[發明專利]熱塑性樹脂組合物及其應用

有效

• 申請號: 202011332016.4
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112477310B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 晏義伍;朱敏杰;李常勝
• 申請（專利權）人: 深圳航天科技創新研究院
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B27/34;B32B27/40;C08L77/00;C08L75/04;C08K5/3492;C08K3/26;C08K3/38;C08K13/02;C08J5/18;D06M15/555;D06M101/40
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 劉燚

本發明公開了熱塑性樹脂組合物及其應用。該熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂、無鹵阻燃劑和改性碳纖維，改性碳纖維包括經熱塑性環氧樹脂改性的碳纖維。根據本發明實施例的熱塑性樹脂組合物，至少具有如下有益效果：熱塑性環氧樹脂作為改性劑對碳纖維進行改性后，改性碳纖維與熱塑性樹脂的相容性得到很大程度的改善，熱塑性樹脂在加工過程中可以更充分地浸潤到改性碳纖維的表面，避免無鹵阻燃劑添加量較大時所導致的樹脂基體與碳纖維的界面性大幅減弱、以及進一步引起的力學性能的下降，從而使得材料能夠兼具良好的阻燃性和力學性能。

技術領域

本發明涉及樹脂材料技術領域，特別是涉及熱塑性樹脂組合物及其應用。

背景技術

隨著新能源汽車和電子電器等領域的發展，汽車零部件和電子器件對材料的機械性能、電性能、耐熱性等提出了更高的要求。熱塑性樹脂易于成型，并且在多次成型和回收利用方面都展現出了比熱固性樹脂更大的優勢，經過增強的熱塑性材料，耐熱性性能得以改善，而且在耐磨和抗沖擊方面有更優異的表現，成型效率高，性價比高，能夠滿足汽車零部件和電子器件的相關需求，但其阻燃性仍有較大的提升空間。

鹵素阻燃劑在燃燒過程中會產生大量有害氣體，對人體、環境造成嚴重危害。而無鹵阻燃劑則不產生有腐蝕性、有毒氣體。因此，目前在熱塑性樹脂中通常添加無鹵阻燃劑。然而，無鹵阻燃劑單位劑量的阻燃效果較差，為了滿足達到相應的阻燃性能，必須大量添加，而這又會使熱塑性樹脂的基本性能產生影響。例如，對于碳纖維增強熱塑性樹脂復合材料而言，無鹵阻燃劑的添加量較大時，力學性能明顯下降。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種兼具阻燃效果和力學性能的熱塑性樹脂組合物及其應用。

根據本發明的第一方面實施例，提供一種熱塑性樹脂組合物，該熱塑性樹脂組合物包括熱塑性樹脂、無鹵阻燃劑和改性碳纖維，改性碳纖維包括經熱塑性環氧樹脂改性的碳纖維。

根據本發明實施例的熱塑性樹脂組合物，至少具有如下有益效果：

熱塑性環氧樹脂作為改性劑對碳纖維進行改性后，改性碳纖維與熱塑性樹脂的相容性得到很大程度的改善，熱塑性樹脂在加工過程中可以更充分地浸潤到改性碳纖維的表面，避免無鹵阻燃劑添加量較大時所導致的樹脂基體與碳纖維的界面性大幅減弱、以及進一步引起的力學性能的下降，從而使材料能夠兼具良好的阻燃性和力學性能。

根據本發明的一些實施例，熱塑性環氧樹脂為含磷熱塑性環氧樹脂。含磷熱塑性環氧樹脂在高溫條件下燃燒分解出磷的含氧酸，能夠催化含羥基化合物脫水成炭，形成隔離膜，從而進一步提高熱塑性樹脂組合物的阻燃效果。

根據本發明的一些實施例，含磷熱塑性環氧樹脂具有如式(Ⅰ)所示的結構式：

其中，0＜m＜180，0＜n＜180。這種含磷熱塑性環氧樹脂對于碳纖維的改性效果較好，能夠大幅提升改性碳纖維與熱塑性樹脂的相容性，提高復合材料的力學性能。

根據本發明的一些實施例，含磷熱塑性環氧樹脂的數均分子量為1.5×10⁵以下。含磷熱塑性環氧樹脂的分子大小對于改性結果有一定影響，當其分子量過大時，對于碳纖維的改性效果不明顯，進而會使復合材料的力學性能下降。

根據本發明的一些實施例，含磷熱塑性環氧樹脂的含磷量為2～20wt％。含磷熱塑性環氧樹脂的含磷量同樣會對改性結果產生一定影響，當其含磷量過大時，雖然可以使阻燃效果顯著提高，但對于碳纖維浸潤性的改善較差，復合材料的力學性能無法滿足要求。

根據本發明的一些實施例，含磷熱塑性環氧樹脂的熔融溫度為160～200℃，分解溫度大于300℃。