本發明涉及一種新型無氟的無鹵阻燃高性能pc材料，尤其是完全無氟和無任何鹵素的阻燃pc材料。

背景技術：

1、聚碳酸酯是一種優異的工程塑料，它本身具有很多優點，因此被廣泛用于現代生活和現代工業當中。聚碳酸酯的應用本身透明，高光澤，自身具有一定的阻燃性，稍微通過添加阻燃劑和含氟抗滴落劑就能做到vo級，因此在電子電器產品應用中占據了很大的市場。

2、隨著人類對自身健康和環境的關注，人們發現許多阻燃劑或者用于阻燃的材料，對人類自身的健康和環境有很大的損害，因此許多用于阻燃材料的化工材料逐步被列入監管，甚至被禁用。而阻燃pc材料的生產和制造應用過程中，都需要加入聚四氟乙烯作為抗滴落劑才能達到國際標準的vo級別，更重要的是，含氟元素的阻燃劑，以及用作抗滴落的聚四氟乙烯已經成為高度關注使用物質，不久的將來也會被禁用，因此無氟無鹵的阻燃pc材料成為新時代的寵兒，會替代現有的含氟產品。從目前來看，目前市場上尚無成熟的無氟阻燃pc(市面上經常有不含pfas的阻燃pc，但是并非無氟，依然添加了聚四氟乙烯作抗滴落劑，聚四氟乙烯暫時未列入pfas清單)，因此開發出不含氟類阻燃劑和不含聚四氟乙烯的無鹵阻燃pc材料，成為一個很重要的課題和工作。本發明正是通過對pc的阻燃機理研究和聚四氟乙烯的抗滴落原理，開發出一種新型的完全無氟的阻燃聚碳酸酯材料。

技術實現思路

1、本發明所要解決的技術問題之一是解決了當前無鹵阻燃聚碳酸酯對氟類助劑的依賴，如含氟的全氟丁基磺酸鹽阻燃劑和聚四氟乙烯，特別是對聚四氟乙烯抗滴落劑，近幾十年來無鹵阻燃聚碳酸酯都必須添加聚四氟乙烯作為抗滴落劑，否則就會滴落，無法達到國際認可標準要求的vo或更高的阻燃劑等級。

2、本發明要解決的問題之二是在無鹵阻燃聚碳酸酯阻燃材料中去氟化。未來對氟元素越來越嚴，目前歐盟reach法規已將pfas列為高度關注物，在將來含氟元素材料甚至將被禁用，

3、本發明索要解決的技術問題通過以下技術方案來實現：

4、一種新型無鹵無氟阻燃聚碳酸酯材料，其由以下重量百分比計的原料組成：

5、

6、所述的硅共聚聚碳酸酯熔融指數mi為5-20g/10min。

7、所述的共聚聚碳酸酯熔融指數mi為3-20g/10min。

8、所述的改性超高分子量聚硅氧烷是采用100萬分子量以上的超高分子量聚硅氧烷的粉體，再通過特定工藝對超高分子量聚硅氧烷進行接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯gma，制備出具有gma基團的改性超高分子量聚硅氧烷。

9、所述的復配型阻燃劑是磺酸鹽、磷氮系和有機硅類三種阻燃劑復配，將這三種阻燃劑按特定比例復配的粉體。

10、所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸鹽類，優選發基的pets-ap；

11、所述的引發劑為過氧化物類或偶氮類其中一種，優選阿克蘇諾貝爾perkadox?l-w75。

12、上述新型無氟無鹵阻燃高性能pc材料的制備方法，包括以下步驟：

13、第一步：先對超高分子量聚硅氧烷進行接枝改性，目的是提高其在聚碳酸酯中的分散性和相容性以及反應性或橋聯性，實施方法如下：

14、(1).將質量份,80-90％粉體超高分子量聚硅氧烷、10％-20％甲基丙烯酸縮水甘油酯gma和適量引發劑加入丙酮中混合均勻，再將混合物攪拌均勻靜置4小時。

15、(2).靜置完成后在常溫常壓條件下利用γ射線進行輻照反應30分鐘；

16、(3).輻照完成后將產物用丙酮進行萃取和清洗；

17、(4).清洗后80℃烘干10小時，得到改性超高分子量聚硅氧烷產物。

18、第二步：將共聚聚碳酸酯、硅共聚聚碳酸酯在120℃下烘干4小時；

19、第三步：將共聚聚碳酸酯、硅共聚聚碳酸酯加入高速混料機中高速混合2～3分鐘；

20、第四步：將接枝gma的超高分子量聚硅氧烷、復配無鹵阻燃劑，潤滑劑，引發劑按比例加入搞混機中混合2-3分鐘；

21、第五步：將混合好的原料在長徑比為44:1、功率為160kw的高扭矩同向雙縲桿擠出機高轉速工藝下擠出。擠出機加工溫度設定為十一個溫區，每個溫區的溫度依次為240℃、260℃、260℃、260℃、260℃、250℃、250℃、250℃、240℃、240℃、240℃；轉速850r/min按上述工藝經雙螺桿擠出后，得到無氟無鹵阻燃高性能pc材料。

