[发明专利]一种耐低温低烟阻燃光扩散聚碳酸酯复合材料

说明书

本发明涉及高分子复合材料领域，具体是一种透明耐低温无卤低烟阻燃聚碳酸酯复合材料，包含按重量百分比的以下组分：支链状聚碳酸酯树脂45‑90％，硅氧烷共聚PC树脂5‑50％，磺酸盐阻燃剂0.1‑1％，聚硅氧烷阻燃剂0.05‑1％，光扩散剂0.1‑2％，助剂0.5‑1.5％。本发明优点在于：本发明的光扩散PC复合材料，除了具有光扩散PC的基本光学特性，还具有了耐低温、烟密度低、无卤阻燃特点，可以达到较高的阻燃等级和较低的烟密度。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料领域，具体地说，是一种耐低温低烟阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法。

背景技术

LED灯由于其环保、节能的优点逐步取代白炽灯和荧光灯，但其单位面积的发光强度过高，直视十分刺眼、产生眩光，视觉不适。因此，迫切需要一个透光罩，通过灯罩使光线变柔和、均匀。聚碳酸酯(PC)因其优异的耐候性能、高抗冲击性能、优异的电绝缘性、透光率高、光能损耗较少，被广泛用于LED灯罩领域。

光扩散PC是通过在PC树脂中添加球形的光扩散剂，均匀分散在PC树脂中，基于PC树脂和光扩散剂的折光率不同，光线在光扩散剂表面类似镜面反射，经过多次反射，达到光扩散效果。聚碳酸酯具有自熄性，燃烧时会放出CO₂，其阻燃性能优于一般塑料，但仅为UL94V-2级，无法满足薄壁制品的阻燃需求，且在燃烧过程有大量的烟雾释放，容易造成人体窒息。在阻燃要求高的场合需要对其改性，提高其低烟、阻燃性能。在聚碳酸酯中加入阻燃剂，提高材料阻燃级别的研究已有很多，如采用溴系阻燃剂、磷酸酯类阻燃剂、磺酸盐阻燃剂、聚硅氧烷阻燃剂等。其中溴系阻燃聚碳酸酯材料在燃烧和热裂解过程中产生四溴代二苯并二噁烷及四溴代双苯并呋喃等致癌物质危害；磷酸酯类阻燃虽然避免溴系阻燃体系燃烧过程中产生的有害物质，但其熔点较低和高挥发性，易引起PC复合材料的耐热大幅下降和成型过程中的挥发损失，还牺牲了PC材料的透明性；磺酸盐阻燃剂燃烧时加快PC成炭速率，促进聚合物的分子交联，因添加量少、效率高、能保持PC材料透明的特点，而得到广泛应用，但不能满足薄壁制件的阻燃要求；聚硅氧烷阻燃剂以其有效阻燃、低烟无毒、无污染、对塑料的加工性能和物理性能影响甚小等优点而成为研究焦点，但是传统的普通聚甲基硅氧烷作为阻燃剂用于PC材料则有添加量大、阻燃效果差、需要与其他阻燃剂复配、影响透明度等缺点。

另外，由于聚碳酸酯分子间的堆砌不够致密，低温条件下，力学性能发生改变，抗冲击力降低，无法满足阻燃PC在低温环境下的应用需求。虽然已有研究通过加入抗冲击改性剂改善了PC在-30℃～-40℃低温性能，但大大削弱了PC透光率，导致其应用受限，硅氧烷共聚PC低温性能佳，有一定的阻燃协同性，但单独使用不能满足薄壁制件的低烟阻燃要求。

支链状PC因其结构中有多个支链结构，熔体强度大，抗冲击性能佳，燃烧过程中容易成炭自熄、低烟等特点，而在吹塑成型、挤出成型、注塑成型、真空成型中有广泛应用。

因此，在不降低PC材料透光率的前提下，如何开发一种耐低温、阻燃性好、低烟无卤的光扩散PC复合材料，值得人们不断努力和探索。

中国专利文献CN 103724971A公开了一种透明无卤低烟阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法，所述聚碳酸酯复合材料包含以下重量份的各组分：聚碳酸酯树脂900～980份，聚硅氧烷阻燃剂5～50份，磺酸盐阻燃剂1～10份，助剂5～50份。但是关于一种耐低温、阻燃性好、低烟无卤的光扩散PC复合材料目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐低温、低烟、无卤阻燃、透明、加工性好，能应用于薄壁塑料件的光扩散聚碳酸酯复合材料及制备方法。

本发明的第一方面，提供一种透明耐低温无卤低烟阻燃聚碳酸酯复合材料，包含按重量百分比的以下组分：支链状聚碳酸酯树脂45-90％，硅氧烷共聚PC树脂5-50％，磺酸盐阻燃剂0.1-1％，聚硅氧烷阻燃剂0.05-1％，光扩散剂0.1-2％，助剂0.5-1.5％。