专利名称：防火复合材料的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子化合物的组合物，更特别地，有关于聚碳酸酯的组合物或聚碳酸脂衍生物的组合物所制成的防火复合材料。
背景技术：
一般热塑性塑料材料(例如聚碳酸酯)大多具有良好的机械强度，可应用于许多产业，例如建筑装潢、车辆内装、以及电子组件或电气用品的外壳，而越来越多的产品要求要有难燃的特性，才能符合相关消防规章以通过认证。且越来越多商品的设计属性在轻量化的要求下以轻薄短小为优，但是成品厚度越薄，要维持良好的防火特性越不容易。目前在现有技术中，例如美国公告专利说明书US6001921、US6117542、US6184312、·US6284824、US6326425、US6451906、US6509421、US7462662、以及美国公开专利说明书US20010018487、US20010044484、US20060252890等文献中所揭露的防火复合材料，一般防火复合材料大多使用齒素(halogen)系(例如溴盐Bromide)、磷系(Phosphor)、美耐皿(Melamin)或氢氧化招(Aluminum Trihydrate, ATH)等成分作为阻燃剂。而其中添加溴化物的卤素系及磷系为阻燃剂的防火材料，在制作过程因为无法符合TC0’ 99认证的规定，不仅不环保，且使用磷系为阻燃剂的防火材料易使防火材料的热变形温度降低，并造成模具污染。而使用美耐皿或氢氧化铝等成分作为阻燃剂的防火材料，其制成的产品会有加工温度较高，但耐冲击强度不佳等问题存在。
发明内容
为解决上述的问题，本发明提供一种防火复合材料，包含成份比例为100重量份的聚碳酸脂、成份比例为0. I 5. 0重量份的磺酸盐作为阻燃剂、成份比例为5 50重量份的玻璃纤维作为无机填充材料。因此，本发明的主要目的在于提供一种防火复合材料，具有UL 94 VO防火等级，且由于使用磺酸盐作为阻燃剂，符合环保标准。本发明的另一目的在于提供一种防火复合材料，其是以玻璃纤维作为无机填充材料，用于强化防火复合材料的刚性及尺寸安定性。本发明的又一目的在于提供一种防火复合材料，其组成是以磺酸盐作为阻燃剂，及以玻璃纤维作为无机填充材料，在轻量化的要求下前述组成仍能维持UL 94 VO防火等级。此外，本发明亦提供另一种防火复合材料，包含成份比例为100重量份的聚碳酸月旨、成份比例为0. I 5. 0重量份的磺酸盐阻燃剂、成份比例为5 50重量份的玻璃纤维、以及成份比例为0. 2 2. 0重量份的聚四氟乙烯。因此，本发明的主要目的在于提供一种防火复合材料，具有UL 94 VO防火等级，且由于使用磺酸盐作为阻燃剂，符合环保标准。本发明的另一目的在于提供一种防火复合材料，其是以玻璃纤维作为无机填充材料，用于强化防火复合材料的刚性及尺寸安定性。本发明的又一目的在于提供一种防火复合材料，其组成是以磺酸盐作为阻燃剂，及以玻璃纤维作为无机填充材料，在轻量化的要求下前述组成仍能维持UL 94 VO防火等级。此外，本发明亦提供另一种防火复合材料，包含成份比例为100重量份的聚碳酸酯、成份比例为2. 0 2. 17重量份的抗静电剂、成份比例为0. I 0. 109重量份的磺酸盐阻燃剂、选自于由滑石及云母所构成的群组的无机填充材料及成份比例为0.3 0. 76重量份的聚四氟乙烯。因此，本发明的主要目的在于提供一种防火复合材料，其组成是以磺酸盐作为阻燃剂，在轻量化的要求下前述组成仍能维持UL 94 VO防火等级，符合环保标准。本发明的另一目的在于提供一种防火复合材料，其组成含有抗静电剂，在轻量化·的要求下前述组成仍能维持UL 94 VO防火等级。
具体实施例方式由于本发明公开了一种防火复合材料，其中所利用的化学原理以及有机及无机材料相关制程，已为本领域普通技术人员所能明了，故以下文中的说明，不再赘述。同时，以下文中所对照的附图
