[发明专利]无卤阻燃PC增强材料及其制备方法和在制备电表外壳中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及玻纤增强聚碳酸酯材料改性技术领域，具体涉及一种无卤阻燃PC增强材料及其制备方法和在制备电表外壳中的应用。

背景技术

电表箱壳体作为国家电网设施中通向一家一户电表计量仪器的一个保护性的壳体，其在市政、小区、家庭、农网、工厂、企业、机关、消防等地方都需要安装使用。近年来，随着国家经济的发展，新型城镇化的大力推进以及国家电网的智能改造等，对于电表箱外壳的需求量极大。

根据电表箱外壳的功能特性以及使用环境特点，其就需要较好的阻燃特性以及耐候性。传统的阻燃聚碳酸酯(PC)材料一般常用溴系阻燃剂进行阻燃，加入质量分数6％～9％的含溴阻燃剂一般就可以使PC阻燃等级达到UL94V-0级，且溴系阻燃剂的加入对于PC的各项物理机械性能的影响甚小，甚至一定程度上还能增加材料的冲击强度。但在实际应用中证明，溴系阻燃剂耐温较低，对于热历史非常敏感，容易在螺杆或浇口处烧料发黄，影响制品外观。特别地，该类阻燃剂燃烧过程中会释放大量的HBr有毒气体和多溴代噁烷类致癌物质，其在西欧、日本、北美等发达地区逐步都被禁用。同时在耐候性能方面，溴系阻燃剂在使用过程中由于紫外线等照射，其C-Br分子键会发生断裂产生自由基，进而导致制品表面发黄，加速制品的老化降解。

紫外线吸收剂可以利用自身结构的特点，将光能转化为热能，进而避免高分子材料发生光氧化反应而老化降解。由于电表外壳需长期处在室外高温暴晒等使用环境，其制品的使用寿命严重受到老化问题的威胁，而仅靠添加紫外线吸收剂对PC材料的耐老化贡献作用有限。

受阻胺类光稳定剂作为一种优良的抗老化助剂，它能屏蔽或吸收紫外线的能量，猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，其与紫外线吸收剂具有极佳的耐老化协同效应。但由于受阻胺具有弱碱性，在高温高湿的环境下易导致PC的降解，因而PC中一般不添加受阻胺光稳定剂。基于以上分析，如何使两种耐老化助剂发挥老化协同效应，同时又可避免其对PC的降解是一个值得研究的课题。

中国专利文献CN103709711A公开(公告)日2014.04.09，公开了一种电表外壳用无卤阻燃PC/GF复合材料，组成成分按质量份计：PC75-90，玻纤8-15，增韧剂2-4，偶联剂0.3-0.5，抗氧剂0.1-0.3，无卤阻燃剂1-3，抗滴落剂0.1-0.4，复合浮纤消除剂0.8-1.2。制备的材料具有高冲击、高强度、高阻燃性和环保性，广泛用于电表外壳上。但该技术没有考虑到电表外壳的使用环境决定了其需要很苛刻的耐老化性能，否则其较短的使用寿命将会导致很严重的安全问题。同时，其所用增韧剂含有甲基丙烯酸甲酯聚合物，不符合国家电网电表外壳Q/GDW355-2009标准要求。

中国专利文献CN104592732A公开(公告)日2015.05.06，公开了一种低添加无卤阻燃增强PC的配方及生产方法，其配方组成包括如下质量份数的组成：PC70-80份、无卤阻燃剂10-15份、玻璃纤维15-20份、抗氧剂0.1-0.5份、透明滑石粉5-10份、润滑剂0.1-1份、偶联剂0.1-0.5份、抗浮纤剂0.1-1.0份、抗滴落剂0.1-1.0份、其他加工助剂0.5-0.8份。该发明制备的材料的颜色好、耐温性高、阻燃性好，可以用于电子电器、电表外壳、接插件等电子产品。该技术同时也没考虑材料的老化性能，同时其无卤阻燃剂的添加量很高，势必会对材料的各项物理力学性能带来较大的破坏作用。该发明添加滑石粉，不符合国家电网电表外壳Q/GDW355-2009标准要求。

中国专利文献CN104140662A公开(公告)日2014.11.12，公开了一种增强阻燃PC基树脂专用料及其制备方法，其由以下质量份的原料组成：62-84份的PC粒子、2-5份的PC粉、10-30份的玻璃纤维、1.15-5份的阻燃剂、0.016-0.02份的抗氧剂、0-0.005份的抗浮纤剂、0.008-0.012份的抗紫外剂。该发明制备的材料在1.6mm阻燃可达V0级，在UVB照射1000h后材料的黄变指数增加值较小，可用于电子仪表产业中的电表外壳产品。该技术虽考虑到材料的耐候老化问题，对材料的耐候性能做了相应的改性，但老化效果一般。同时，该技术选用的溴系阻燃剂虽然对材料性能影响很小，但不环保，而选用的N系或P系阻燃剂虽然环保型较好，但其阻燃效率低，同时对于PC材料的热变形温度可降低10-20℃，导致注塑的电表外壳的使用温度较低。

发明内容