一種用于電氣設備的新型環保阻燃聚碳酸酯樹脂材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于電氣設備的新型環保阻燃聚碳酸酯樹脂材料，屬于高分子材 料領域。
【背景技術】
[0002] 聚碳酸酯（PC)是一種綜合性能優良的熱塑性塑料，為五大工程塑料之一。具有均 衡的力學、電氣及耐熱性和耐低溫性能，無臭、無毒，易著色，特別以優異的沖擊強度和耐蠕 變性著稱，透光率高，沖擊韌性在工程塑料中最佳，在較寬的溫度范圍內具有穩定的力學性 能、尺寸穩定性和電性能。由于PC的優良性能，其制品及其共混材料被廣泛應用于電子電 器、航空航天、車輛、建筑、紡織、輕工、機械等領域。
[0003] 聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性能，可達到UL-94V2級，具有一定的自熄性，燃燒 時會放出C02，氧指數約為21-24,總體看阻燃性優于一般塑料，但仍滿足不了某些需要高阻 燃性能的應用領域的要求。另外，聚碳酸酯燃燒時滴落的熱熔體很容易引起附近的材料起 火，所以需要對聚碳酸酯進行進一步的阻燃改性。阻燃劑是一類能阻止聚合物材料被引燃 或抑制火焰傳播的助劑，根據其使用方法可以分為添加型和反應型，添加型阻燃劑因其使 用方便而得到廣泛的應用。
[0004] 目前在聚碳酸酯的阻燃改性中，常添加的阻燃劑主要為鹵系阻燃劑與磷系阻燃 劑，如十溴聯苯醚、四溴雙酚A、六溴苯、紅磷、磷酸酯等。鹵系阻燃劑具有阻燃效率高、阻燃 性能好等特點，但在燃燒過程中會產生二惡英等對環境與人體健康有毒有害的物質，造成 環境污染。而磷系阻燃劑為達到相應的阻燃效果需要較大的添加量，會顯著惡化聚碳酸酯 材料的機械性能、電氣性能和熱穩定性，尤其是聚碳酸酯制品本身對缺葉分敏感，容易產 生應力開裂，阻燃劑添加量過大時機械性能下降更為明顯。同時磷系阻燃劑一般分解溫度 較低，在生產中容易腐蝕加工設備。
[0005] 另外，有機芳磺酸鹽也是常用于聚碳酸酯的有效的阻燃劑，例如芳磺酸、芳酮磺 酸、芳硫磺酸、芳酯磺酸等以及帶有吸電子基的芳砜磺酸的堿金屬或堿土金屬鹽，尤其是帶 有吸電子基的芳砜磺酸的堿金屬或堿土金屬鹽。這類阻燃劑添加量小，阻燃效率高，但又存 在僅靠提高添加量難以使聚碳酸酯獲得更優異的阻燃性的問題，且會降低材料透明度。
【發明內容】
[0006] 針對以上現有技術中存在的問題，本發明提供了一種用于電氣設備的新型環保阻 燃聚碳酸酯樹脂材料，其具有低煙、低毒、阻燃性高、機械性能好、環境污染小、不腐蝕加工 設備的優點，并以較少的添加量即可獲得較高的阻燃性。
[0007] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種聚碳酸酯樹脂組合物，包括聚 碳酸酯、阻燃劑、阻燃助劑、防滴落劑、玻璃纖維，其特征在于，其中所述阻燃劑為有機硅阻 燃劑，阻燃助劑為磺酸鹽。
[0008] 在所述聚碳酸酯樹脂組合物中，所述聚碳酸酯為芳族聚碳酸酯，其重均分子量優 選為 50000-100000g/mol，特性粘度優選為 0. 75-0. 95dL/g。
[0009] 在所述聚碳酸酯樹脂組合物中，所述有機硅阻燃劑優選包括聚硅氧烷，更優選包 括聚倍半硅氧烷（P0SS)。
