專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能改性聚碳酸酯，尤其涉及一種在保持良好透明度的前提下，實(shí)現(xiàn)其環(huán)保阻燃及良好耐候性能的無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯(PC)是一種無(wú)定形，透明的熱塑性聚合物，無(wú)味，無(wú)臭，無(wú)毒，具有均衡的機(jī)械性能，是一種綜合性能良好的工程塑料，廣泛應(yīng)用于家用電器、電子通訊、汽車(chē)、建筑及光學(xué)器材等行業(yè)。然而因?yàn)镻C含有酯鍵，受紫外線照射易老化，燃燒易熵落等特性限制了PC長(zhǎng)期室外使用以及阻燃要求較高的領(lǐng)域。眾多的專(zhuān)利文獻(xiàn)報(bào)道了PC的透明及阻燃的改性方法。據(jù)專(zhuān)利和文獻(xiàn)報(bào)道，無(wú)鹵或透明阻燃PC的阻燃改性多采用磷酸鹽(酯)、磺酸鹽(酯)類(lèi)、銻類(lèi)氧化物、堿金屬和堿土金屬鹽、硅氧烷等阻燃劑。但上述改性方法在透明度、綜合力學(xué)性能、耐黃變性及性能價(jià)格比等方面難以兼顧。
CN1194040公開(kāi)了一種高效無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯，材能能在阻燃的情況下，保持聚碳酸酯原有的透明性，同時(shí)還明顯減少了其熱分解或燃燒時(shí)生成的有毒氣體量和煙量。CN1204197報(bào)道了一種無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯/苯乙烯基樹(shù)脂組合物，該材料由聚碳酸酯、苯乙烯樹(shù)脂、阻燃劑、抗氧化劑制作而成，該材料燃燒時(shí)不會(huì)釋放出大量濃煙和腐蝕性、毒性氣體，具有安全、環(huán)保性好等優(yōu)點(diǎn)。CN03820299報(bào)道了一種即使不添加磷系阻燃劑或鹵系阻燃劑也顯示出優(yōu)異阻燃性、而且有高反射性、高遮光性、熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)異的聚碳酸酯組合物。US2003027905報(bào)道了一種透明阻燃的聚碳酸酯與支鏈聚硅氧烷組合物，在保持良好透明度的同時(shí)，能夠達(dá)到UL94-V0級(jí)，而且滿(mǎn)足環(huán)保要求。US2006074156報(bào)道了一種聚碳酸酯與聚硅氧烷-雙酚A型碳酸酯共聚物的組合物，加入30％的聚硅氧烷-雙酚A型碳酸酯共聚物就可以達(dá)到UL94-V0級(jí)，而且還擁有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。我們對(duì)幾種磷酸酯類(lèi)阻燃劑對(duì)透明PC力學(xué)的性能進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在達(dá)到UL94-V0級(jí)時(shí)阻燃劑的加入能保持PC良好的透明性，但使材料熱變形溫度大幅度下降。
上述專(zhuān)利和文獻(xiàn)報(bào)道的技術(shù)，在保持良好透明度的同時(shí)，不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)鹵阻燃和耐候級(jí)的改性PC。普通的阻燃PC在室外使用過(guò)程中很容易受到紫外線的輻照，透明度將會(huì)降低或不透明和外觀會(huì)發(fā)生明顯變化，有的甚至?xí)l(fā)生龜裂而破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能滿(mǎn)足長(zhǎng)期紫外線照射場(chǎng)合的使用要求以及日益增長(zhǎng)的安全防火及環(huán)保要求，能長(zhǎng)期保持良好的透明性能的無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯的組合物，特征在于其包括聚碳酸酯、無(wú)鹵阻燃母料、紫外線吸收劑、防滴落劑及耐高溫抗氧劑；其重量份數(shù)為聚碳酸酯50～95份，無(wú)鹵阻燃母料1～20份，紫外線吸收劑0.5～5份，防滴落劑0.5～5份，耐高溫抗氧劑0.5～5份。
