聚碳酸酯(PC)是一種性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛的工程塑料。PC是一種無定形聚合物,具有極高的透明度,透光率可達(dá)89%,可以滿足很多對光學(xué)、顏色要求高的應(yīng)用場景,而且其本身具備一定的阻燃效果,可達(dá)到V-2級阻燃,是自熄型工程塑料。
然而,在一些應(yīng)用場景,需要達(dá)到1.6mm甚至0.8mm的V-0級阻燃,比如手機(jī)殼等電子產(chǎn)品,PC膜,PC板材等領(lǐng)域,而且還要保持PC的透明度,這就有一定的困難了!
目前PC用阻燃劑主要有磷酸酯類,有機(jī)硅類和磺酸鹽類等。磷酸酯類阻燃劑(如BDP,RDP)阻燃PC需要添加量大,且容易發(fā)生滴落,需要添加抗滴落劑,抗滴落劑則會嚴(yán)重影響PC的透明度。能夠保持PC高透明度的主要是磺酸鹽類和有機(jī)硅類阻燃劑。
一、磺酸鹽系阻燃劑
磺酸鹽阻燃劑屬于堿土金屬鹽,對PC制品的阻燃效率高,常用的品種主要有2,4,5-三氯苯磺酸鈉 (STB)、苯磺?;交撬徕?( KSS) 、全氟丁基磺酸鉀( PPFBS)。STB含有氯元素,多用于非透明PC體系中。
磺酸鹽阻燃劑阻燃機(jī)理:磺酸鹽在300~500℃會降解產(chǎn)生能夠促進(jìn) PC交聯(lián)成炭的SO2氣體,這個溫度區(qū)間與PC的降解溫度相匹配,這種成炭交聯(lián)主要是通過促進(jìn) PC的異構(gòu)化和 Fries重排來實(shí)現(xiàn)。

磺酸鹽促進(jìn)交聯(lián)成炭
1、苯磺酰基苯磺酸鉀(KSS)
KSS使用較廣泛,添加0.05%-0.1%即可使PC的氧指數(shù)從27%提高到37%左右,且不會影響PC的透明性。但是單獨(dú)使用不能使薄壁制件(厚度≤2.5mm)的阻燃性達(dá)到UL94 V-0級。實(shí)際應(yīng)用時常與聚硅氧烷復(fù)配,若同時再加入少量含氟聚合物可使材料阻燃性更佳。
2、全氟丁基磺酸鉀(PFBS)
在PC中添加0.06%-0.1%的PFBS即可使PC達(dá)到UL94 V-0 (3.2mm),但要達(dá)到1.6mm或者0.8mm的V-0級別仍有困難。為滿足更高的阻燃要求,通??杉尤肷倭抗柩跬檫M(jìn)行復(fù)配。硅氧烷的用量為配方總量的0.02%-0.3%即可使1.6mm厚樣條阻燃性達(dá)到UL-94 V-0級。需注意的是PFBS用量若超過0.1%,不但不能提高PC的阻燃性能,而且會影響PC的透明性
KSS相比于PFBS,可使PC具有更高的透明度,但是其阻燃效率更低,而且,兩者的添加量與阻燃效果都不是線性關(guān)系,并不是添加越多,阻燃效果越好。