[0010] 在所述聚碳酸酯樹脂組合物中，所述阻燃助劑磺酸鹽優選選自苯磺酰基苯磺鉀 (KSS)、全氟丁基磺酸鉀（PPFBS)、三氯苯磺酸鈉（STB)中的一種或多種。
[0011] 在所述聚碳酸酯樹脂組合物中，所述防滴落劑優選為含氟聚合物。
[0012] 在所述聚碳酸酯樹脂組合物中，所述含氟聚合物優選聚四氟乙烯（PTFE)。
[0013] 在所述聚碳酸酯樹脂組合物中，所述玻璃纖維優選為無堿短玻璃纖維。
[0014] 在所述聚碳酸酯樹脂組合物中，所述無堿短玻璃纖維優選為經過硅烷偶聯劑處理 的玻璃纖維。
[0015] 在所述聚碳酸酯樹脂組合物中，還可進一步包括填料、抗氧劑、潤滑劑、紫外線吸 收劑、著色劑、穩定劑、抗老化劑、加工助劑等添加劑。
[0016] 在所述聚碳酸酯樹脂組合物中，相對于100份聚碳酸酯，各組分以重量份計的用 量分別為8-15份有機硅阻燃劑、0. 3-0. 8份阻燃助劑、0. 2-0. 6份防滴落劑、1-5份玻璃纖 維；優選9-12份有機硅阻燃劑、0. 5-0. 7份阻燃助劑、0. 3-0. 5份防滴落劑、2-4份玻璃纖 維；更優選10份有機硅阻燃劑、〇. 6份阻燃助劑、0. 4份防滴落劑、3份玻璃纖維。
[0017] 在本發明的聚碳酸酯樹脂組合物中，發明人經過長期的研究和大量的試驗，發現 了優化配方。聚碳酸酯樹脂組合物中各組分通過相互協同作用，使得制品具有優良的綜合 性能。其中，聚碳酸酯選用分子量和特性粘度較大的芳族聚碳酸酯，對提高組合物整體的力 學性能和阻燃性能有利。有機硅阻燃劑在制品燃燒時有向制品表面迀移的傾向，同時迅速 聚集成炭，從而阻止進一步的燃燒，隔氧絕熱，有效防止熔體滴落，還能阻止燃燒生成的揮 發性分解物的逸出擴散。阻燃助劑磺酸鹽在制品燃燒時能夠加速聚碳酸酯的分解、交聯和 炭化，在制品表面迅速形成均勻的炭層，阻礙了氧氣和熱量向制品內部傳遞，起到隔熱、隔 氧、抑煙、防滴的作用，以很小的添加量即可達到明顯的阻燃效果。同時磺酸鹽在熱或火焰 的作用下會放出S02，這能夠降低周圍氧氣濃度并帶走部分熱量。玻璃纖維本身為不可燃物 質，存在于聚碳酸酯樹脂組合物中即可起到一定的阻燃作用，同時其又能夠起到增強填料 的作用，提高聚碳酸酯制品的強度，更重要的是避免裂紋的延伸，從而改善制品的缺口沖擊 強度，提尚制品的機械性能。
[0018] 與現有技術相比，本發明所得的新型環保阻燃聚碳酸酯樹脂材料的優點為： (1) 采用對環境幾乎無污染的環保阻燃體系，實現環保的目的； (2) 通過選用特定的阻燃體系，獲得具有高阻燃性能的產品； (3) 阻燃體系的阻燃效率高，以較小的添加量即可達到優異的阻燃效果，對聚碳酸酯制 品的機械性能損害小，同時使用具有較大分子量和特性粘度的聚碳酸酯，使得制品以其突 出的機械性能、阻燃性能、電性能以及耐老化性能而適用于電氣設備領域。
[0019]
【具體實施方式】
[0020] 為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例對本發明作進一步詳述。
[0021] 實施例1 制備聚碳酸酯樹脂組合物，其中以重量份數計，組合物包括100份聚碳酸酯，10份P0SS、0. 5份阻燃助劑PPFB