一种电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料及其薄膜或片材的制作方法

专利名称：：一种电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料及其薄膜或片材的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料及由它加工生产的薄膜或片材,该材料阻燃效率高，黑色绝缘，用于电子、电器工业、汽车工业、液晶显示屏以及工业机械零件、镀镜、各种标牌，薄膜开关、铭板等相关领域。
背景技术：
：聚碳酸酯(PC)是应用广泛的五大工程塑料之一，具有综合均衡的力学、电气及耐热性能，特别以优异的冲击强度和耐蠕变性著称，透光率高，力学性能好，特别是冲击韧性在工程塑料中最佳。由于PC的优良性能，其制品及其共混材料在电子、电器、机械、汽车、纺织、轻工及建筑等行业获得了广泛的应用。聚碳酸酯(PC)具有一定的自熄性，燃烧时会放出co2,其阻燃性能优于一般塑料。但是某些阻燃要求高的场合则需要对其进一步阻燃改性。目前在阻燃改性中，国内外最常采用的技术就是添加卤系阻燃剂与磷系阻燃剂，卤系阻燃剂具有阻燃效率高、阻燃性能好等特点。但有些卤素阻燃剂存在着对于环境与人体健康有害的物质，特别是在燃烧过程中。而磷系阻燃剂添加到聚碳酸酯中后严重导致材料的物理性能下降，特别对于加工生产薄膜级的聚碳酸酯表现得尤为突出。同时，磷系阻燃剂的阻燃效率在某种程度上也存在"瓶劲，，现象，特别表现在用于加工极薄的薄膜产品，阻燃性能无法达到UL94-VO级。因此研究开发具有优良综合性能的环保型阻燃PC—直是国内外非常重视的课题。阻燃剂是一类能阻止聚合物材料被引燃或抑制火焰传播的助剂，根据其使用方法可以分为添加型和反应型，添加型阻燃剂因其使用方便而得到广泛的应用。目前，在聚碳酸酯中添加的阻燃剂主要有卣素阻燃剂与磷系阻燃剂，如四溴双酚A、六溴苯、红磷、磷酸酯；这些常规的阻燃剂，由于阻燃效率低，一般要达到一定的阻燃要求，用量都较大，这就不可避免地要恶化聚碳酸酯等高聚物基材原有的优良力学性能、电气性能和热稳定性，增加高聚物燃烧或热解时生成的烟量或有毒气体量。除常规的阻燃剂外，另有专利文献报道，可用于聚碳酸酯的极为有效的阻燃剂还有有机芳磺酸盐，如芳磺酸、芳酮磺酸、芳硫磺酸、芳酯磺酸等以及带有吸电子基的芳砜磺酸的碱金属或碱土金属盐。这类阻燃剂，尤其是带有吸电子基的芳砜磺酸的碱金属或碱土金属盐，其优异性体现在所需添加量小，阻燃效率高，可克服常规聚碳酸酯阻燃剂的一些缺点，但又存在易在聚碳酸酯中达到饱和添加量和降低其材料透明度的问题。因此，对于这类阻燃剂，仅靠增加添加量而使聚碳酸酯获得更优异的阻燃性，以满足其某些使用场合更高阻燃要求是不可行的，故需寻求其它途径来进一步提高聚碳酸酯的阻燃性与透明性。
发明内容本发明的目的是解决已有技术存在的问题，提供一种高效、低烟、低毒、无污染、对塑料的加工性能和物理力学性能影响甚小及阻燃性能优异的高透明阻燃聚碳酸酯材料及由它加工制成的极薄的薄膜或片材。本发明的第一个目的是由以下技术方案实现的一种电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其中含有聚碳酸酯、环保溴系阻燃剂、黑色颜料以及其它助剂，其特征在于所述的黑色阻燃聚碳酸酯材料中还含有抗滴落剂。所述的抗滴落剂的含量为所述的聚碳酸酯重量的0.055%，优选的抗滴落剂的含量为所述的聚碳酸酯重量的0.050.5%。所述的抗滴落剂为含氟化合物，优选聚四氟乙烯类化合物。抗滴落剂为聚四氟乙烯类树脂，聚四氟乙烯树脂为典型的细碎的固体，当受到机械剪切时，具有形成超细原纤维的动力。典型的水悬浮液，聚四氟乙烯是可被购买到的，包胶的聚四氟乙烯树脂颗粒的粒度典型地为约35~70微米，优选约40-65微米。基于聚碳酸酯总量，聚四氟乙烯树脂的用量典型地为小于或等于5。/。