一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物及其制备方法与流程

本发明涉及一种聚碳酸酯组合物，尤其是涉及一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物及其制备方法。

背景技术：

1、根据材料的表面电阻率的不同，可以分为绝缘材料、静电耗散材料、导电材料、电磁屏蔽材料和导体。其中静电耗散材料是指表面电阻率在e6-e12之间的材料，进一步表面电阻在e10-e12之间的又被称为抗静电材料。随着行业要求的提高，一般也将静电耗散材料统称为抗静电材料。这类材料能快速转移多余电荷，减少静电放电引起的电子产品损伤，因此随电子包材行业的发展，其需求也逐渐增大。

2、聚碳酸酯(pc)作为五大工程塑料之一，具有良好的光学透明性、抗冲击性、热稳定性以及电绝缘性等优势，被广泛应用于电子电器、建筑板材以及汽车工业等领域。在半导体制品加工转运中，经常会使用抗静电聚碳酸酯作为运输盒子，如晶舟盒、晶圆盒、晶片盒、抗静电托盘等。

3、随着半导体制成品封装运输工序的精细化、多元化，要求不同工段的封装外壳能有颜色区分，这就要求抗静电材料能配彩色。然而现有技术中制备的抗静电聚碳酸酯均采用炭系填料，如炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维等，由于碳材自身的高度黑色，难以着色；而采用复合大分子抗静电剂制备的抗静电材料，又往往因为大分子抗静电剂自身的导电性能不足，制成品的表面电阻率水平一般只能达到e12-e9。此外，由炭系填料制备的聚碳酸酯，其电阻率水平<e4；而若要控制电阻率在e9-e6区间内，即使采用炭系填料填充，也往往难以实现材料的电导率水平在制品表面的均匀稳定。这是因为这一区域往往是恰好位于炭系填料的渗流区，单独控制添加量难以实现调控，还需要结合额外的特定工艺。另外随着应用场景的多元化，有些时候还会要求抗静电制品具有阻燃性能以提高安全性。

4、cn 114230999 a介绍了一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯树脂组合物，所述无卤阻燃抗静电聚碳酸酯树脂组合物，包含：55～85重量份的聚碳酸酯树脂；5～20重量份的abs树脂；5～12重量份的磷氮阻燃剂；2～5重量份的聚醚酯酰胺化合物；以及其他助剂。因为体系含有较多abs，所以材料整体的耐热较低，而且制得材料的电阻率较高，最低为2.5e10，无法小于e9。

5、cn 115322553 b介绍了一种阻燃抗静电的聚碳酸酯组合物，其在聚碳酸酯中，引入了一种以负载碳酸镁的介孔二氧化硅纳米粒子为内核、外层依次包覆氢氧化铝膜层和树脂聚合物膜层形成的功能化粒子与单臂碳纳米管的阻燃抗静电复合物。该流程复杂困难，虽然产品表面电阻率能达到e7水平，但是因为含有单臂碳纳米管，因此材料基本为黑色，难以配制鲜艳的颜色，无法满足现有的配色需求。

6、因此虽然抗静电制品已经发展相对较长时间，但是要获得可着色的低表面电阻率水平的阻燃抗静电制品，还存在着一定难度。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物及其制备方法，解决了现有技术中对聚碳酸酯组合物的抗静电、阻燃以及配色的需求，实现了可配色、高电导率、具有良好阻燃性能的聚碳酸酯组合物的制备。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、本发明第一方面公开了一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，包括如下重量份的组分：

4、

5、

6、优选地，所述的聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯。更优选地，所述的聚碳酸酯的熔指为1～20g/10min；进一步优选熔指为2～12g/10min。