本發(fā)明所說(shuō)的聚碳酸酯指公開(kāi)銷(xiāo)售的雙酚A型聚碳酸酯，可采取市售，如美國(guó)GE公司的型號(hào)為131R-111、日本帝人化成公司的型號(hào)為1250Y或臺(tái)灣奇美的型號(hào)為110等。
所說(shuō)的無(wú)鹵阻燃母料包括聚碳酸酯、無(wú)鹵阻燃劑、抗氧劑及高溫潤(rùn)滑劑；其重量份數(shù)為聚碳酸酯80～95份，無(wú)鹵阻燃劑5～20份，高效抗氧劑0.5～1份及高溫潤(rùn)滑劑0.5～1份。
其中，聚碳酸酯優(yōu)選85份，最佳為95份；無(wú)鹵阻燃劑優(yōu)選14份，最佳為4份。
無(wú)鹵阻燃母料的制備方法稱(chēng)取聚碳酸酯、型號(hào)為FR-2025的芳香族磺酸鹽類(lèi)阻燃劑、抗氧劑及高溫潤(rùn)滑劑先在混料機(jī)上混合均勻，然后在常規(guī)雙螺桿擠出機(jī)上共混擠出造粒，其中一至六區(qū)加工溫度為275℃，285℃，285℃，285℃，285℃，280℃，機(jī)頭溫度275℃。切好的粒料在120℃下干燥1～2h即可得到無(wú)鹵阻燃母料。
其阻燃作用機(jī)理該阻燃劑能夠催化加速聚碳酸酯的熱降解，并能在材料的燃燒表面形成炭層。聚碳酸酯降解后產(chǎn)生的大量自由基可捕捉那些可傳遞燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的活性自由基(如·OH、O·或H·等)，致使燃燒延緩或中止，同時(shí)生成的炭層充分覆蓋在材料表面，排開(kāi)空氣，進(jìn)一步阻燃燃燒的進(jìn)行，導(dǎo)致燃燒速度降低或自熄。
所述的紫外線吸收劑為苯并三唑類(lèi)化合物，其型號(hào)包括UV-5411、UV-P或UV-366中的一種或幾種，能有效吸收290～400nm的紫外光，大大提高材料的耐光老化性能。其結(jié)構(gòu)通式為 其中，R為芳香族基團(tuán)。
所說(shuō)的防滴落劑為含氟類(lèi)的樹(shù)脂材料，其型號(hào)包括SN3300、TF1645及FA-500中的一種或幾種，它能夠在燃燒表面形成網(wǎng)兜狀炭化物，使材料在燃燒時(shí)不會(huì)發(fā)生滴落。
所述的耐高溫抗氧劑為芳胺類(lèi)抗氧劑445或亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑627或受阻酚類(lèi)抗氧劑中的一種或一種以上。
所述的無(wú)鹵阻燃劑為芳香族磺酸鹽類(lèi)阻燃劑。
所述的高溫潤(rùn)滑劑為PETS或TAF-1中的一種或一種以上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為，在保持聚碳酸酯原有良好力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性以及透明性的同時(shí)使阻燃效果明顯改善，達(dá)到UL94-V0級(jí)，并能有效的防紫外線照射，室外長(zhǎng)期使用或紫外線燈長(zhǎng)期照射下仍能保持良好的透明性，耐候性能大大提高。同時(shí)本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯從根本上克服了溴系阻燃聚碳酸酯在燃燒和熱裂解過(guò)程中產(chǎn)生四溴代二苯并二噁烷即四溴代雙苯并呋喃等致癌物質(zhì)的危害，完全符合歐盟RoHS指令的環(huán)保要求。其中，透明度用霧度百分?jǐn)?shù)和透光百分?jǐn)?shù)來(lái)描述，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB2410-80確定本發(fā)明的霧度百分?jǐn)?shù)和透光百分?jǐn)?shù)，此處定義本發(fā)明的透明聚碳酸酯組合物為在3.2mm的厚度下具有小于或等于20％，優(yōu)選小于或等于15％，最優(yōu)選小于或等于10％的霧度；大于或等于80％，優(yōu)選大于或等于85％，最佳為大于或等于10％的透光度。