[发明专利]一种PC用无卤复合阻燃剂及由其制备的阻燃PC材料

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种PC用无卤复合阻燃剂及由其制备的阻燃PC材料。

背景技术

聚碳酸酯（PC）是一种具有综合均衡的机械、电气及耐热性能的热塑性工程塑料，以优异的抗冲击强度和耐蠕变性著称，具有优良的透明性（可见光透过率在90%以上）、电绝缘性、耐热性和尺寸稳定性。PC本身具有一定的阻燃性，其极限氧指数为21%-24%，UL-94达V-2级，但仍可燃烧，且燃烧时有热溶体滴落，容易引起火灾，难以满足阻燃防火的要求。目前用于聚碳酸酯中阻燃主要有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂、硼系阻燃剂等等。由于卤系阻燃剂需要与锑类化合物复配，但其会使PC变得完全不透明，限制其应用范围，再者卤系阻燃剂在燃烧时会产生有毒的卤化氢气体和大量烟雾，甚至产生一些致癌物质，严重影响人类的生命健康；而添加磷系阻燃剂容易降低材料的热变形温度，造成材料变形；硅系阻燃剂的价格高昂，用量大则造成成本过高，用量低则达不到令人满意的阻燃效果。中国专利CN 103059346A 公开了一种复合阻燃剂、制备方法及应用，但其采用溴系阻燃剂，且用量大，明显不符合环保要求。

因此，亟需一种无卤素、阻燃效果好、容易加工、不影响材料性能的PC用阻燃剂，以满足各个应用领域对PC阻燃性能的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种PC用无卤复合阻燃剂及由其制备的PC材料。

一种PC用无卤复合阻燃剂，其原料按重量份计包括以下组分：

磷系阻燃剂                                     30～50份；

磺酸盐类阻燃剂                  20～40份；

阻燃协效剂                       3-7份

分散剂                                         0.1～0.2份；

润滑剂                         0.5-0.8份；

相容剂                           2-8份；

进一步的，所述磷系阻燃剂为磷酸三甲酚酯、磷酸间苯二酚酯、亚磷酸酯中一种或几种。燃烧时可与PC基体或其分解物反应生成P-O-C，形成含磷的炭化层，或发生交联反应生成热稳定性好的多芳结构的网状化合物，从而起到阻燃作用。

进一步的，所述磺酸盐类阻燃剂为苯磺酰基苯磺酸钾。其与磷系阻燃剂复配具有协同阻燃作用，可加速PC分解速率，促进PC交联和成炭，形成炭层结构，阻碍氧气和热量向材料内部传递。

进一步的，所述阻燃协效剂为蒙脱土，其加入到聚合物中不但可提高材料的机械性能、热学性能等，而且阻燃性能也有较大幅度的提高，可以促进材料燃烧时成碳、抑制熔滴、降低材料的热释放速度，起到阻隔作用。

进一步的，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠，可使材料的各成分分散均匀；润滑剂为硬脂酸钙，起润滑、脱模作用；相容剂为马来酸酐接枝丙烯酸酯，对材料具有改进抗冲击性能及使材料的各成分容易相容的性能。

进一步的，其制备方法是将磺酸盐类阻燃剂、阻燃协效剂、分散剂、润滑剂及相容剂置于高速混合机中在200-500 r/min的转速下混合搅拌10-20分钟，后将磷系阻燃剂边搅拌边加入该混合物，在500-1500r/min的转速下继续充分混合，即得PC用无卤复合阻燃剂。

同时，本发明还提供一种由该阻燃剂制备的阻燃PC材料，其原料按重量份计包括以下组分：

PC                          70-90份；

PC用无卤复合阻燃剂          4-9份；

抗氧化剂                    0.1-0.5份；

紫外线吸收剂                0.2-0.5份；

其中，所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531；抗氧剂为科莱恩公司生产的抗氧化剂P-EPQ。

本发明的有益效果:

1.利用磷系阻燃剂、磺酸盐类阻燃剂及阻燃协效剂三者的协同阻燃效应，使得制备出的PC材料具有优异的阻燃效果，加入少量其阻燃性能完全可以达到UL-94 1.6mm V-0的标准。