本发明专利技术为一种无卤阻燃薄膜级聚碳酸酯材料及其制备方法。目的是解决现有薄膜阻燃等级和力学性能以及外观质量无法达到使用要求的问题，利用不同阻燃剂产生协同效应，添加量少且阻燃性能高，提高薄膜外观质量和改善其柔韧性和抗折叠性。各组分为：PC树脂88-95%；共聚物2-8%；含磷阻燃剂1-3%；含硅阻燃剂0.1-0.5%；含硫阻燃剂0.1-0.8%；防滴落剂0.1-0.8%；炭黑0.5-2%。本发明专利技术用于0.25—0.76mm厚度阻燃聚碳酸酯薄膜生产，所生产PC薄膜阻燃性达到UL94V-0级且具较好力学性能，可用于手机、电脑基板、平板电视、电源供应器等电子电器元件绝缘保护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种薄膜级聚碳酸酯材料及其制备方法，特别是涉及一种一种阻燃等级达到UL94V-0的无卤阻燃薄膜级聚碳酸酯材料及其制备方法。
技术介绍
PC是无定型高分子化合物，无味、透明；具有优良的机械、热及电性能，尤其是耐冲击韧性好，蠕变小，所得制品尺寸稳定性好。PC耐热性较好，可在一 60°C 120°C温度范围内长期使用，PC热变形温度为138°C (1.82MPa)，其玻璃化温度为150°C，在220 230°C 时呈熔融状态，热分解温度约310°C ；PC吸水率低，为0. 16%，PC耐燃性符合UL94V-2，属自熄级。正因为PC具有如此多的优点，因此它已广泛应用于电子电器、汽车、医药、食品包装、 体育运动等领域，其中主要用作家电和电子产品的高级绝缘材料。目前，P C已成为用量仅次于尼龙的第二大工程塑料。尽管P C本身有一定的阻燃性，但随着人们对塑料制品的防火安全提出愈来愈高的要求，近年来对PC更高级别阻燃的研究日益活跃。PC常用的阻燃剂有卤系阻燃剂，磺酸盐系阻燃剂，磷系阻燃剂、有机硅系阻燃剂等。卤系阻燃剂如十溴二苯乙烷、溴代聚碳酸酯齐聚物等对PC具有较好的阻燃性，并能达到欧盟RoHs环保标准要求，但随着环保标准的进一步提高，在电子电器等产品上已要求所使用的材料达到无卤阻燃的环保要求，卤系阻燃剂的使用受到严格限制。PC无卤阻燃剂有磺酸盐系阻燃剂、磷系阻燃剂、有机硅系阻燃剂。磺酸盐系阻燃剂阻燃机理主要为磺酸盐在受热或火焰作用下放出的三氧化硫使PC膨胀并迅速分解而形成炭层，从而阻止热量和氧气向材料内部扩散。磺酸盐系阻燃剂在PC中添加量一般不超过1%，超过1%后， 由于已达饱和，阻燃性并不随磺酸盐的增加而升高。磷系阻燃剂阻燃机理为燃烧时磷化合物分解生成磷酸液态膜，其沸点可达300°C。同时，磷酸又进一步脱水生成偏磷酸，偏磷酸进一步聚合生成聚偏磷酸。生成的聚偏磷酸是强酸，具有很强的脱水作用，促使高聚物脱水炭化，降低材料的质量损失速度和可燃物的生成量，而磷大部分残留于炭层中。有机硅系阻燃剂的阻燃机理为硅树脂的闪点都在300°C以上，具有难燃性，在PC体系中加入硅树脂后， 燃烧时硅树脂向PC表面迁移、富集而形成均质的绝热炭化(Si—C)层，抑制了内部材料的进一步燃烧，并能防止熔体滴落，阻止了燃烧生成的挥发性分解物的外逸，从而隔绝了内部的PC与外界氧气的接触而起到阻燃作用。随着硅树脂用量的增加，阻燃PC的氧指数也随之增大；当硅树脂质量分数为6%时，材料的氧指数增至40. 6% ,而后继续增加硅树脂用量，氧指数变化不大。无卤阻燃剂对于厚度在Imm以上的PC板材和注塑件具有较好的阻燃效果，能达到UL94V-0级，而对厚度在0. 76mm以下的PC薄膜产品，由于膜越薄，接触空气的比表面积越大，越易燃烧，同时膜越薄，支撑性越差，越易滴落。单一的磺酸盐系阻燃剂和有机硅系阻燃剂难以使PC薄膜阻燃性达到UL94V-0级。磷系阻燃剂在无卤PC薄膜中也得到应用， 专利200910183582.0中使用磷酸酯、膦酸脂、氧化膦和全氟丁基磺酸钾或者全氟丁基磺酸钠作为PC薄膜阻燃剂，在添加磷系及氟系达到一定量时，PC薄膜具有一定的阻燃性，但只能达到UL94VTM-0级阻燃，仍然达不到目前PC薄膜要求的UL94V-0级阻燃要求。专利 21010275539X中使用微胶化红磷粉或红磷阻燃母粒作为阻燃剂，所得0. 38mm厚的PC薄膜能达到UL94V-0级阻燃，但对0. 38mm厚度以下的PC薄膜，则不能达到UL94V-0级，同时所得薄膜韧性差、伸长率低于80%，达不到PC阻燃薄膜的力学性能要求(伸长率> 80%);同时由于使用红磷粒径大(<1200目)，在薄膜制备过程中容易造成红磷外露，薄膜外观质量差， 达不到使用要求。