一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与应用与流程

文档序号:16530845发布日期:2019-01-05 10:44阅读:427来源:国知局

本发明涉及工程塑料技术领域,特别涉及一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与应用。



背景技术:

聚碳酸酯(pc)具有综合均衡的机械性能、尺寸稳定性及耐热性能,特别以优异的抗冲击强度和耐蠕变性著称。pc树脂的可见光透过率在90%以上,热分解温度高,具有优良的电绝缘性,广泛用于机械、汽车、航天航空、建筑、电子电气、办公及家庭用品等诸多领域,尤其是在电子电气应用的聚碳酸酯绝缘膜得到广泛应用。

电子电气应用的聚碳酸酯绝缘膜,其厚度水平低于0.5mm,可以分为非阻燃类和阻燃类型,阻燃类型的绝缘膜是应用发展趋势,作为电子元件材料,材料的薄壁化发展和安全性能保障,需要在减小的厚度具有稳定的阻燃性,来降低受到电子元件发出的热损害,为此还需要保证高的耐热性和耐储存性。同时还对其折叠性能,耐电压性和耐热性是有所期待的。虽然许多聚碳酸酯组合物可以提供上述性能的有益组合,但尚未有非常薄的聚碳酸酯材料来实现所期望的抗阻燃性能在要求苛刻的电气绝缘应用中的性能的相关报道。随着电子设备变成快消品&产品设计薄壁化趋势,绝缘膜增长预计约为20%每年,而且轻薄化,功能化,环保化的发展趋势势必推进无卤阻燃聚碳酸酯薄膜材料在电子电气绝缘应用中成为新起之秀。

然而,磺酸盐阻燃剂在pc燃烧过程中能够促进pc交联成炭,从而提高pc的阻燃性能,但磺酸盐的饱和添加量低,过量使用时反而导致pc严重降解,致力学性能和阻燃性能劣化。为了获得更优异的阻燃效果,需要对磺酸盐阻燃剂进行复配协效,如中国专利cn201510443170。矿物填料是常见的阻燃协效组分,但其表面普遍呈碱性,有导致pc基体降解的风险,在pc阻燃组合物中的应用受到限制。



技术实现要素:

为了克服现有技术的缺点与不足,本发明的首要目的在于提供一种在阻燃厚度为0.40mm薄膜情况下仍然具有良好的阻燃性能,良好的刚韧性能和热稳定性,以及成型外观性的聚碳酸酯组合物。

本发明的另一目的是提供上述聚碳酸酯组合物的制备方法。

本发明的再一目的是提供上述聚碳酸酯组合物的用途。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种聚碳酸酯组合物,按重量份计,包括以下组成:

a、聚碳酸酯1-99份;

b、磺酸盐阻燃剂0.2-1份;

c、协效阻燃剂0.02-0.7份;

d、硅氧烷0.3-1份。

其中,所述聚碳酸酯在300℃,1.2kg的条件下测得的熔融指数为3g/10min-8g/10min,优选为4g/10min-6g/10min。

上述聚碳酸酯的熔融指数只有控制在3g/10min-8g/10min,能够解决制备得到的聚碳酸酯组合物加工稳定性的隐患;当聚碳酸酯的熔融指数低于3g/10min,制备得到的聚碳酸酯组合物的加工流动性较差;当熔融指数超过8g/10min,聚碳酸酯组合物的成膜性较差,且在燃烧过程中发生滴落引燃的风险增加。

其中,所述磺酸盐阻燃剂选自全氟烷基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酰钾、对甲苯磺酸钠中的一种或几种,优选为全氟丁基磺酸钾。

其中,所述协效阻燃剂在熔点为140℃下的粘度为80mpa•s-9000mpa•s,酸值为6-90;选自聚烯烃氧化物、马来酸酐改性聚烯烃、丙烯酸酯类中的一种或几种,优选为马来酸酐改性聚烯烃。

其中,所述硅氧烷选自聚氨丙基苯基倍半硅氧烷、端羟基聚氨丙基倍半硅氧烷、聚甲基倍半硅氧烷、聚苯基倍半硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷中的一种或几种,优选为聚苯基倍半硅氧烷。

本发明所述的聚碳酸酯组合物,按重量份计,还可以包括0-24份矿物填料、0-1份抗滴落剂、0-1份抗氧剂和0-1份润滑剂;其中,所述矿物填料选自滑石粉、钛白粉、云母、蒙脱土、高岭土中的一种或几种;所述抗滴落剂选自聚四氟乙烯、硅酮包覆的聚四氟乙烯、甲基丙烯酸酯聚合物包覆的聚四氟乙烯中的一种或几种。