，优选小于等于约0.5%,聚四氟乙烯树脂的用量必须为在加热组合物时能优选防止其滴流的有效量，典型地大于或等于约0.05%。所述的黑色颜料的含量为所述的聚碳酸酯重量的0.1~10%，优选的黑色颜料的含量为所述的聚碳酸酯重量的15%。所述的黑色颜料包括但不限于炭黑粉或浓缩的黑色母，优选浓缩的黑色母。黑色母中炭黑含量在30~50%，具有遮光效果，色母载体优选聚碳酸酯为基材。浓缩黑色母的添加量为1~5%，根据厚度的不同添加量而不同，越薄的黑色母的添加量越多。黑色母的添加主要为产品染色，在特定应用场合起到遮光的效果，黑色的主体是炭黑，过多的添加会影响到薄膜材料的其他物理性能，因此，添加的量以不影响产品性能为前提。所述的其它助剂的含量为所述的聚碳酸酯重量的0.0510%，优选的其它助剂的含量为所述的聚碳酸酯重量的0.1~5%。所述的其它助剂为热稳定剂和分散剂，其中所述的热稳定剂和分散剂的重量比为1:1。其他助剂的添加是防止材料在加工过程中由于热、氧化等因素导致材料其他性能下降，材料易老化而变脆变形。所述的环保溴系阻燃剂的含量为所述的聚碳酸酯重量的1~40%，优选的环保溴系阻燃剂的含量为聚碳酸酯重量的530%，更优选的环保溴系阻燃剂的含量为聚碳酸酯重量的1020%。其中所述的环保溴系阻燃剂为高效的环保阻燃剂含溴的聚碳酸酯齐聚物，优选四溴双酚A型的聚碳酸酯齐聚物、含有苯氧基封端的四溴双酚A型的聚碳酸酯齐聚物或苯氧基上带多个则甲基的四溴双酴A型的聚碳酸酯齐聚物。所述的聚碳酸酯是芳香族聚碳酸酯。本发明的第二个目的是由以下技术方案实现的一种电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯薄膜或片材，其特征在于所述的薄膜或片材是由本发明第一个目的所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料制成的。所述的薄膜的厚度为0.10.25mm，其阻燃性能达到UL94-VTM0级；所述的片材的厚度为0.251.0mm,其阻燃性能达到UL94-V0级。本发明提供的黑色阻燃聚碳酸酯，具有阻燃性好，良好的抗冲击性能，遮光效果好以及在暴露于高温时与通常的受热发射的阻燃聚碳酸酯材料相比，它还降低了毒性。由该种阻燃聚碳酸酯生产加工而成的薄膜或片材，其阻燃性符合厚度为0.25mm以上的薄膜达到UL94-V0等级标准。0.1~0.25mm的厚度符合UL94-VTM0级标准。本发明具有以下优点1.添加的高效环保溴系阻燃剂在不影响材料其他物性的基础上，大大提高了聚碳酸酯材料的阻燃性能。2.所选择的高效环保溴系阻燃剂为含溴的聚碳酸酯齐聚物，在结构上与聚碳酸酯有非常相近之处，提高了阻燃剂与基材的相容性。3.所选择的高效环保溴系阻燃剂，完全能满足最严格的R0SH指标要求，不会对人体及环境造成伤害。4.釆用高效环保溴系阻燃剂，制备方法简单，对环境无损害，其阻燃性能远远优于其他传统的卣系、磷系阻燃剂。5.所选用的防滴落剂为含氟聚合物，添加量少，具有良好的防滴落效果，且不影响材料的物理性能。6.所选择的浓缩色母以聚碳酸酯为色母载体，添加量少，与原料本身具有良好的相容性，分散均匀，起到了良好的着色效果上同时具有良好的遮光效果，且不影响材料的物理性能。本发明所述的高透明环保阻燃聚碳酸酯可以由以下制备方法实现1.机械预混合将各分量的环保含溴阻燃剂、黑色染料、防滴落剂、其它助剂加入粉状聚碳酸酯基料中，在高速混料机中混合。混合的方式与时间直接影响粒子的质量以及由粒子生产的薄膜与片材的表面质量。混合的方式釆用低混-高混-低混交替进行，以便基料与阻燃剂及其他助剂能均匀有效的混合与分散。2.熔融混合将高速混合好的混合物放入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，挤出机各区的温度控制在220。C28(TC之间。螺杆转速控制在15~45转/分。挤出机各区的温度对于原料粒子的质量至关重要。