22、本發明以共聚pc、硅共聚pc和超高分子量聚硅氧烷為基材，先對超高分子量聚硅氧烷進行改性處理，主要是先對超高分子量聚硅氧烷表面進行接枝具有高反應活性的gma基團，然后再按一定的比例加入到含有硅共聚聚碳酸酯和共聚聚碳酸酯基材當中。一方面在“相似相溶”原理下鏈狀結構的超高分子量聚硅氧烷能夠更好低分散在硅共聚聚碳酸酯當中；另一方面在引發劑的作用下含有gma基團的超高分子量聚硅氧烷能夠與聚碳酸酯中的酯基發生橋聯反應；再利用高功率高扭矩的雙螺桿擠出機，利用高轉速高剪切力作用下，能夠使鏈狀結構的超高分子量聚硅氧烷在擠出過程中被纖維化，同時在引發劑的橋聯反應作用下可形成半網狀的結構。當聚碳酸酯材料燃燒時，超高分子量聚硅氧烷形成的半網狀結構可抑制燃燒物下滴，完美替代聚四氟乙烯起到抗滴的效果，賦予了材料穩定且很好的阻燃性。

23、本發明首次制備出完全無氟元素的新型無鹵阻燃pc材料完全無氟無滴落、滿足vo防火等級，具有高沖擊性，高拉伸性能，灼熱絲通過850℃，耐低溫性良好，極低內應力的的聚碳酸酯高性能材料，適應未來無鹵阻燃聚碳酸酯去氟化的趨勢。

24、本發明與現有技術相比所帶來的有益效果是：

25、1.本發明突破了制備無鹵阻燃聚碳酸酯離不開聚四氟乙烯作為抗滴落劑的行業瓶頸，只因現有技術都需要加入聚四氟乙烯或者其他氟類阻燃劑來解決燃燒過程滴落的問題，而本發明采用其他方法和技術，制備出一種新型的無鹵無氟元素的阻燃高性能聚碳酸酯材料。

26、2.由于氟類材料逐步被歐美法規禁用，以后氟類材料必定被淘汰，本發明的材料完全無氟，能夠滿足當前世界上所有的法律法規，具有更廣闊的應用市場。

技術特征：

1.一種新型無鹵無氟阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，其由以下重量百分比計的原料組成：

2.根據權利要求1所述的一種新型無鹵無氟阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的硅共聚聚碳酸酯熔融指數mi為5-20g/10min。

3.根據權利要求1所述的一種新型無鹵無氟阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的共聚聚碳酸酯熔融指數mi為3-20g/10min。

4.根據權利要求1所述的一種新型無鹵無氟阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的改性超高分子量聚硅氧烷是采用100萬分子量以上的超高分子量聚硅氧烷的粉體，再通過特定工藝對超高分子量聚硅氧烷進行接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯gma，制備出具有gma基團的改性超高分子量聚硅氧烷。

5.根據權利要求1所述的一種新型無鹵無氟阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的復配型阻燃劑是磺酸鹽、磷氮系和有機硅類三種阻燃劑復配。

6.根據權利要求1所述的一種新型無鹵無氟阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸鹽類。

7.根據權利要求6所述的一種新型無鹵無氟阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的潤滑劑為發基的pets-ap。

8.根據權利要求1所述的一種新型無鹵無氟阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的引發劑為過氧化物類或偶氮類其中一種。

9.根據權利要求1所述的一種新型無鹵無氟阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的引發劑為阿克蘇諾貝爾perkadox?l-w75。

10.根據權利要求1-9任意之一所述新型無氟無鹵阻燃高性能pc材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發明公開了一種新型無氟無鹵阻燃高性能PC材料及制備方法，包括以下成份：共聚PC?20～80％；硅共聚PC?20～70％；改性超高分子量聚硅氧烷1～10％；復配型阻燃劑1～3％；潤滑劑0.3～5％，引發劑0.5～1％。本發明首次制備出完全無氟元素的新型無鹵阻燃PC材料完全無氟無滴落、滿足VO防火等級，具有高沖擊性，高拉伸性能，灼熱絲通過850℃，耐低溫性良好，極低內應力的的聚碳酸酯高性能材料，適應未來無鹵阻燃聚碳酸酯去氟化的趨勢。

技術研發人員：郜輝宇,紀效均,尹秀萍,張鍇,蔡瑩,蔡青,周臻綸,周文
受保護的技術使用者：上海普利特復合材料股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28