一种高强阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法，解决现有不能兼具高阻燃和强度的问题，提供一种高强阻燃聚碳酸酯复合材料及制备方法，包括聚碳酸酯：50～90；聚异丁烯：1.0～1.5；磷系无卤阻燃剂：1.0～5.0；含磷马来酰亚胺酯：0.5～0.8；水滑石粉末：2.0～3.0；缩合多环多核芳烃树脂：10～15；氮系阻燃剂：2.0～4.0；全氟辛烷磺酸钠：1.0～2.0；高岭土：0.5～0.7；抗滴落剂：0.01～10；玻璃纤维：2.0～4.0；冲击改性剂：3.0～5.0；增韧剂：5.0～8.0；抗氧化剂：1.0～1.5；将上述各原料按比例混合，挤出造粒而成。具有高阻燃性能和弯曲强度性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高强阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种高强阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法，属于阻燃高分子材料

技术介绍
聚碳酸酯(PC)是应用广泛的五大工程塑料之一，具有较高的耐冲击性及耐热性的特性，广泛应用在电子、电器、汽车、航天等领域。近年来，聚碳酸酯随着应用领域与生产规模的扩大，人们对其性能的要求也越来越高，尤其是对材料的阻燃性、强度性能等的要求，但是，由于PC材料本身的阻燃性能一般只能达到UL94标准中的V-2级，只有一定的阻燃特性，而随着各行各业的应用要求，这一阻燃级别远远无法满足UL94V-0级的性能要求，且PC燃烧时滴落的热熔体也很容易引起附近材料的二次燃烧。因此，必须对PC材料进行阻燃改性且又要保证材料的其它性能。对于PC的阻燃性能的改性，目前通常是简单的采用卤素阻燃、磷系阻燃、含硫阻燃如芳香族磺酸盐等进行阻燃性能的提高，但是，各阻燃剂之间并非相互起到协效功能，有些反而会起到拮抗作用。如中国专利申请(公开号：CN104725821A)公开了一种磷氮系无卤阻燃聚碳酸酯及其制备方法，其包括聚碳酸酯60％～85％；磷氮系无卤阻燃剂5％～10％、增强剂5％～20％，抗滴落剂0.1％～1％，润滑剂0.1％～1.5％及相容剂2％～5％。虽然，其在说明了在垂直燃烧可达V-0级别和热稳定性好和电性能优良的特点，但是，其不能同时兼具其它的强度性能，尤其是在热变形温度及弯曲强度等力学性能方面的表现较差。
技术实现思路
本专利技术针对以上现有技术中存在的缺陷，一种高强阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法，解决的问题是如何实现兼具高阻燃性和弯曲强度性能。本专利技术的目的之一是通过以下技术方案得以实现的，一种高强阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下成分的重量份：聚碳酸酯：50～90；聚异丁烯：1.0～1.5；磷系无卤阻燃剂：1.0～5.0；含磷马来酰亚胺酯：0.5～0.8；纳米级水滑石粉末：2.0～3.0；缩合多环多核芳烃树脂：10～15；氮系阻燃剂：2.0～4.0；全氟辛烷磺酸钠：1.0～2.0；高岭土：0.5～0.7；抗滴落剂：0.01～10；玻璃纤维：2.0～4.0；冲击改性剂；3.0～5.0；增韧剂：5.0～8.0；抗氧化剂：1.0～1.5。本专利技术通过以磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和全氟辛烷磺酸钠共同作用，通过使全氟辛烷磺酸钠与氮系阻燃剂之间的用量比例进行改进后，且在研究的过程中通过在体系中加入少量的高岭土，能够有效的提高材料的阻燃性能，使它们共同使用下起到很好的协同作用，使不会出现拮抗效应，实现提高阻料性能的效果；同时，通过加入的含磷马来酰亚胺酯和纳米级水滑石粉末及其缩合多环多核芳烃树脂能够有效的提供起到阻燃性能的物质和耐温性能，具体的说，通过采用纳米级水滑石粉末能够有效的均匀分散在基体材料中，且采用的水滑石为层状双金属氢氧化物，其层间具有丰富的阻燃性物种CO32-和结晶水，在受热燃烧时，分解能够有效的释放阻燃性气体CO2起到隔绝氧气和而结晶水具有降低材料表面温度的作用，避免了因直接采用氢氧化铝等吸水性强的无机阻燃剂而降低阻燃性的缺陷，而含磷马来酰亚胺酯具有磷和氮成分，在燃烧也能够分解形成阻燃性物质起到很好的协效阻燃效果，且含磷马来酰亚胺酯能够与基体材料聚碳酸酯和聚异丁烯等之间具有较好的相容性，更有利于其均匀分散在基体材料中，而缩合多环多核芳烃树脂具有较高的耐温性，在研究中发现该材料的加入能够有效的提高材料在阻燃和提高强度方面的性能，具有促进增效的效果，通过对本复合材料的研究其该缩合多环多核芳烃树脂与聚碳酸酯复合使用体现出较好的性能效果；另一方面，还通过在材料加添加聚异丁烯能够对材料的强度性能得到有效的提高，尤其是在提高弯曲强度性能上表现更加优异，还通过加入玻璃纤维和冲击冲性剂使材料在整体的力学性能表现方面均具有较好的性能；且聚碳酸酯(PC)燃烧后产生的阻燃气体，能够改变空气中的成分，从而起到阻燃的效果。本聚碳酸酯复合材料主要应用于电子电器的外壳、家电等外壳材料。在上述高强阻燃聚碳酸酯复合材料中，作为优选，所述磷系无卤阻燃剂选自聚磷酸盐、三苯基磷酸盐和焦磷酸盐中的一种或几种；所述氮系阻燃剂选自密胺、密胺盐和胍盐中的一种或几种。能够与材料之间具有更好的相容性，使能够更均匀的分布的复合材料中，提高阻燃的稳定性，使阻燃性能能够达到UL94V-0的效果。作为更进一步的优选，所述氮系阻燃剂为9,10-二氢-10-羟基-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫酮胍盐和密胺盐的混合物，且所述9,10-二氢-10-羟基-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫酮胍盐：密胺盐为1：0.4～0.6。