聚碳酸酯材料进行取样，并注塑为测试条，进行测试，测试结果如表1所示；
阻燃测试：按照GB/T2408-2008，测试材料垂直燃烧，样条厚度根据测试需求进行调整，按照0.25mm，0.4mm，0.6mm,1.0mm，2.0mm进行测试，如果较薄厚度测试达不到V-0级别，则测试更高厚度的阻燃样条；
透光率测试：按照GB/T 2410-2008，测试透光率％，选用可见光550nm波长，样品厚度2mm；
拉伸强度、拉伸模量按照GB/T1040.2-2006进行测试，样品尺寸185mmX20mmX2mm,拉伸强度测试中测试速度为50mm/min,拉伸弹性模量测试中测试速度为1mm/min；
缺口冲击强度按照GB/T1843-2008进行测试，样品尺寸80mmXlOmmX2 mm；
表1性能测试
从表1可知，实施例1-实施例3制得的透明阻燃聚碳酸酯材料均达到了阻燃等级0.25mm为V0等级，同时缺口冲击强度为68.2kJ/m2以上，透光率为88.6％以上，拉伸强度为67.4MPa以上，拉伸弹性模量为2398MPa以上；具有优异的透光率、力学性能和阻燃性能。通过控制配方和加工条件，可以进一步优化材料的性能，使其适用于智能家居电、新能源汽车和电子通讯领域的薄壁件制造。
从表1可看出，实施例3与实施例4-实施例6的性能对比分析可知，采用所述润滑剂由硅酮粉、硬脂酸锌和聚乙烯蜡以质量份数比3:1:1.5组成，利用它们之间的协同作用，在透明阻燃聚碳酸酯材料中的作用互相协同。硅酮粉填充材料表面的微小凹陷，提高材料的光滑度和润滑性能；硬脂酸锌形成一层保护膜，减少摩擦和磨损，并具有抗氧化性能；聚乙烯蜡增加材料的流动性和降低粘度，提高加工性能和表面质量。它们共同作用可以实现材料的良好润滑效果，并提高整体性能。
从表1可看出，实施例3与对比例1-对比例3的性能对比分析可知，采用复合阻燃剂由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷以质量份数比4:3:1组成，利用它们之间的协同作用，能够共同作用于材料的燃烧过程，提高阻燃效果。它们协同作用的具体方式可能包括：阻止火焰传播、生成阻燃层、消耗火焰中的氧气等，从而实现更好的阻燃效果。
以上实施例仅用以解释说明本申请的技术方案而非对其限制，尽管上述实施例对本申请进行了具体的说明，相关技术人员应当理解，依然可对本申请的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本申请精神和范围的任何修改和等同替换，其均应涵盖在本申请的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种透明阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，按质量份数计，制备原料包括：聚碳酸酯97.4-98.3份、复合阻燃剂1-1.3份、抗氧剂0.4-0.8份、润滑剂0.3-0.5份，所述复合阻燃剂由硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷组成。
2.根据权利要求1所述一种透明阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述硼硅氧烷改性阻燃剂、全氟丁基磺酸钾和八苯基笼形倍半硅氧烷的质量份数比为3-6:2-4:1。
3.根据权利要求1所述一种透明阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述硼硅氧烷改性阻燃剂的制备方法为：按照质量份数，在氮气保护下，将酚醛树脂粉末与聚甲基苯基硅氧烷、硼酸三甲酯加入到反应器中并置于加热套中进行加热、搅拌，设置加热温度210℃，加热速率为8℃/分钟，搅拌速率为250rpm，同时蒸馏除水；反应40min后将产物置于无水乙醇中溶解完全后倒入去离子水使得产物析出，析出产物抽滤并在85℃下真空烘24h后，研磨、过筛，得到粒径为15-25μm的硼硅氧烷改性阻燃剂。
4.根据权利要求3所述一种透明阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述酚醛树脂粉末、聚甲基苯基硅氧烷、硼酸三甲酯、无水乙醇和去离子水的质量份数比为4-5:4-5:1:30:200。
5.根据权利要求1所述一种透明阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为双A型聚碳酸酯，重均分子量为19000-22000。
6.根据权利要求1所述一种透明阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述抗氧化剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂以质量份数比3:1-2组成。
7.根据权利要求6所述一种透明阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述主抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂1076中的至少一种；所述辅助抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂626中的至少一种。
8.根据权利要求1所述一种透明阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述润滑剂由硅酮粉、硬脂酸锌和聚乙烯蜡以质量份数比3:1:1.5组成。