7、优选地，所述的大分子抗静电剂为聚醚聚酰胺嵌段共聚物，表面电阻率为1e6～1e10ω/sq。

8、优选地，所述的离子液体阻燃剂为季磷盐类离子液体阻燃剂。

9、优选地，所述的组合物还包括0～5份的磷氮阻燃剂，所述的磷氮阻燃剂为聚磷腈型阻燃剂，优选为六苯氧基环三磷腈。

10、优选地，所述的组合物还包括0～5份的有机硅增韧剂，所述的有机硅增韧剂为核壳结构的阻燃型有机硅增韧剂。

11、优选地，所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯。更优选地，所述的抗滴落剂为san包覆型ptfe。

12、优选地，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂和硫代酯类抗氧剂中的一种或多种。更优选地，所述的抗氧化剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098和抗氧剂300中的一种或几种的混合物。

13、优选地，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯和乙撑基双硬脂酰胺中的一种或两种。

14、本发明第二方面公开了一种制备如上任一所述的无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物的方法，包括如下步骤：

15、s1：将全氟丁基磺酸钾加入到热溶(60℃～150℃)的离子液体阻燃剂中，搅拌成均匀的悬浊液；

16、s2：通过混合搅拌机预混配方中剩余组分5～10min，得到预混料；

17、s3：将步骤s1得到的悬浊液滴加至步骤s2的预混料中，继续搅拌混合3～5min；

18、s4：将步骤s3混合后的物料加入至双螺杆挤出机中在240～270℃的熔融温度下以300～600rpm的螺杆转速进行熔融挤出。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、①离子液体具有良好的助溶性，能帮助全氟丁基磺酸钾在加工中的溶解分散，因此全氟丁基磺酸钾，尤其是钾离子，能够均匀分散并充分离子化在聚碳酸酯和大分子抗静电剂的基体树脂中，体系中可移动的离子增多，尤其是体积较小的钾离子的大量引入，有效降低体系的电阻率。

21、②本发明利用核壳结构的阻燃型有机硅增韧剂，其本身对pc具有优异的阻燃性，其中的有机硅又能够协效全氟丁基磺酸钾发挥阻燃作用。离子液体阻燃剂和磷氮阻燃剂均能够进一步提供p原子捕捉自由基，其中磷氮阻燃剂还能够发挥一定的气相阻燃作用。

22、③有机硅增韧剂能够弥合大分子抗静电剂和pc之间的界面，提高两者相容性，促进抗静电的分散，改善材料的电导率和材料性能。

23、⑤离子液体和磷氮阻燃剂的引入，有助于降低材料的加工温度，使抗静电剂的性能得到较好的保持。

24、综合以上作用，本发明所制备的抗静电聚碳酸酯材料，不仅电导率高，具有良好的机械性能，并且底色好，能够进行彩色着色。

技术特征：

1.一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的大分子抗静电剂为聚醚聚酰胺嵌段共聚物。

4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的离子液体阻燃剂为季磷盐类离子液体阻燃剂。

5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的组合物还包括0～5份的磷氮阻燃剂，所述的磷氮阻燃剂为聚磷腈型阻燃剂。

6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的组合物还包括0～5份的有机硅增韧剂，所述的有机硅增韧剂为核壳结构的阻燃型有机硅增韧剂。

7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯。

8.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂和硫代酯类抗氧剂中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯和乙撑基双硬脂酰胺中的一种或两种。

10.一种制备如权利要求1～9任一所述的无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种聚碳酸酯组合物，尤其是涉及一种无卤阻燃抗静电聚碳酸酯组合物及其制备方法，包括如下重量份的组分：聚碳酸酯58.4～88.95份；大分子抗静电剂10～25份；全氟丁基磺酸钾0.03～0.1份；离子液体阻燃剂0.5～3份；抗滴落剂0.3～1份；抗氧剂0.1～1份；润滑剂0.1～1.5份。与现有技术相比，本发明解决了现有技术中对聚碳酸酯组合物的抗静电、阻燃以及配色的需求，实现了可配色、高电导率、具有良好阻燃性能的聚碳酸酯组合物的制备。

技术研发人员：苏莉莉
受保护的技术使用者：上海锦湖日丽塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15