采用这样的用量比例及阻燃剂，能够使其与全氟辛烷磺酸钠及高岭土之间起到更有效的协同作用，使避免出现阻燃剂之间的相互拮抗效应而影响阻燃性能。这里密胺盐最好采用双磷酸季戊四醇酯密胺盐。在上述高强阻燃聚碳酸酯复合材料中，作为优选，所述聚碳酸酯选自硅氧烷共聚碳酸酯、支化聚碳酸酯和芳香族聚碳酸酯中的一种或几种。这些材料本身具有更好的阻燃性，且原料的稳定性高。作为更进一步的优选，所述聚碳酸酯的粘均分子量为13000～40000的芳香族聚碳酸酯。当粘均分子量控制在上述范围内，能够使具有良好的机械强度性能和保持优异的成型性，有利于材料的加工成型。作为最优方案，所述聚碳酸酯的粘均分子量为16000～28000的芳香族聚碳酸酯。在上述高强阻燃聚碳酸酯复合材料中，作为优选，所述含磷马来酰亚胺酯和纳米级水滑石粉末进行预混合形成预混物，且所述预混物中还添加有1.0～1.5重量份的石墨相氮化碳，且所述纳米级水滑石粉末的粒径为100nm～300nm。由于水滑石粉本身具有层状的结构特点，通过将含磷马来酰亚胺酯和纳米级水滑石粉末预混物，能够预先嵌入到其层状结构内，再添加石墨相氮化碳具有高吸附性能的特性，而能够使纳米级水滑石粉末及马来酰亚胺酯的预混物很好的吸性在其表面，有利于提高其分散均匀性，更有效的保证阻燃的稳定性，且也能够避免因吸水等导致其阻燃性能降低。更进一步的优选，在预混物中还预先加入缩合多环多核芳烃树脂。在上述高强阻燃聚碳酸酯复合材料中，作为优选，所述抗滴落剂选自全氟化聚烯烃、聚四氟乙烯或包覆的聚四氟乙烯。能够有效避免材料在燃烧过程中下滴而引起二次燃烧的现象，能够降低阻燃剂的用量，起到辅助阻燃的效果。在上述高强阻燃聚碳酸酯复合材料中，作为优选，所述冲击改性剂选自乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)中的一种或者两种的混合物。能够使材料具有较好的拉伸强度和缺口冲击强度性能。这里最好使乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量占5wt％～7wt％。能够更有效的使材料具有较好的拉伸强度性能。在上述高强阻燃聚碳酸酯复合材料中，作为优选，所述增韧剂选自聚丁二酸丁二醇酯、聚已二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种。提高材料的韧性，能够更有效的提高拉伸强度性能和断裂伸长率的性能。在上述高强阻燃聚碳酸酯复合材料中，所述聚碳酸酯复合材料中还可以根据需要添加光稳定剂、荧光增白剂、润滑剂、抗静电剂和脱模剂及颜料等材料，能够更好的提高材料的整体性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下成分的重量份：聚碳酸酯：50～90；聚异丁烯：1.0～1.5；磷系无卤阻燃剂：1.0～5.0；含磷马来酰亚胺酯：0.5～0.8；纳米级水滑石粉末：2.0～3.0；缩合多环多核芳烃树脂：10～15；氮系阻燃剂：2.0～4.0；全氟辛烷磺酸钠：1.0～2.0；高岭土：0.5～0.7；抗滴落剂：0.01～10；玻璃纤维：2.0～4.0；冲击改性剂：3.0～5.0；增韧剂：5.0～8.0；抗氧化剂：1.0～1.5。

【技术特征摘要】
1.一种高强阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下成分的重量份：聚碳酸酯：50～90；聚异丁烯：1.0～1.5；磷系无卤阻燃剂：1.0～5.0；含磷马来酰亚胺酯：0.5～0.8；纳米级水滑石粉末：2.0～3.0；缩合多环多核芳烃树脂：10～15；氮系阻燃剂：2.0～4.0；全氟辛烷磺酸钠：1.0～2.0；高岭土：0.5～0.7；抗滴落剂：0.01～10；玻璃纤维：2.0～4.0；冲击改性剂：3.0～5.0；增韧剂：5.0～8.0；抗氧化剂：1.0～1.5。2.根据权利要求1所述高强阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述磷系无卤阻燃剂选自聚磷酸盐、三苯基磷酸盐和焦磷酸盐中的一种或几种；所述氮系阻燃剂选自密胺、密胺盐和胍盐中的一种或几种。3.根据权利要求2所述高强阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述氮系阻燃剂为9,10-二氢-10-羟基-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫酮胍盐和密胺盐的混合物，且所述9,10-二氢-10-羟基-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫酮胍盐：密胺盐为1：0.4～0.6。4.根据权利要求1或2或3所述高强阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯选自硅氧烷共聚碳酸酯、支化聚碳酸酯和芳香族聚碳酸酯中的一种或几种。5.根据权利要求4所述高强阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的粘均分子量为13000～40000的芳香族聚碳酸酯。6.根据权利要求1或2或3所述高强阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述含磷马来酰亚胺酯和...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢震宇，於宏战，李东东，
申请(专利权)人：浙江公元电器有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33