同时，在生产过程中控制挤出机的抽真空系统，抽真空的目的在于抽出熔融塑化粒子中的低分子挥发性物质，低分子挥发性物质的存在会导致薄膜生产过程中在生产模具表面析出，大量积累后影响最终薄膜及片材的表面质量。3.冷却切粒熔融共混物挤出后经室温水浴冷却后切粒即成。冷却水要求是纯净无杂质。同时，在连继生产过程中，由于冷却水的温度会随着生产时间的加长面升高，太高的水温不利于冷却由挤出机抽出的丝成型切粒，因此，在生产过程中，要求控制好冷却水的温度。具体实施例方式为使贵审查员及公众能进一步了解本发明的特征及其有益效果，特结合实施例对本发明的具体实施方式详细描述如下对比实施例l:以重量百分比计，本实施例的聚碳酸酯材料包含以下成分及含量粉状聚碳酸酯100环保含溴阻燃剂0热稳定剂0.25分散剂0.25对比实施例2:以重量百分比计，本实施例的聚碳酸酯材料包含以下成分及含量粉状聚碳酸酯100环保含溴阻燃剂5抗滴落剂0黑色母1热稳定剂0.25分散剂0.25实施例1:以重量百分比计，本实施例的聚碳酸酯材料包含以下成分及含量粉状聚碳酸酯100环保含溴阻燃剂5抗滴落剂0.3黑色母1热稳定剂0.25分散剂0.25实施例2:以重量百分比计，本实施例的聚碳酸酯材料包含以下成分及含:粉状聚碳酸酯环保含溴阻燃剂抗滴落剂黑色母热稳定剂分散剂100100.210.250.25实施例3:以重量百分比计，本实施例的高透明阻燃聚碳酸酯包含以下成分及含量粉状聚碳酸酯100环保含溴阻燃剂15抗滴落剂0.1黑色母1热稳定剂0.25分散剂0.25上述本发明实施例中的黑色阻燃聚碳酸酯材料可以由以下制备方法实现1.机械预混合将实施例与对比实施例中各分量的粉状聚碳酸酯原料、环保含溴阻燃剂、其它助剂一起加入高速混合搅拌器中进行预混合，高速混料器的转速在lS00rpm以上，由于所有加入成份均呈粉末状，所以少时搅拌即可达到混合均匀的效果，过长的混合可能由于温度上升导致混料出现结块现象。2.熔融共混将混合好的物料直接加入平行同向双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出。挤出机各区的温度要控制在22028(TC之间，螺杆转速控制在主机额定转速的60~70%。3.冷却切粒熔融共混物从挤出机挤出后进入室温的水洛进行冷却，然后经塑料切粒机切料即可。为了考察本发明提供的黑色阻燃聚碳酸酯材料的阻燃性能，并与纯聚碳酸酯和只添加了抗滴落剂及阻燃剂的聚碳酸酯的阻燃性能进行对比，将熔混所得的阻燃聚碳酸酯粒料与纯聚碳酸酯粒料经热风循环干燥后，经专门薄膜生产线生产出厚度为0.5mm的PC薄膜并制成标准样条进行燃烧性能测试，釆用综合垂直燃烧仪按ISO1210-1992规定的标准程序测试，测试结果如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>通过对比实施例与实施例的样品测试结果我们能看出没有添加阻燃剂的样品的阻燃性能为V-2级，也就是材料本身的阻燃级别，添加阻燃剂的量与阻燃级别成正比关系，但过多的添加会带来成本的升高。同时，从对比实施例2中我们又可以看到，添加抗滴落剂会提高薄膜的阻燃等级，抗滴落剂的添加目的是材料在燃烧过程中防止燃烧的材料下滴而引燃测试的样品(脱脂棉的燃烧)，对于塑料材料阻燃方面起到辅助阻燃的效果。相同阻燃级别的材料，抗滴落剂的添加在很大程度能降低阻燃剂的添加量，对于企业来说能有效的降低生产成本。但抗滴落剂不是无限量的添加，由于是含氟材料，过量的添加会给薄膜的生产加工带来困难，损坏设备。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本