9.一种如权利要求1-8任一所述一种透明阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于，将聚碳酸酯、复合阻燃剂、抗氧剂和润滑剂按照所述质量份数混合后加入双螺杆挤出机中，在200-260℃温度范围内熔融混合造粒，得到透明阻燃聚碳酸酯材料。
10.一种如权利要求1-8任一所述一种透明阻燃聚碳酸酯材料在制备智能家居电、新能源汽车和电子通讯领域中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410062275.1A CN118027636A (zh) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | 一种透明阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410062275.1A CN118027636A (zh) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | 一种透明阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118027636A true CN118027636A (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=91001365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410062275.1A Pending CN118027636A (zh) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | 一种透明阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118027636A (zh) |
-
2024
- 2024-01-16 CN CN202410062275.1A patent/CN118027636A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107434878B (zh) | 一种高灼热丝、耐水煮阻燃聚丙烯复合材料及制备方法 | |
| CN104086970B (zh) | 一种高效溴硅阻燃耐气候聚碳酸酯复合材料及其制备方法 | |
| CN102516738A (zh) | 一种无卤阻燃耐寒pc/abs材料及制备方法 | |
| CN109535683A (zh) | 难燃的聚碳酸酯组合物及其制备方法 | |
| CN112111138A (zh) | 一种难燃的聚碳酸酯组合物及其制备方法 | |
| CN113736240B (zh) | 一种高韧性的阻燃聚碳酸酯合金组合物及其制备方法和应用 | |
| WO2023020397A1 (zh) | 一种高热稳定的阻燃聚碳酸酯合金组合物及其制备方法和应用 | |
| CN112280027A (zh) | 含磷硅共聚聚碳酸酯及其制备方法和组合物及该组合物的制备方法和应用 | |
| CN113321916A (zh) | 一种无卤阻燃抗划伤聚碳酸酯合金及其制备方法和应用 | |
| CN115584114B (zh) | 一种聚碳酸酯合金组合物及其制备方法和应用 | |
| CN118027636A (zh) | 一种透明阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用 | |
| CN109135235B (zh) | 一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与应用 | |
| CN111117184A (zh) | 一种耐高温高湿的阻燃pc塑料及其制备方法和应用 | |
| CN114479407B (zh) | 薄壁阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法 | |
| CN109280346B (zh) | 一种高抗冲玻纤增强无卤阻燃pok/pbt合金及其制备方法 | |
| KR101748243B1 (ko) | 유동성과 표면 광택이 우수한 비할로겐 난연성 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 성형품 | |
| CN113913003A (zh) | 一种高流动性阻燃聚碳酸酯材料及其制品 | |
| CN111748153A (zh) | 一种新型环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN111675893A (zh) | 一种耐应力开裂光扩散阻燃聚碳酸酯及制备方法 | |
| KR20120069821A (ko) | 난연성 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 | |
| CN114213803B (zh) | 一种阻燃abs复合材料及其制备方法 | |
| CN114539754B (zh) | 一种耐候无卤阻燃的生物基聚碳酸酯材料及制备方法 | |
| CN114957931B (zh) | 高抗滴落阻燃热塑性聚酯弹性体复合材料及其制备方法 | |
| CN116041871B (zh) | 一种阻燃母粒和高cti阻燃pc产品 | |
| CN118027642A (zh) | 一种聚碳酸酯阻燃母粒及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |