TWI757886B - 高性能玻纖增強pc材料及其製品 - Google Patents
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Abstract
一種高性能玻纖增強PC材料及其製品，其中高性能玻纖增強PC材料包括以下重量份的組分：PC，45～55份；磷氮烯阻燃劑，4～8份；有機矽阻燃劑，0.5～2份；玻璃纖維，30～55份；及抗滴落劑，0.1～1份。相較於現有技術中在玻纖和PC的複合材料中加入較多的磷酸酯阻燃劑來說，這種高性能玻纖增強PC材料在玻纖與PC的複合材料中加入了由磷氮烯阻燃劑和有機矽阻燃劑複配而成的阻燃劑，使得材料在不降低耐熱性能的同時，使得材料的阻燃性能達到了0.8mmV-0等級。
Description
本發明涉及複合材料技術領域，尤其是一種高性能玻纖增強PC材料及其製品。
聚碳酸酯（Polycarbonate，縮寫為PC）本身阻燃等級V-2，廣泛應用在於電子電器産品中，而玻纖與PC的複合材料中因存在燈芯效應，阻燃等級很難達到0.8mmV-0。
為了提高玻纖與PC的複合材料的阻燃等級，通常需要在材料中加入較多的磷酸酯阻燃劑，但這會使材料的耐熱性能大幅度降低。
因此，有必要對現有的技術進行改進。
本發明解決問題的技術手段。
在一實施例，一種高性能玻纖增強PC材料，包括以下重量份的組分：
PC（Polycarbonate, 聚碳酸酯），45～55份；
磷氮烯阻燃劑，4～8份；
有機矽阻燃劑，0.5～2份；
玻璃纖維，30～55份；及
抗滴落劑，0.1~1份。
在一些實施例，前述PC的重均分子量在20000～50000之間，分子量分布在1～2.5之間。
在一些實施例，在溫度為300℃、負荷重量為1.2Kg下，前述PC的熔體質量流動速率為（3～70)g/10min。
在一些實施例，PC為雙酚A型線性聚碳酸酯。
在一些實施例，有機矽阻燃劑為聚矽硼烷及其衍生物阻燃劑、交聯的聚二甲基矽氧烷及其衍生物的一種或多種複配。
在一些實施例，有機矽阻燃劑為羥基苯基矽烷，羥基苯基矽烷的矽含量在50%～70%、矽烷重均分子量在2000～4000之間。
在一些實施例，磷氮烯阻燃劑為苯氧基環磷腈，苯氧基環磷腈的磷含量大於13%、氮含量含量大於5.8%、雜離子濃度小於0.01%、重均分子量為693以及純度大於98.5%。
在一些實施例，玻璃纖維為無鹼扁平玻璃纖維，無鹼扁平玻璃纖維的厚度為5～8μm、扁平比為1:4，以及無鹼扁平玻璃纖維的鹼金屬含量在0.5%質量份以下。
在一些實施例，無鹼扁平玻璃纖維的短切長度在3.5mm～5mm之間、長徑比在20～50之間。
一種製品，採用前述高性能玻纖增強PC材料製得。
綜上所述，相較於現有技術中在玻纖和PC的複合材料中加入較多的磷酸酯阻燃劑來說，本發明一種高性能玻纖增強PC材料在玻纖與PC的複合材料中加入了由磷氮烯阻燃劑和有機矽阻燃劑複配而成的阻燃劑，使得材料在不降低耐熱性能的同時，使得材料的阻燃性能達到了0.8mmV-0等級。
為更進一步闡述本發明所採取的技術手段及其效果，以下結合本發明的實施例及其附圖進行詳細描述。
在一些實施例，一種高性能玻纖增強PC材料，包括以下重量份的組分：
PC（Polycarbonate, 聚碳酸酯），45～55份；
磷氮烯阻燃劑，4～8份；
有機矽阻燃劑，0.5～2份；
玻璃纖維，30～55份；及
抗滴落劑，0.1~1份。
在一些實施例，高性能玻纖增強PC材料中，PC的重均分子量在20000～50000之間，分子量分布在1～2.5之間。在溫度為300℃、負荷重量為1.2Kg下，PC的熔體質量流動速率為（3～70)g/10min。具體的，前述PC為雙酚A型線性聚碳酸酯。
