一种复合相变材料及其制备方法、聚碳酸酯复合材料及其制备方法与流程

本申请涉及防火外壳材料，具体而言，涉及一种复合相变材料及其制备方法、聚碳酸酯复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚碳酸酯(pc)是一种热塑性高分子聚合物，作为五大通用工程塑料之一，其具有优异的透明度、冲击韧性、光泽度、尺寸稳定性，并且极限氧指数高，加工方式多，广泛应用于消费电子、电器、汽车、航空航天等领域。

2、然而，随着技术的发展和安全标准的不断提高，尤其是gb4943.1-2022标准的出台，对防火外壳材料的耐烧穿性能提出了更为严格的要求。传统聚碳酸酯材料虽然具有良好的电绝缘性、耐热性和抗冲击性，但在高温下的熔融变形和塌陷问题却限制了其在防火应用中的效能，尤其是在多孔消费电子产品中，如手机、笔记本电脑、电视和打印机等，传统pc材料的防火外壳在遭受火焰攻击时，常在20～30秒内出现烧穿现象，这极大地威胁了用户的生命财产安全。

3、问题的根源在于pc的热稳定性限制，它在高温下易熔化，导致材料结构无法支撑，从而失去了其物理机械性能，使外壳烧穿。此外，pc材料中的阻燃剂在燃烧过程中，往往只能在初期发挥效用，但难以在持续高温下持续抑制火焰蔓延，更无法防止烧穿现象的发生。因此，寻找一种能够在高温环境下保持结构稳定、提高耐烧穿性能的新型复合材料，成为了当前防火外壳材料研究的重要方向。这不仅要求材料能够在短时间内抵抗火焰的侵袭，更需保证在较长时间内不易烧穿，以满足更高安全标准的需要。面对这一挑战，行业迫切需要一种创新的解决方案，以增强聚碳酸酯材料在高温条件下的耐烧穿性能，确保电子设备在意外火灾中的安全防护。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种复合相变材料及其制备方法、聚碳酸酯复合材料及其制备方法，以解决现有技术中聚碳酸酯材料耐烧穿性能差的问题。

2、为了实现上述目的，根据本申请的第一方面，提供了一种复合相变材料，包括多孔玻璃微珠和盐，至少部分盐位于多孔玻璃微珠的孔内；多孔玻璃微珠和盐的质量比为(80～90)：(10～20)，且盐在熔化后形成熔盐。

3、进一步地，盐包括硝酸钠和硝酸钾，且硝酸钠和硝酸钾的质量比为(4～6)：(4～6)。

4、进一步地，盐的平均粒径为1μm～5μm。

5、进一步地，多孔玻璃微珠的平均粒径为50μm～100μm。

6、进一步地，多孔玻璃微珠的熔融温度为550℃～650℃。

7、进一步地，多孔玻璃微珠的平均孔径为1μm～5μm。

8、进一步地，多孔玻璃微珠的孔隙率为20％～50％。

9、根据本申请的第二方面，提供了一种本申请第一方面复合相变材料的制备方法，其包括如下步骤：

10、s1，将盐加热至350℃～400℃，然后加入多孔玻璃微珠，得到混合物；

11、s2，在300mpa～500mpa、350℃～400℃条件下对混合物进行保温保压处理，得到复合相变材料；

12、其中，多孔玻璃微珠和盐的质量比为(80～90)：(10～20)，盐熔化后形成熔盐。

13、进一步地，s2中，保温保压处理后，还包括研磨，清洗，干燥；干燥后得到复合相变材料。

14、进一步地，盐包括硝酸钠和硝酸钾，且硝酸钠和硝酸钾的质量比为(4～6)：(4～6)。

15、根据本申请的第三方面，提供了一种聚碳酸酯复合材料，其包括如下重量份的组分：聚碳酸酯89～94.7份、阻燃剂0.5～1.5份、复合相变材料1～2份、增韧剂3～5份、抗氧剂0.2～2份、润滑剂0.1～1份。

