一种耐低温抗应力开裂阻燃PC料及其制备方法

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，特别是涉及一种耐超低温抗应力开裂阻燃PC料及其制备方法。

背景技术

在世界科学技术迅猛发展下，国家对新能源汽车、5G、航天航空、医疗、军工等领域基础设施核心技术和应用协同攻关，由于产品需要在恶劣环境中使用，配套高分子材料具备广大的应用前景，但其性能需要满足严格的要求。

现有的阻燃材料中通常会用到PC材料，PC是一种优异的工程塑料，具有优异的力学性能、电性能、耐疲劳性、耐温(-40℃至135℃)、高透明性及自由染色性，但PC不耐紫外光与强碱，耐水解稳定性差，对缺口敏感容易应力开裂、低温韧性差。而LCP作为液晶聚合物，具有优良自增强性、耐温性能、耐候性、抗水解性、耐化学腐蚀性、电性能及UL94 V～0级阻燃性，能够用于改善阻燃PC料的性能。

阻燃PC料广泛应用于汽车、医疗、航空航天、体育、电子、包材等领域，但是，目前市场上的阻燃PC料通常采用磺酸盐系阻燃剂，在水解、热稳定性、抗应力开裂方面存在缺陷，且此类材料仅能满足-40℃温度下的耐受性以及阻燃性要求，无法满足更低温度下材料的力学性能、耐热性及阻燃性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐超低温抗应力开裂阻燃PC料及其制备方法，以解决上述背景技术中提到的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种耐超低温抗应力开裂阻燃PC料，具体包括以下重量份数的组分：

PC：80～95份；

LCP：2～5份；

增韧剂：2～6份；

阻燃剂：1～5份；

抗滴落剂：0.2～1份；

助剂：0.5～3份。

优选的，所述LCP选自聚酰胺型和/或聚酯亚胺型热致性液晶高分子材料。

优选的，所述增韧剂选自MBS、有机硅或EMA体系中的至少一种。

优选的，所述阻燃剂包括卤阻燃剂和无卤阻燃剂，所述无卤阻燃剂包括有硅系阻燃剂。

优选的，所述抗滴落剂为包覆型PTFE抗滴落剂，其中PTFE的含量为50％。

优选的，所述助剂包括抗氧剂、抗UV剂和润滑剂。

优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，其质量比为1：2。

作为本发明的进一步方案，所述PC采用光气化合成，所述PC选自普通等级PC和/或硅氧烷共聚PC，所述PC的熔融指数为10～20g/10min。

本发明还提供了一种上述耐超低温抗应力开裂阻燃PC料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将各组分原料干燥处理，按重量配比称取干燥后的PC等原料，并将其加入高速混合机混合均匀，得到混合均匀的原材料；

(2)将步骤(1)得到的混合均匀的原材料喂料至双螺杆挤出机，熔融共混挤出、冷却、切粒得到所述耐超低温抗应力开裂阻燃PC料。

上述制备方法中，双螺杆挤出机的转速设置为500～600r/min，加工温度设置为240～280℃。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明提供的阻燃PC料生产成本低，制备方法简单，不需要采用特殊设备，仅通过高速混合机和双螺杆挤出机制备得到。

2.本发明加入LCP材料，能够改善PC的低温抗冲击性、耐应力开裂、耐温性能、电性能与阻燃性能。

3.本发明采用复配体系的助剂，能够降低助剂添加量，同时改善产品的力学性能；采用有机硅系阻燃剂和硅系增韧剂，使得产品阻燃PC料具备较高的热稳定性，并保证在-60℃下冲击下具备优异的抗应力性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。若如无特别说明，实施例中的方法均为实验常规方法，所使用的实验材料均可容易地从商业公司获取。

实施例1-6及对比例1-4：

本发明提供了一种耐超低温抗应力开裂阻燃PC材料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将各组分原料干燥处理，按照重量份数配比称取干燥后的PC树脂、LCP、增韧剂、阻燃剂、抗滴落剂、抗氧剂、抗UV剂和润滑剂，并将其投入高速混合机内混合，原料混合均匀后得到预混料；

(2)将步骤(1)得到的预混料从主喂料口投入高扭矩同向双螺杆挤出机内，利用双螺杆挤出机熔融共混挤出得到复合原料，水冷至室温得到冷却后的复合材料，切粒后得到目标耐超低温抗应力开裂阻燃PC材料。

上述制备方法中，高扭矩同向双螺杆挤出机的转速设置为500～600r/min，主机电流为65～75A，主喂料转速为10～30HZ，双螺杆挤出机一区、二区、三区的温度均设置为260±10℃，四区的温度设置为245±10℃，五区、六区、七区的温度均设置为240±10℃，八区、九区、十区的温度设置为245±15℃，机头的温度设置为250±15℃。

实施例1-6和对比例1-4的原料组分重量份数见表1。

表1：

分别按标准测试对实施例1-6及对比例1-4制备出的耐超低温抗应力开裂阻燃PC料进行测定，性能测定结果如表2所示。

表2：

结合表1和表2可知，与对比例1-4相比，本发明实施例1-6制备出的耐超低温抗应力开裂阻燃PC料在拉伸强度测试、断裂伸长测试、弯曲强度测试、弯曲模量测试、冲击测试中均表现出良好的机械性能；通过阻燃性测试结果可知，实施例1-6制备出的耐超低温抗应力开裂阻燃PC料均可达到V-0级，体现出优异的阻燃性能；同时由-60℃缺口冲击强度测试结果可知，实施例1-6均满足-60℃缺口冲击强度≥40kJ/m2，具有耐超低温冲击强度的特点，较现有的阻燃PC料仅在-40℃下具备良好的冲击强度，能够应用于特殊环境使用要求。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。