在一些實施例，高性能玻纖增強PC材料中，有機矽阻燃劑為聚矽硼烷及其衍生物阻燃劑、交聯的聚二甲基矽氧烷及其衍生物的一種或多種複配。具體的，有機矽阻燃劑為羥基苯基矽烷，羥基苯基矽烷的矽含量在50%～70%、矽烷重均分子量在2000～4000之間。
在一些實施例，高性能玻纖增強PC材料中，磷氮烯阻燃劑為苯氧基環磷腈，苯氧基環磷腈的磷含量大於13%、氮含量含量大於5.8%、雜離子濃度小於0.01%、重均分子量693以及純度大於98.5%。
在一些實施例，高性能玻纖增強PC材料中，玻璃纖維為無鹼扁平玻璃纖維，無鹼扁平玻璃纖維的厚度為5～8μm、扁平比為1:4，以及無鹼扁平玻璃纖維的鹼金屬含量在0.5%質量份以下。無鹼扁平玻璃纖維的短切長度在3.5mm～5mm之間、長徑比在20～50之間。
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術手段。
實施例1
一種高性能玻纖增強PC材料，包括以下重量份的組分：54.2份的PC、5份的磷氮烯阻燃劑、0.5份的有機矽阻燃劑、0.5份的抗滴落劑和40份的玻璃纖維。
具體地，PC為雙酚A型線性聚碳酸酯，在溫度為300℃、負荷重量為1.2Kg下，PC的熔體質量流動速率為12g/10min。
磷氮烯阻燃劑為苯氧基環磷腈 ，苯氧基環磷腈的磷含量大於13%、氮含量含量大於5.8%、雜離子濃度小於0.01%、重均分子量693以及純度大於98.5%。
有機矽阻燃劑為羥基苯基矽烷，羥基苯基矽烷的矽含量在50%～70%、矽烷重均分子量在2000～4000之間。
抗滴落劑為聚四氟乙烯。
玻璃纖維為無鹼扁平玻璃纖維，無鹼扁平玻璃纖維的厚度為5～8μm、扁平比為1:4，以及無鹼扁平玻璃纖維的鹼金屬含量在0.5%質量份以下。無鹼扁平玻璃纖維的短切長度在3.5mm～5mm之間、長徑比在20～50之間。
製備該高性能玻纖增強PC材料時，按照上述配比稱取相應重量份的組分，將各組分混合均勻後熔融擠出造粒。
對比例1
一種玻纖PC複合材料，包括以下重量份的組分：
46.5份的PC、13份的磷酸酯阻燃劑、0.5份的抗滴落劑和40份的玻璃纖維。
具體地，PC為雙酚A型線性聚碳酸酯，磷酸酯阻燃劑為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)，抗滴落劑為聚四氟乙烯，玻璃纖維為扁平玻璃纖維。
其中，材料的製備方法與實施例1相同。
實施例2
一種高性能玻纖增強PC材料，包括以下重量份的組分：40.5份的PC、8份的磷氮烯阻燃劑、1份的有機矽阻燃劑、0.5份的抗滴落劑和50份的玻璃纖維。
具體地，PC為雙酚A型線性聚碳酸酯，在溫度為300℃、負荷重量為1.2Kg下，PC的熔體質量流動速率為12g/10min。
磷氮烯阻燃劑為苯氧基環磷腈，苯氧基環磷腈的磷含量大於13%、氮含量含量大於5.8%、雜離子濃度小於0.01%、重均分子量693以及純度大於98.5%。
有機矽阻燃劑為羥基苯基矽烷，羥基苯基矽烷的矽含量在50%～70%、矽烷重均分子量在2000～4000之間。
抗滴落劑為聚四氟乙烯。
玻璃纖維為無鹼扁平玻璃纖維，無鹼扁平玻璃纖維的厚度為5～8μm、扁平比為1:4，以及無鹼扁平玻璃纖維的鹼金屬含量在0.5%質量份以下。無鹼扁平玻璃纖維的短切長度在3.5mm～5mm之間、長徑比在20～50之間。
製備該高性能玻纖增強PC材料時，按照上述配比稱取相應重量份的組分，將各組分混合均勻後熔融擠出造粒。
對比例2
一種玻纖PC複合材料，包括以下重量份的組分：