，是表达与本发明特征有关的结构示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，在先声明。本发明第一较佳实施例是提供一种防火复合材料，包含聚碳酸酯、磺酸盐阻燃剂、以及无机填充材料。其中，聚碳酸酯成份比例为100重量份、磺酸盐阻燃剂成份比例为0. I 5. 0重量份、以及玻璃纤维材料成份比例为5 50重量份。此外，玻璃纤维材料成份比例以11 42重量份为较佳。前述的磺酸盐可以是全氟烧基磺酸碱金属盐(Perfluoroalkane sulfonatealkali metal)或者全氟烧基石黄酸铵盐(Perfluoroalkane sulfonate ammonium salts)。其中，当磺酸盐为全氟烷基磺酸铵盐时，又以全氟烷基磺酸C1-C6铵盐(Perfluoroalkanesulfonate C1-C6 ammonium salts)为较佳。磺酸盐为全氟烧基磺酸碱金属盐时,则以全氟丁基横酸钾(Potassium perfluorobutane sulfonate, KPFBS)或 3-苯横酸基苯横酸钾(Potassium diphenylsulfone-3-sulphonate, KSS)为较佳。此外，第一较佳实施例中所提供的防火复合材料，可以进一步包含有聚四氟乙烯，其成份比例为0. 2 2. 0重量份；亦可以进一步包含有无机硅酸盐层状材料，例如滑石(talc)或云母(mica),其成份比例范围为I至20重量份。一般防火复合材料均透过垂直燃烧试验UL 94 VO判断其等级，测试标准在于经垂直燃烧后最长自熄时间、总燃烧时间、可否滴落及滴落后对棉花的引燃性而分为UL 94 W、V1、V2三个防火等级，其中，UL 94 VO防火等级为最佳防火材料，Vl次之，V2再次之。而本较佳第一实施例的防火复合材料经垂直燃烧试验后符合UL 94 VO防火等级。 此外，本发明亦提供第二较佳实施例，亦为防火复合材料，其中材料的各成份组成以及其各成份组成的较佳范围与第一较佳实施例中所述大致相同，以下仅就本较佳实施例与第一较佳实施例中不同之处加以说明。由于防火复合材料的厚度与垂直燃烧试验的结果有密切关系。一般厚度越厚的防火复合材料其耐火等级越高。经测试后，本第二较佳实施例的防火复合材料的厚度为1.5厘米时，仅采用玻璃纤维做为无机填充材料，但经垂直燃烧试验后亦符合UL 94 VO防火等级。本发明亦提供第三较佳实施例，亦为防火复合材料，其中材料的各成份组成以及其各成份组成的较佳范围与第一较佳实施例中所述大致相同。第三较佳实施例所提供的防火复合材料进一步包含有抗静电剂，例如双三氟甲烷磺酰亚胺盐(bis (trif luoromethanesulfonyl) imide)或憐烧基苯基石黄酸盐(phospho-alkyl-phenyl-sulfonate)，当试片厚度为2. 2mm时，经垂直燃烧试验后符合UL 94 VO等级。 以下更进一步提供下列实验例，藉以说明本发明所提供的防火复合材料的特征。实验例A.材料与方法I.复合防火材料的制备将熔融指数(Melting Index)(熔融指数为塑料材料加工时流动性的数值)为10与62的聚碳酸酯100重量份、全氟丁基磺酸钾0. I 0. 3重量份、玻璃纤维11 42重量份、聚四氟乙烯0. 2 0. 4重量份、抗氧化剂0. I重量份制成厚度为I. 5厘米或I. 0厘米的复合防火材料作为实验组，而在编号I 5的样本中进一步添加I 10重量份的滑石。实验组各样本材料组成如表一所示
表一实验组防火复合材料组成(单位重量份)
编聚碳全氟丁基 、#玻璃聚四氟抗氧
号酸酯磺酸钾 _纤维乙晞化剂
1100 0.1 5110.20.1
2100 0.1 5110.40.13 100 0.1 10110.40.1
41000.35420.40.1
51000.1I250.40.1
6100 0.1 - 11 - 0.1
71000.1-110.40.1
8100_0_1_-_42_OA_0.1将聚碳酸酯100重量份、玻璃纤维11重量份、聚四氟乙烯0. 4重量份、以及抗氧化剂0. I重量份制成厚度为I. 5厘米的复合防火材料，做为第一对照组。前述第一对照组未添加全氟丁基磺酸钾作为阻燃剂。前述实验组与对照组中所使用的聚碳酸脂，是采用熔融指数为10的聚碳酸酯60重量份及熔融指数为62的聚碳酸酯40重量份,合计为100重量份。前述对照组中各样本的组成成份则如表二所示。
