一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料。聚碳酸酯材料以重量份数计，包括如下组分：聚碳酸酯树脂52～96份；含溴阻燃剂4～20份；协效阻燃剂0～6份；成炭促进剂0.001～2份；矿物填料0.1～20份；抗滴落剂0.5份；抗氧剂0.2份；润滑剂0.2份。本发明专利技术通过气相起效的溴系阻燃剂及其协效剂，与凝聚相起效的成炭促进剂和填充体系，共同作用可以达到900℃的高GWIT值，缺口冲击强度均在450J/m以上，具有优异的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及工程塑料
，更具体地，涉及一种一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料及其制备方法和应用。
技术介绍
对于电子电气领用中应用的塑料而言，阻燃是确保产品安全稳定运行的重要。对于无人值守且额定电流超过0.2A的电器所使用的塑料，除了需要在制件厚度下满足UL-94V-0阻燃等级之外，通常还需要达到IEC60695-2-12要求的灼热丝引燃温度(GWIT)大于775℃的要求，降低其起火风险。特别的，澳洲、北美等地由于地域广袤、森林覆盖率高，对无人值守电器使用材料的灼热丝要求更加严格，一般达到875℃以上。使用高GWIT的材料制造无人值守的电器设备，更能降低电器火灾风险，这对于在森林、草原、仓库等应用场景意义重大。在电子电气产品塑料外壳一贯采用的1.5mm-3.0mm厚度范围内，实验结果表明，厚度越大，其GWIT越低。在3.0mm厚度下，现有公开技术大多达到850℃。CN110305458A公开了一种高灼热丝聚碳酸酯组合物，由以下按重量百分比计的组分组成：聚碳酸酯40％～80％、有机聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物5％～50％、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯1％～15％、阻燃剂1％～25％、抗滴垂剂0.10％～2.00％和抗氧剂0.01％～0.30％。但是该高灼热丝聚碳酸酯组合物主要是通过有机聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物搭配丙烯腈-丁二烯-苯乙烯提高成碳性，同时添加有机聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物也可以改善流动性，将GWIT提升到875℃以上，需要加入的组分较为复杂，且GWIT性能还存在一定的改善空间。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有聚碳酸酯材料的的GWIT不能满足875℃以上的使用要求的缺陷和不足，提供一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料。本专利技术的另一目的在于提供一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料在制备电子电气设备中的应用。本专利技术的再一目的在于提供一种电子电器设备。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料，以重量份数计，包括如下组分：聚碳酸酯树脂52～96份；含溴阻燃剂4～20份；协效阻燃剂0～6份；成炭促进剂0.001～2份；矿物填料0.1～20份；抗滴落剂0.05～1.2份；抗氧剂0.01～1.2份；润滑剂0.01～0.6份。本专利技术的具有高GWIT的聚碳酸酯材料包括聚碳酸酯树脂、含溴阻燃剂、协效阻燃剂、成炭促进剂和矿物填料，其中各组分的作用具体说明如下：成炭促进剂能够促进PC快速成炭，填充物能够补强炭层，更好的隔绝熔体与灼热丝的接触；溴系阻燃剂能够高效捕捉气相中的自由基，降低火焰能量，使明火不出现或快速熄灭；三氧化二锑协效阻燃剂能够促进溴进入气相发挥作用，提高阻燃效率，从而有效降低溴系阻燃剂用量，平衡了成本和力学性能；矿物填料可以增加炭层稳定性，减少熔体与灼热丝的直接接触，降低可燃气体产物的释放。本专利技术的矿物填料可以为玻璃纤维，玻璃微珠，硅微粉，滑石粉，钛白粉，云母，硫化锌，碳酸钙，硫酸钡，硫酸镁，氢氧化镁，氧化镁，氧化铝，氮化硼，蒙脱土，黏土，高岭土，海泡石，正长石，硼酸锌及其复配，优选具有片层结构且结构较为规整稳定的滑石粉。本专利技术还可以包括其他加工助剂，比如抗滴落剂、抗氧剂和润滑剂等。GWIT测试要求样片与特定温度灼热丝接触过程中不起燃或起燃后再5s内熄灭。灼热丝以一定压力压在样片表面并最终会压穿样片，在压穿样片瞬间PC的炭层破裂，内部熔体被撕扯并大量接触灼热丝表面，因此非常容易起火，本专利技术通过气相起效的溴系阻燃剂及其协效剂，与凝聚相起效的成炭促进剂和填充体系，共同作用，在3mm厚度下，实现了高达900℃的GWIT，同时保持良好的韧性。优选地，以重量份数计，包括如下组分：聚碳酸酯树脂60～89份；含溴阻燃剂6～16份；协效阻燃剂1～5份；成炭促进剂0.1～1份；矿物填料4～18份；抗滴落剂0.05～1.2份；抗氧剂0.01～1.2份；润滑剂0.01～0.6份。优选地，以重量份数计，包括如下组分：聚碳酸酯树脂66～82份；含溴阻燃剂8～14份；协效阻燃剂2～4份；成炭促进剂0.2～0.4份；矿物填料8～16份；抗滴落剂0.5份；抗氧剂0.2份；润滑剂0.2份。优选地，所述含溴阻燃剂为四溴双酚A、溴化环氧树脂或溴化聚碳酸酯。为了获得更好的韧性，更进一步地，本专利技术的含溴阻燃剂优选为溴化聚碳酸酯。优选地，所述协效阻燃剂为三氧化二锑或锡酸锌。更进一步优选为三氧化二锑，其具有更高的韧性和灼热丝性能。优选地，所述成炭促进剂为全氟烷基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酰钾、对甲苯磺酸钠或三氯苯磺酸钠。本专利技术的成炭促进剂更进一步优选为苯磺酰基苯磺酸钾，能够更加高效的提高灼热丝性能。优选地，所述矿物填料的平均粒径为0.01μm～25μm。优选地，所述矿物填料的平均粒径为3μm～10μm。本专利技术同时还具体保护一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀，加入挤出机，经熔融造粒得到具有高GWIT的聚碳酸酯材料。实际操作中，具体可以参照如下方法：1)按照配方含量称量各组分，并将需要预烘干处理的各组分进行60～120℃烘干处理，烘干时间设定为4h～6h；2)将预烘干处理的各组分经过高混机混合均匀；3)再加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温控设置温度为200℃～280℃，其中并设置至少1个抽真空，抽真空可以位于输料段的末端，熔融段的前端以及计量段部分；将挤出模头的熔融长条通过水槽冷却口，引入到切粒机中进行均化切粒，干燥得到聚碳酸酯组合物。一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料在制备电子电气设备中的应用也在本专利技术的保护范围之内。本专利技术的聚碳酸酯材料通过气相起效的溴系阻燃剂及其协效剂，与凝聚相起效的成炭促进剂和填充体系，共同作用可以达到900℃的高GWIT值，完全满足相关电子电气设备，尤其是无人值守电子电气设备的相关GWIT性能要求，可以广泛应用于制备电子电气设备。本专利技术还具体保护一种电子电气设备，由包括所述具有高GWIT的聚碳酸酯材料的原料制备得到。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料，包括聚碳酸酯树脂、含溴阻燃剂、协效阻燃剂、成炭促进剂和矿物填料，成炭促进剂能够促进PC快速成炭，填充物能够补强炭层，更好的隔绝熔体与灼热丝的接触，溴系阻燃剂能够高效捕捉气相中的自由基，降低火焰能量，使明火不出现或快速熄灭，三氧化二锑协效阻燃剂能够促进溴进入气相发挥作用，提高阻燃效率，从而有效降低溴系阻燃剂用量，平衡了成本和力学性能，通过气相起效的溴系阻燃剂及其协效剂，与凝聚相起效的成炭促进剂和填充体系，共同作用可以达到900℃的高GWIT值，缺口冲击强度在450J/m以上，具有优异力学性能。...

