阻燃材料及其制备方法，以及制品与流程

本申请涉及材料领域，特别是涉及一种能够实现薄壁阻燃等级v-0的阻燃材料和该阻燃材料的制备方法，以及基于该阻燃材料制造的制品。

背景技术：

1、工程塑料(例如，热塑性聚合物)被广泛地应用于汽车、电子电器等领域的注塑制品中。而玻璃纤维能够增强热塑性聚合物的性能例如实现热塑性聚合物的高强度、高刚性、高耐热以及良好的尺寸稳定性等优异特性等，因此在家电、消费电子、医疗器械等领域获得了广泛应用。其中，燃烧期间的自焦化能力和优异的延展性使得聚碳酸酯特别适合于消费电子工业。然而，消费电子工业越来越需要能够实现它们所期望的阻燃等级的更轻且更薄的设计并且通常要求制品不含卤素。现有技术方案中通常使用ptfe作为抗滴落剂来实现v-0等级。全氟及多氟烷基物质(pfas)被认为是永久化学品，可在环境中持久存在，几乎不被生物降解，不仅容易对环境造成危害，而且易在食物链中累积并对生物造成潜在的健康影响。在电子器件中，轻薄化和pfas法规等趋势对工程塑料的阻燃性能提出了更高的要求。如何在无氟的条件下实现薄壁阻燃且不滴落，则成为待解决的重要问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请公开了一种阻燃材料及其制备方法，以及基于该阻燃材料获得的制品。所述阻燃材料能够在燃烧过程中在表面形成一层致密的炭层，抑制燃烧时的滴落现象，实现薄壁状况1mm阻燃等级v-0。

2、本申请第一方面公开了一种阻燃材料，所述阻燃材料可以包括：三嗪类化合物，被作为所述阻燃材料的成炭剂；所述三嗪类化合物在所述阻燃材料中的质量占比可以为0.2-10％。

3、根据本申请的一些实施例，所述三嗪类化合物可以包括1,3,5-三嗪、2,4,6-三(n-羟甲基氨基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(n-羟甲基-n-羟甲基氨基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(n,n-二羟甲基氨基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(n,n–二甲氧基氨基)-1,3,5-三嗪、聚[[6-(4-吗啉基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基]-1,4-哌嗪二基]、中的一种或以上。

4、根据本申请的一些实施例，所述三嗪类化合物可以为聚[[6-(4-吗啉基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基]-1,4-哌嗪二基]。

5、根据本申请的一些实施例，所述阻燃材料可以进一步包括：聚碳酸酯；增强材料；以及含磷阻燃剂；其中，所述热塑性聚合物、所述增强材料、所述含磷阻燃剂、以及所述三嗪类化合物在所述阻燃材料中的质量占比可以为(30-80)：(10-50)：(2-20)：(0.2-10)。

6、根据本申请的一些实施例，所述热塑性聚合物可以包含至少30％回收料。通过使用回收料可以节约石化资源且对环境友好。

7、根据本申请的一些实施例，所述热塑性聚合物可以包括线性均聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的混合物；所述线性均聚碳酸酯与所述支化聚碳酸酯的质量比为(0.05-0.5)：1；所述线性均聚碳酸酯的熔融指数为1-40g/10min，所述支化聚碳酸酯的熔融指数为2-15g/10min。传统抗滴落剂ptfe分子量较大，在受到螺杆的剪切力的作用下纤维化形成网状结构，从而起到防滴落的作用。而通过支化和线性聚碳酸酯的复配，在大量大分子量支化分子链(低熔融指数支化聚碳酸脂)中参杂少量线性分子链，使分子链相互缠结，局部形成网状结构，提高熔体强度改善燃烧时的滴落现象，且传统抗滴落剂ptfe对环境不友好。

8、根据本申请的一些实施例，所述热塑性聚合物可以包含至少30％回收料。

9、根据本申请的一些实施例，所述增强材料可以包括玻纤组合物、碳纤维、金属纤维中的一种或以上。所述碳纤维可以包含至少30％回收料。通过使用回收料可以节约石化资源且对环境友好。