根據(jù)Underwriter Laboratories protocol UL 94確定組合物的阻燃性能；此處定義厚度為2.5mm，優(yōu)選厚度為2.0mm，最佳為1.5mm的試樣進(jìn)行檢測(cè)，其阻燃等級(jí)達(dá)到V1級(jí)甚至更好。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一將90公斤聚碳酸酯、9公斤自制無(wú)鹵阻燃母料即8.5公斤聚碳酸酯、0.4公斤無(wú)鹵阻燃劑FR-2025、抗氧劑445和627的1∶1共混物0.06公斤、高溫潤(rùn)滑劑PETS0.04公斤、取型號(hào)為445和627的耐高溫抗氧劑各0.2公斤，0.4公斤型號(hào)為SN3300的防滴落劑，0.2公斤型號(hào)為UV-5411的紫外線吸收劑；在南京科亞TE-65型雙螺桿擠出中混合造粒，一至六區(qū)加工溫度為275℃，275℃，278℃，278℃，280℃，280℃，機(jī)頭溫度275℃。
產(chǎn)品的性能測(cè)試數(shù)據(jù)如下

從以上的檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的阻燃聚碳酸酯組合物在同時(shí)滿(mǎn)足透明性和阻燃性能的前提下，綜合的力學(xué)性能也有所提高，而且在氙燈紫外光長(zhǎng)期照射下力學(xué)性保持率仍能達(dá)到80％，透明性也能夠得到保持。完全滿(mǎn)足戶(hù)外透明燈罩及透明陽(yáng)光板的使用要求。
實(shí)施例二將95公斤聚碳酸酯、4公斤自制無(wú)鹵阻燃母料即3.5公斤聚碳酸酯、0.4公斤無(wú)鹵阻燃劑FR-2025、抗氧劑445和627的1∶1共混物0.06公斤、高溫潤(rùn)滑劑PETS0.04公斤、取型號(hào)為445和627的耐高溫抗氧劑各0.2公斤，型號(hào)為T(mén)F1645和SN3300的防滴落劑各0.2公斤，型號(hào)為UV-5411和UV-P的紫外線吸收劑的共混物0.2公斤；在南京科亞TE-65型雙螺桿擠出中混合造粒，一至六區(qū)加工溫度為275℃，275℃，278℃，278℃，280℃，280℃，機(jī)頭溫度275℃。
產(chǎn)品的性能測(cè)試數(shù)據(jù)如下

實(shí)施例三將85公斤聚碳酸酯、14公斤自制無(wú)鹵阻燃母料即12.5公斤聚碳酸酯、1.4公斤無(wú)鹵阻燃劑FR-2025、抗氧劑445和627的1∶1共混物0.06公斤、高溫潤(rùn)滑劑PETS 0.04公斤、型號(hào)為445、627及1010的耐高溫抗氧劑的共混物共0.4公斤，型號(hào)為FA-500防滴落劑0.4公斤，型號(hào)為UV-366的紫外線吸收劑0.2公斤；在南京科亞TE-65型雙螺桿擠出中混合造粒，一至六區(qū)加工溫度為275℃，275℃，278℃，278℃，280℃，280℃，機(jī)頭溫度275℃。
產(chǎn)品的性能測(cè)試數(shù)據(jù)如下

實(shí)施例四將90公斤聚碳酸酯、9公斤自制無(wú)鹵阻燃母料即8.5公斤聚碳酸酯、0.4公斤無(wú)鹵阻燃劑FR-2025、抗氧劑445、627及1010的共混物0.06公斤、潤(rùn)滑劑TAF-10.04公斤、型號(hào)為445、627及1010的耐高溫抗氧劑的共混物共0.4公斤，型號(hào)為T(mén)F1645的防滴落劑0.4公斤，型號(hào)為UV-5411和P-500紫外線吸收劑的共混物0.2公斤；在南京科亞TE-65雙螺桿擠出中混合造粒，一至六區(qū)加工溫度為275℃，275℃，278℃，278℃，280℃，280℃，機(jī)頭溫度275℃。
產(chǎn)品的性能測(cè)試數(shù)據(jù)如下

實(shí)施例五將90公斤聚碳酸酯、9公斤自制無(wú)鹵阻燃母料即8.5公斤聚碳酸酯、0.4公斤無(wú)鹵阻燃劑FR-2025、其他0.1公斤)、型號(hào)為445、627及1010的耐高溫抗氧劑的共混物共0.4公斤，型號(hào)為SN3300、TF1645及FA-500的防滴落劑的共混物0.4公斤，型號(hào)為UV-5411、UV-P及UV-366的紫外線吸收劑的共混物0.2公斤；在南京科亞TE-65雙螺桿擠出中混合造粒，一至六區(qū)加工溫度為275℃，275℃，278℃，278℃，280℃，280℃，機(jī)頭溫度275℃。