46.5份的PC、13份的磷酸酯阻燃劑、0.5份的抗滴落劑和50份的玻璃纖維。
具體地，PC為雙酚A型線性聚碳酸酯，磷酸酯阻燃劑為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)，抗滴落劑為聚四氟乙烯，玻璃纖維為扁平玻璃纖維。
該材料的製備方法與實施例2相同。
以上實施例1、對比例1、實施例2及對比例2熔融擠出造粒後，然後將各實施例中的粒子在注塑機上注塑成型標準測試樣條，按標準測試所得材料的機械性能，測試結果如表1所示：
表1測試結果
| 測試項目 | 測試標準 | 實施例1 | 對比例1 | 實施例2 | 對比例2 |
| 流動指數(g/10min) | ISO 1133 | 12 | 24 | 18 | 29 |
| 300℃/1.2kg | |||||
| HDT(℃) | ISO 75-1,75-2 | 120 | 95 | 100 | 90 |
| 1.80MPa | |||||
| 衝擊強度kJ/m 2 | ISO 180 | 11 | 12 | 15 | 14 |
| 2.75J | |||||
| 阻燃等級 | UL94 | V-0 | V-1 | V-0 | V-1 |
| 0.8mm |
從實施例1、對比例1、實施例2以及對比例2的測試結果可知：
相較於現有技術中在玻纖和PC的複合材料中加入較多的磷酸酯阻燃劑來說，本發明一種高性能玻纖增強PC材料在玻纖與PC的複合材料中加入了由磷氮烯阻燃劑和有機矽阻燃劑複配而成的阻燃劑，使得材料在不降低耐熱性能（耐熱性能的指標為HDT，熱變形溫度）的同時，使得材料的阻燃性能達到了0.8mmV-0等級。
本發明還提供了一種製品，其採用上述的高性能玻纖增強PC材料製得，具有較好的耐熱性能以及較高的阻燃等級，可廣泛應用於電子電器産品中。
需指出的是，本發明不限於上述實施方式，任何熟悉本發明技術領域的通常知識者基於本發明技術方案對上述實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，都落入本發明的保護範圍內。
無
無
Claims (5)
- 一種高性能玻纖增強PC材料，包括以下重量份的組分：雙酚A型線性聚碳酸酯，45~55份，在溫度為300℃、負荷重量為1.2Kg下，該雙酚A型線性聚碳酸酯的熔體質量流動速率為(3~70)g/10min；一磷氮烯阻燃劑，4~8份，其中該磷氮烯阻燃劑為苯氧基環磷腈，該苯氧基環磷腈的磷含量大於13%、氮含量含量大於5.8%、雜離子濃度小於0.01%、重均分子量693以及純度大於98.5%；一有機矽阻燃劑，0.5~2份，其中該有機矽阻燃劑為羥基苯基矽烷，該羥基苯基矽烷的矽含量在50%~70%、矽烷重均分子量在2000~4000之間；玻璃纖維，30~55份；及一抗滴落劑，0.1~1份，其中該抗滴落劑為聚四氟乙烯。
- 如請求項1所述的高性能玻纖增強PC材料，其中該磷氮烯阻燃劑的重均分子量在20000~50000之間，分子量分布在1~2.5之間。
- 如請求項1所述的高性能玻纖增強PC材料，其中該玻璃纖維為無鹼扁平玻璃纖維，該無鹼扁平玻璃纖維的厚度為5~8μm、扁平比為1：4，以及該無鹼扁平玻璃纖維的鹼金屬含量在0.5%重量份以下。
- 如請求項3所述的高性能玻纖增強PC材料，其中該無鹼扁平玻璃纖維的短切長度在3.5mm~5mm之間、長徑比在20~50之間。
- 一種製品，採用請求項1至4任一項所述的高性能玻纖增強PC材料製得。
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