权利要求
1.一种防火复合材料，包含 一聚碳酸酯，其成份比例为100重量份； 一磺酸盐阻燃剂，其成份比例为O. I 5. O重量份；以及 一玻璃纤维材料，其成份比例为5 50重量份。
2.根据权利要求I所述的防火复合材料，其中该磺酸盐阻燃剂选自由全氟烷基磺酸碱金属盐、以及全氟烷基磺酸铵盐所组成的群组。
3.根据权利要求2所述的防火复合材料，其中该磺酸盐阻燃剂为全氟烷基磺酸(^-(6铵盐。
4.根据权利要求2所述的防火复合材料，其中该磺酸盐阻燃剂为全氟丁基磺酸钾或3-苯磺酰基苯磺酸钾。
5.根据权利要求I所述的防火复合材料，进一步包含有一聚四氟乙烯，该聚四氟乙烯成份比例为O. 2 2. O重量份。
6.根据权利要求I所述的防火复合材料，进一步包含有一无机硅酸盐层状材料，该无机硅酸盐层状材料成份比例范围为I至20重量份。
7.根据权利要求I所述的防火复合材料，其中该玻璃纤维材料成分比例为11 42重量份。
8.根据权利要求I所述的防火复合材料，经一垂直燃烧试验后符合UL94 VO等级。
9.一种防火复合材料，包含 一聚碳酸酯，其成份比例为100重量份； 一磺酸盐阻燃剂，其成份比例为O. I 5. O重量份； 一玻璃纤维材料，其成份比例为5 50重量份；以及 一聚四氟乙烯，其成份比例为O. 2 2. O重量份； 藉此，经一垂直燃烧试验后符合UL 94 VO等级。
10.根据权利要求9所述的防火复合材料，其中该磺酸盐阻燃剂选自由全氟烷基磺酸碱金属盐、以及全氟烷基磺酸铵盐所组成的群组。
11.根据权利要求9所述的防火复合材料，其中该磺酸盐阻燃剂为全氟烷基磺酸C1-C6铵盐。
12.根据权利要求9所述的防火复合材料，其中该磺酸盐阻燃剂为全氟丁基磺酸钾或3-苯磺酰基苯磺酸钾。
13.根据权利要求9所述的防火复合材料，进一步包含有一无机硅酸盐层状材料，该无机硅酸盐层状材料成份比例为I至20重量份。
14.一种防火复合材料，包含 一聚碳酸酯，其成份比例为100重量份； 一抗静电剂，其成份比例为2 2. 17重量份； 一磺酸盐阻燃剂，其成份比例为O. I O. 109重量份； 一无机填充材料，其是选自于由滑石及云母所构成的群组；以及 一聚四氟乙烯，其成份比例为O. 3 O. 76重量份。
15.根据权利要求14所述的防火复合材料，其中该抗静电剂选自于由双三氟甲烷磺酰亚胺盐及磷烷基苯基磺酸盐所构成的群组。
16.根据权利要求14所述的防火复合材料，其中该磺酸盐阻燃剂选自由全氟烷基磺酸碱金属盐、以及全氟烷基磺酸铵盐所组成的群组。
17.根据权利要求16所述的防火复合材料，其中该磺酸盐阻燃剂为全氟烷基磺酸C1-C6铵盐。
18.根据权利要求16所述的防火复合材料，其中该磺酸盐阻燃剂为全氟丁基磺酸钾或3-苯磺酰基苯磺酸钾。
19.根据权利要求14所述的防火复合材料，其中该无机填充材料为滑石的成分比例为O 5. 423重量份。
全文摘要
本发明提供一种防火复合材料，包含聚碳酸脂、磺酸盐阻燃剂及玻璃纤维做为无机填充材料。聚碳酸脂的成份比例分别为100重量份、磺酸盐阻燃剂的成份比例则为0.1～5.0重量份，而玻璃纤维的成份比例则为5～50重量份。藉此，本发明所提供的防火复合材料，在厚度是1.5厘米与1.0厘米时，经垂直燃烧试验均能保有UL 94 V0防火等级。本发明所提供的防火材料，在轻量化的要求下仍能维持UL 94 V0防火等级，且采用的磺酸盐阻燃剂为环保材质，可避免环境污染，另使用玻璃纤维做为无机填充材料则可强化防火复合材料的刚性及尺寸安定性。
文档编号C08K7/14GK102786785SQ201210146658
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月11日 优先权日2011年5月18日
发明者吴国龙, 张添杰, 林长佑, 陈柏村 申请人:奇菱科技股份有限公司