產(chǎn)品的性能測(cè)試數(shù)據(jù)如下

權(quán)利要求
1.一種無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯組合物，特征在于其包括聚碳酸酮、無(wú)鹵阻燃母料、紫外線吸收劑、防滴落劑及耐高溫抗氧劑；其重量份數(shù)為聚碳酸酯50～95份，無(wú)鹵阻燃母料1～20份，紫外線吸收劑0.5～5份，防滴落劑0.5～5份，耐高溫抗氧劑0.5～5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯組合物，其特征在于上述無(wú)鹵阻燃母料包括聚碳酸酯、無(wú)鹵阻燃劑、抗氧劑及高溫潤(rùn)滑劑；其重量份數(shù)為聚碳酸酯80～95份，無(wú)鹵阻燃劑5～20份，高效抗氧劑0.5～1份及高溫潤(rùn)滑劑0.5～1份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或所述的無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯組合物，其特征在于上述聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯組合物，其特征在于上述紫外線吸收劑為苯并三唑類(lèi)化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為 其中，R為芳香族基團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯組合物，其特征在于上述防滴落劑為含氟類(lèi)的樹(shù)脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯組合物，其特征在于上述耐高溫抗氧劑為芳胺類(lèi)抗氧劑445或亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑627或受阻酚類(lèi)抗氧劑中的一種或一種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯組合物組合物，其特征在于上述無(wú)鹵阻燃劑為芳香族磺酸鹽類(lèi)阻燃劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯組合物，其特征在于高溫潤(rùn)滑劑為PETS或TAF-1中的一種或一種以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)鹵阻燃耐候透明聚碳酸酯組合物，特征在于其包括聚碳酸酯、無(wú)鹵阻燃母料、紫外線吸收劑、防滴落劑及耐高溫抗氧劑；其重量份數(shù)為聚碳酸酯50～95份，無(wú)鹵阻燃母料1～20份，紫外線吸收劑0.5～5份，防滴落劑0.5～5份，耐高溫抗氧劑0.5～5份。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為，在保持聚碳酸酯原有良好力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性以及透明性的同時(shí)使阻燃效果明顯改善，達(dá)到UL94－V0級(jí)，并能有效的防紫外線照射，室外長(zhǎng)期使用或紫外線燈長(zhǎng)期照射下仍能保持良好的透明性，耐候性能大大提高。同時(shí)本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯從根本上克服了溴系阻燃聚碳酸酯在燃燒和熱裂解過(guò)程中產(chǎn)生四溴代二苯并二噁烷即四溴代雙苯并呋喃等致癌物質(zhì)的危害，完全符合歐盟RoHS指令的環(huán)保要求。
文檔編號(hào)C08K5/00GK101062996SQ20061005427
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者郭慶時(shí), 曾斌, 陳勇 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)高怡新塑料有限公司