16、进一步地，聚碳酸酯在300℃、1.2kg条件下测得的熔体流动速率为8g/10min～20g/10min。

17、进一步地，聚碳酸酯的数均分子量为24000g/mol～30000g/mol。

18、进一步地，阻燃剂为磺酸盐类阻燃剂。

19、进一步地，增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-有机硅-丙烯酸酯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。

20、进一步地，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。

21、进一步地，润滑剂为硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸酰胺中的至少一种。

22、根据本申请的第四方面，提供了一种本申请第三方面聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

23、s1，将聚碳酸酯、阻燃剂、复合相变材料、增韧剂、抗氧剂和润滑剂混合，得到混合物料；

24、s2，将混合物料加入挤出机中进行熔融、挤出、造粒，得到聚碳酸酯复合材料。

25、进一步地，s1中，混合在高速混合机内进行。

26、进一步地，s2中，挤出机为双螺杆挤出机。

27、进一步地，s2中，挤出机的工艺参数为：一区温度240℃～245℃，二区温度250℃～255℃，三区温度260℃～265℃，四区温度270℃～275℃，五区温度270℃～275℃，六区温度270℃～275℃，七区温度270℃～275℃，八区温度270℃～275℃，九区温度275℃～280℃，机头温度285℃～290℃，所述挤出机的转速为300r/min～500r/min。

28、应用本申请的技术方案，选用多孔玻璃微珠和熔盐作为复合相变材料，一方面，在聚碳酸酯复合材料遇火时，盐可以发生相变，由固态转变为液态，这个过程会吸收大量的热能，有效减缓材料表面温度的急剧升高，从而为材料提供额外的热防护，延长达到燃点的时间。另一方面，多孔玻璃微珠在高温下开始熔化，形成致密的玻璃膜，这些玻璃膜能够在外壳表面形成一个物理屏障，隔绝氧气和火焰，阻止进一步的氧化和燃烧反应，同时，形成的玻璃能够增强聚碳酸酯材料炭化后的机械强度，防止结构坍塌，进而改善聚碳酸酯复合材料的耐烧穿性能。除此之外，部分盐位于多孔玻璃微珠的孔内，有助于改善多孔玻璃微珠熔化后形成的玻璃膜的包覆效果，还能保护盐，避免其泄露；通过控制多孔玻璃微珠和盐的质量比可以进一步优化复合相变材料的热稳定性和阻燃效果，提升聚碳酸酯复合材料的耐烧穿性能。

1.一种复合相变材料，其特征在于，包括多孔玻璃微珠和盐，至少部分所述盐位于所述多孔玻璃微珠的孔内；所述多孔玻璃微珠和所述盐的质量比为(80～90)：(10～20)；所述盐在熔化后形成熔盐。

2.根据权利要求1所述的复合相变材料，其特征在于，所述盐包括硝酸钠和硝酸钾，且所述盐中，所述硝酸钠和所述硝酸钾的质量比为(4～6)：(4～6)。

3.根据权利要求1或2所述的复合相变材料，其特征在于，包括如下特征中的至少一项：

4.一种复合相变材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的复合相变材料的制备方法，其特征在于，包括如下特征中的至少一项：

6.一种聚碳酸酯复合材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：聚碳酸酯89～94.7份、阻燃剂0.5～1.5份、复合相变材料1～2份、增韧剂3～5份、抗氧剂0.2～2份、润滑剂0.1～1份；所述复合相变材料为权利要求1至3中任一项所述的复合相变材料，或权利要求4或5中的制备方法制得的复合相变材料。

7.根据权利要求6所述的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，包括如下特征中的至少一项：

8.根据权利要求6所述的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，包括如下特征中的至少一项：

9.一种根据权利要求6至8中任一项所述的聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，包括如下特征中的至少一项：