发明内容所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。权利要求1.一种电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其中含有聚碳酸酯、环保溴系阻燃剂、黑色颜料以及其它助剂，其特征在于所述的黑色阻燃聚碳酸酯材料中还含有抗滴落剂。2.根据权利要求1所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的抗滴落剂的含量为所述的聚碳酸酯重量的0.05~5%。3.根据权利要求1所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的抗滴落剂的含量为所述的聚碳酸酯重量的0.05~0.5%。4.根据权利要求1所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的抗滴落剂为含氟化合物。5.根据权利要求4所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯类化合物。6.根据权利要求1所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的黑色颜料的含量为所述的聚碳酸酯重量的0.1~10%。7.根据权利要求1所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的黑色颜料的含量为所述的聚碳酸酯重量的1~5%。8.根据权利要求1所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的其它助剂的含量为所述的聚碳酸酯重量的0.05~10%。9.根据权利要求1所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的其它助剂的含量为所述的聚碳酸酯重量的0.1~5%。10.根据权利要求l所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的其它助剂为热稳定剂和分散剂，其中所述的热稳定剂和分散剂的重量比为1:1。11.根据权利要求l所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的环保溴系阻燃剂的含量为所述的聚碳酸酯重量的140%。12.根据权利要求l所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的环保溴系阻燃剂为含溴的聚碳酸酯齐聚物。13.根据权利要求l所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于所述的聚碳酸酯是芳香族聚碳酸酯。14.一种电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯薄膜或片材，其特征在于所述的薄膜或片材由权利要求1所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料制成。15.根据权利要求14所述的电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯薄膜或片材，其特征在于所述的薄膜或片材的厚度为0.11.0mm。全文摘要本发明公开了一种电子电器用黑色阻燃聚碳酸酯材料以及由该种材料制成的薄膜或片材，所述的黑色阻燃聚碳酸酯材料含有聚碳酸酯、环保溴系阻燃剂、黑色颜料以及其它助剂，其特征在于所述的黑色阻燃聚碳酸酯材料中还含有抗滴落剂。本发明提供的黑色阻燃聚碳酸酯，具有阻燃性好，良好的抗冲击性能，遮光效果好以及在暴露于高温时与通常的受热发射的阻燃聚碳酸酯材料相比，它还降低了毒性。由该种阻燃聚碳酸酯生产加工而成的薄膜或片材，其阻燃性符合厚度为0.25mm以上的薄膜达到UL94-V0等级标准。0.1～0.25mm的厚度符合UL94-VTM0级标准。文档编号C08K5/00GK101386704SQ200810156770公开日2009年3月18日申请日期2008年9月26日优先权日2008年9月26日发明者任月璋,伟罗申请人:苏州奥美光学材料有限公司