10、根据本申请的一些实施例，所述玻纤组合物可以包含扁平玻纤和/或圆形玻纤，所述扁平玻纤和所述圆形玻纤的质量比为1：(0.05-0.3)；所述扁平玻纤的扁平比为1:3-1:4，所述圆形玻纤的直径为7-13微米。薄壁电子器件对制品的尺寸和平整度要求较高，扁平玻纤由于其扁平状结构，在注塑过程中流动方向和垂直方向的收缩率差较小，可以实现低翘曲效果。但其流动性较高，在燃烧过程中容易导致滴落引燃。引入少量圆玻纤，在高取向的扁平玻纤中间穿插，阻碍pc树脂熔体沿着扁平玻纤快速流动，避免其造成的滴落引燃现象，同时保持扁平玻纤原有的低翘曲和机械性能。

11、根据本申请的一些实施例，所述含磷阻燃剂可以包括磷酸酯类化合物中的一种或以上；所述磷酸酯类化合物可以选自双酚a双二(苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]中的一种或以上。

12、根据本申请的一些实施例，所述阻燃材料可以进一步包括抗氧剂，所述抗氧剂可以包括抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1098中的一种或以上。

13、根据本申请的一些实施例，所述阻燃材料可以进一步包括润滑剂，所述润滑剂可以包括硬脂酸钙、硬脂酸、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉、聚乙烯蜡中的一种或以上。

14、本申请第二方面提供一种如上所述的阻燃材料的制备方法，所述制备方法可以包括：依据所述阻燃材料各组分的质量比，将各组分置于混和设备中混和均匀以得到混合物；利用挤出设备将所述混合物挤出料条，并转移至造粒设备中造粒，在后处理后得到所述阻燃材料。

15、本申请第三方面提供一种制品，所述制品可以由如上所述的阻燃材料制造而成。

16、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料包括：

2.根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述三嗪类化合物包括1,3,5-三嗪、2,4,6-三(n-羟甲基氨基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(n-羟甲基-n-羟甲基氨基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(n,n-二羟甲基氨基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(n,n–二甲氧基氨基)-1,3,5-三嗪、聚[[6-(4-吗啉基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基]-1,4-哌嗪二基]、中的一种或以上。

3.根据权利要求2所述的阻燃材料，其特征在于，所述三嗪类化合物为聚[[6-(4-吗啉基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基]-1,4-哌嗪二基]。

4.根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料进一步包括：

5.根据权利要求4所述的阻燃材料，其特征在于，所述热塑性聚合物包括线性均聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的混合物；所述线性均聚碳酸酯与所述支化聚碳酸酯的质量比为(0.05-0.5)：1；所述线性均聚碳酸酯的熔融指数为1-40g/10min，所述支化聚碳酸酯的熔融指数为2-15g/10min。

6.根据权利要求4所述的阻燃材料，其特征在于，所述增强材料包括玻纤组合物、碳纤维、金属纤维中的一种或以上；所述碳纤维包含至少30％回收料。

7.根据权利要求6所述的阻燃材料，其特征在于，所述玻纤组合物包含扁平玻纤和/或圆形玻纤，所述扁平玻纤和所述圆形玻纤的质量占比为1：(0.05-0.3)；所述扁平玻纤的扁平比为1:3-1:4，所述圆形玻纤的直径为7-13微米。

8.根据权利要求4所述的阻燃材料，其特征在于，所述含磷阻燃剂包括磷酸酯类化合物中的一种或以上；所述磷酸酯类化合物选自双酚a双二(苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]中的一种或以上。

9.根据权利要4所述的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料进一步包括抗氧剂，所述抗氧剂包括抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1098中的一种或以上。

10.根据权利要4所述的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料进一步包括润滑剂，所述润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉、聚乙烯蜡中的一种或以上。

11.一种如权利要求1-10中任一项所述的阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

12.一种制品，所述制品由如权利要求1-11中任一项所述的阻燃材料制造而成。

技术总结本申请公开了一种阻燃材料及其制备方法，以及制品。所述阻燃材料包括三嗪类化合物，被用作所述阻燃材料的成炭剂。所述三嗪类化合物在所述阻燃材料中的质量占比为0.2‑10％。所述三嗪类化合物可以协同所述阻燃材料中包含的阻燃剂，在燃烧过程中以在材料表面形成一层致密的炭层，抑制燃烧时的滴落现象，缩短燃烧时间，实现薄壁阻燃等级V‑0。技术研发人员：赵佰金,张慎,李春进,许新星受保护的技术使用者：江苏博云塑业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6