【技术保护点】
1.一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：聚碳酸酯树脂52～96份；含溴阻燃剂4～20份；协效阻燃剂0～6份；成炭促进剂0.001～2份；矿物填料0.1～20份；抗滴落剂0.05～1.2份；抗氧剂0.01～1.2份；润滑剂0.01～0.6份。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有高GWIT的聚碳酸酯材料，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：聚碳酸酯树脂52～96份；含溴阻燃剂4～20份；协效阻燃剂0～6份；成炭促进剂0.001～2份；矿物填料0.1～20份；抗滴落剂0.05～1.2份；抗氧剂0.01～1.2份；润滑剂0.01～0.6份。


2.如权利要求1所述具有高GWIT的聚碳酸酯材料，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：聚碳酸酯树脂60～89份；含溴阻燃剂6～16份；协效阻燃剂1～5份；成炭促进剂0.1～1份；矿物填料4～18份；抗滴落剂0.05～1.2份；抗氧剂0.01～1.2份；润滑剂0.01～0.6份。


3.如权利要求1所述具有高GWIT的聚碳酸酯材料，其特征在于，所述含溴阻燃剂为四溴双酚A、溴化环氧树脂或溴化聚碳酸酯。


4.如权利要求1所述具有高GWIT的聚碳酸酯材料，其特征在于，所述协效阻燃剂为三氧化二锑或锡酸锌。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贤文，叶南飚，黄险波，李明昆，吴俊，岑茵，艾军伟，张永，丁超，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44