此外,本发明还公开了上述聚碳酸酯组合物的制备方法,包括如下步骤:

将各组分按比例在高混机中混合均匀,加入到双螺杆挤出机中,在240℃-260℃的温度下进行熔融混合,然后造粒、冷却、干燥得到聚碳酸酯组合物。

本发明还公开了上述聚碳酸酯组合物在电子电气领域的绝缘薄膜中的应用。

本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:

本发明选用在聚碳酸酯组合物配方中添加特定熔融指数的聚碳酸酯以及特定含量的磺酸盐阻燃剂、协效阻燃剂和硅氧烷,制备得到具有特定熔融指数的聚碳酸酯组合物,该聚碳酸酯组合物在阻燃厚度为0.40mm薄膜情况下仍然具有良好的阻燃性能,良好的刚韧性能和热稳定性,以及成型外观性。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明,以下实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

各性能的测试标准或方法:

熔融指数mi的测试方法:测试标准astmd1238,300℃,1.2kg;

阻燃等级(0.40mm)的测试方法:将聚碳酸酯组合物制备成0.40mm薄膜,测试阻燃等级,测试标准为ul94;

室温缺口冲击强度的测试方法:测试标准astmd256;

弯曲强度的测试方法:测试标准astmd790;

拉伸强度的测试方法:测试标准astmd638;

热稳定性的测试方法:采用tga初始热分解温度来表征:以tga曲线中重量损失率为5%时所对应的温度作为初始热分解温度;tga初始分解温度越高,材料的热稳定性越好;

外观等级的测试方法:将材料流延成0.40mm-0.45mm厚度薄膜,依据astmd523标准测量60°角下的表面光泽度。测试结果大于30则定义为“1级”,测试结果30-15时定义为2级,测试结果小于15时定义为3级。

现对实施例及对比例所用的原材料做如下说明,但不限于这些材料:

本发明中使用的聚碳酸酯pc:

采用熔融指数分别为3g/10min(300℃,1.2kg),10g/10min(300℃,1.2kg),20g/10min(300℃,1.2kg)的聚碳酸酯树脂中的两种或三种,按照一定比例复配得到如下pc1-6:

pc-1:熔融指数为4g/10min(300℃,1.2kg);

pc-2:熔融指数为6g/10min(300℃,1.2kg);

pc-3:熔融指数为3g/10min(300℃,1.2kg);

pc-4:熔融指数为8g/10min(300℃,1.2kg);

pc-5:熔融指数为1g/10min(300℃,1.2kg);

pc-6:熔融指数为10g/10min(300℃,1.2kg);

本发明中使用的协效阻燃剂:

马来酸酐改性聚烯烃,在熔点为140℃下的粘度为150mpa•s,酸值为60;

氧化聚烯烃,在熔点为140℃下的粘度为8500mpa•s,酸值为16;

本发明中使用的硅氧烷:

聚苯基倍半硅氧烷,商品牌号kr-2710;

端羟基聚氨丙基倍半硅氧烷,商品牌号fca-107;

本发明中使用的磺酸盐阻燃剂:全氟丁基磺酸钾;

本发明中使用的矿物填料:滑石粉,目数为3000目;

本发明中使用的抗滴落剂:甲基丙烯酸甲酯包覆的聚四氟乙烯;

本发明中使用的抗氧剂:受阻酚类抗氧剂chinox1076和硫醇类抗氧剂jadewinan412s的复配,且两者的复配比为1:1;

本发明中使用的润滑剂:季戊四醇硬脂酸酯类润滑剂loxiolp861/3.5,德国科宁。

实施例1-6及对比例1-6:聚碳酸酯组合物的制备

按表1的配比将各组分在高混机中混合均匀,加入到双螺杆挤出机中,在240℃-260℃的温度下进行熔融混合,然后造粒、冷却、干燥得到聚碳酸酯组合物;对聚碳酸酯组合物的熔融指数、阻燃等级(0.40mm)、室温缺口冲击强度、弯曲强度、拉伸强度、热稳定性和外观等级等性能指标进行测试,测试数据如表1所示。

表1实施例1-6及对比例1-6的具体配比(重量份)及其测试性能结果

续表1

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