阻燃剂高效性、不同阻燃剂之间的协同性是提高PC薄膜阻燃性的关键技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有薄膜阻燃等级和力学性能以及外观质量无法达到使用要求的问题，提供一种无卤阻燃薄膜级聚碳酸酯材料，其另一个目的是提供该材料的制备方法，本材料及其制备方法利用不同阻燃剂的阻燃机理，使其产生协同效应，添加量少且阻燃性能高，同时能提高薄膜的外观质量和改善其柔韧性和抗折叠性。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种无卤阻燃薄膜级聚碳酸酯材料， 包括下列质量百分比的各组分PC 树脂 88---95% ； 共聚物2-—8% ； 含磷阻燃剂1—3% ； 含硅阻燃剂0. 1—0. 5% ； 含硫阻燃剂0. 1—0. 8% ； 防滴落剂0. 1-—0. 8% ； 炭黑 0. 5-—21。在上述方案中，所述含磷阻燃剂、含硅阻燃剂和含硫阻燃剂三种组分在材料中的总的质量百分比不高于3. 5%。在上述方案中，所述PC树脂包括双酚A型芳香族聚碳酸酯树脂，其相对分子量为 20000-30000。在上述方案中，所述共聚物包括乙烯-丙烯酸乙酯-丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的氢化物中的一种或几种。在上述方案中，所述防滴落剂包括苯乙烯和丙烯腈共聚物或聚对苯二甲酸丁二醇酯包覆的聚四氟乙烯，所述炭黑为粉状炭黑或炭黑母粒。在上述方案中，所述含磷阻燃剂包括三苯基磷酸酯、笼形磷酸酯、间亚苯基四苯基双磷酸酯、磷氮系阻燃剂、红磷母粒中的一种或几种。在上述方案中，所述含硅阻燃剂包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷，聚倍半硅氧烷中的一种或几种。在上述方案中，所述含硫阻燃剂包括全氟丁基磺酸钾、二苯基砜基磺酸钾和三氟甲基磺酰钾胺中的一种或几种。在上述方案中，所述红磷母粒中红磷粉为超细微胶囊包覆红磷粉，其粒径为 1200-2000 目。 一种无卤阻燃薄膜级聚碳酸酯材料的制备方法，包括下列步骤a、将PC树脂、共聚物、含磷阻燃剂、含硅阻燃剂、含硫阻燃剂、防滴落剂、炭黑充分干燥b、按配比称取PC树脂、共聚物、含磷阻燃剂、含硅阻燃剂、含硫阻燃剂和防滴落剂、炭黑在混合机中混合均勻；C、充分混合的原材料在双螺杆挤出机中共混造粒，所用双螺杆挤出机的长径比为 36-56，螺杆转速为200-—500转/分钟，双螺杆挤出机挤出温度为230°C —280°C ； d、挤出、过水冷却、切粒过筛，得到产品。从上述本专利技术的各项技术特征可以看出，其优点是本专利技术通过合理配比设计，使不同阻燃机理的阻燃剂在阻燃时产生协同效应，具有添加量少，阻燃性高的特点，同时共聚物的引入改善了阻燃剂在PC基材中的分散性，提高了 PC薄膜产品的外观质量，共聚物还具有较好的增韧功能，改善了 PC阻燃材料的柔韧性和抗折叠性。本专利技术的PC阻燃材料可作为0. 25-0. 76mm厚度的阻燃PC薄膜生产用料，所生产的PC阻燃薄膜阻燃等级能达到 UL94V-0级，可用于手机、电脑基板、平板电视、电源供应器等电子电器元件的绝缘保护。具体实施例方式下面通过具体实施例对本专利技术做进一步的说明在本专利技术技术方案中，我们采用的组分包括PC树脂、共聚物、阻燃剂、防滴落剂和炭黑，其中PC树脂包括双酚A型芳香族聚碳酸酯树脂，其相对分子量为20000-30000，其中共聚物包括乙烯-丙烯酸乙酯-丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丁二本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种无卤阻燃薄膜级聚碳酸酯材料，其特征在于包括下列质量百分比的各组分： ＰＣ树脂８８－－－９５％； 共聚物２－－－８％； 含磷阻燃剂１－－－３％； 含硅阻燃剂０．１－－－０．５％； 含硫阻燃剂０．１－－－０．８％； 防滴落剂０．１－－－０．８％； 炭黑０．５－－－２％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨克斌，万绍群，刘光耀，
申请(专利权)人：四川中物材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：51
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