[发明专利]无卤阻燃耐候透明聚碳酸酯组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能改性聚碳酸酯，尤其涉及一种在保持良好透明度的前提下，实现其环保阻燃及良好耐候性能的无卤阻燃耐候透明聚碳酸酯。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是一种无定形，透明的热塑性聚合物，无味，无臭，无毒，具有均衡的机械性能，是一种综合性能良好的工程塑料，广泛应用于家用电器、电子通讯、汽车、建筑及光学器材等行业。然而因为PC含有酯键，受紫外线照射易老化，燃烧易熵落等特性限制了PC长期室外使用以及阻燃要求较高的领域。众多的专利文献报道了PC的透明及阻燃的改性方法。据专利和文献报道，无卤或透明阻燃PC的阻燃改性多采用磷酸盐(酯)、磺酸盐(酯)类、锑类氧化物、碱金属和碱土金属盐、硅氧烷等阻燃剂。但上述改性方法在透明度、综合力学性能、耐黄变性及性能价格比等方面难以兼顾。

CN1194040公开了一种高效无卤阻燃聚碳酸酯，材能能在阻燃的情况下，保持聚碳酸酯原有的透明性，同时还明显减少了其热分解或燃烧时生成的有毒气体量和烟量。CN1204197报道了一种无卤阻燃聚碳酸酯/苯乙烯基树脂组合物，该材料由聚碳酸酯、苯乙烯树脂、阻燃剂、抗氧化剂制作而成，该材料燃烧时不会释放出大量浓烟和腐蚀性、毒性气体，具有安全、环保性好等优点。CN03820299报道了一种即使不添加磷系阻燃剂或卤系阻燃剂也显示出优异阻燃性、而且有高反射性、高遮光性、热稳定性优异的聚碳酸酯组合物。US2003027905报道了一种透明阻燃的聚碳酸酯与支链聚硅氧烷组合物，在保持良好透明度的同时，能够达到UL94-V0级，而且满足环保要求。US2006074156报道了一种聚碳酸酯与聚硅氧烷-双酚A型碳酸酯共聚物的组合物，加入30％的聚硅氧烷-双酚A型碳酸酯共聚物就可以达到UL94-V0级，而且还拥有优良的综合力学性能。我们对几种磷酸酯类阻燃剂对透明PC力学的性能进行了分析，发现在达到UL94-V0级时阻燃剂的加入能保持PC良好的透明性，但使材料热变形温度大幅度下降。

上述专利和文献报道的技术，在保持良好透明度的同时，不能同时实现无卤阻燃和耐候级的改性PC。普通的阻燃PC在室外使用过程中很容易受到紫外线的辐照，透明度将会降低或不透明和外观会发生明显变化，有的甚至会发生龟裂而破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种能满足长期紫外线照射场合的使用要求以及日益增长的安全防火及环保要求，能长期保持良好的透明性能的无卤阻燃耐候透明聚碳酸酯。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，无卤阻燃耐候透明聚碳酸酯的组合物，特征在于：其包括聚碳酸酯、无卤阻燃母料、紫外线吸收剂、防滴落剂及耐高温抗氧剂；其重量份数为：聚碳酸酯50～95份，无卤阻燃母料1～20份，紫外线吸收剂0.5～5份，防滴落剂0.5～5份，耐高温抗氧剂0.5～5份。

本发明所说的聚碳酸酯指公开销售的双酚A型聚碳酸酯，可采取市售，如美国GE公司的型号为：131R-111、日本帝人化成公司的型号为：1250Y或台湾奇美的型号为：110等。

所说的无卤阻燃母料包括聚碳酸酯、无卤阻燃剂、抗氧剂及高温润滑剂；其重量份数为：聚碳酸酯80～95份，无卤阻燃剂5～20份，高效抗氧剂0.5～1份及高温润滑剂0.5～1份。

其中，聚碳酸酯优选85份，最佳为95份；无卤阻燃剂优选14份，最佳为4份。

无卤阻燃母料的制备方法：称取聚碳酸酯、型号为FR-2025的芳香族磺酸盐类阻燃剂、抗氧剂及高温润滑剂先在混料机上混合均匀，然后在常规双螺杆挤出机上共混挤出造粒，其中一至六区加工温度为：275℃，285℃，285℃，285℃，285℃，280℃，机头温度275℃。切好的粒料在120℃下干燥1～2h即可得到无卤阻燃母料。

其阻燃作用机理：该阻燃剂能够催化加速聚碳酸酯的热降解，并能在材料的燃烧表面形成炭层。聚碳酸酯降解后产生的大量自由基可捕捉那些可传递燃烧链式反应的活性自由基(如·OH、O·或H·等)，致使燃烧延缓或中止，同时生成的炭层充分覆盖在材料表面，排开空气，进一步阻燃燃烧的进行，导致燃烧速度降低或自熄。

所述的紫外线吸收剂为苯并三唑类化合物，其型号包括UV-5411、UV-P或UV-366中的一种或几种，能有效吸收290～400nm的紫外光，大大提高材料的耐光老化性能。其结构通式为：

其中，R为芳香族基团。

所说的防滴落剂为含氟类的树脂材料，其型号包括SN3300、TF1645及FA-500中的一种或几种，它能够在燃烧表面形成网兜状炭化物，使材料在燃烧时不会发生滴落。