[发明专利]一种阻燃剂、阻燃透明聚碳酸酯树脂及其制备方法

说明书

本发明提供一种阻燃剂、包括该阻燃剂的阻燃透明聚碳酸酯树脂及其制备方法。本发明采用的阻燃剂是以2,3‑二苯基‑1‑萘甲醛、八氨基笼型倍半硅氧烷及DOPO为原料，通过分子设计合成。该阻燃剂结构中同时引入氮、磷、硅元素，满足当前无卤、低毒、低烟的使用需求。将其加入到聚碳酸酯树脂混合均匀后，通过熔融挤出的工艺制备得到阻燃透明聚碳酸酯树脂，在不影响透过率的前提下，具有良好的阻燃性能，同时提高了聚碳酸酯材料热稳定性及力学强度。本发明的制备工艺简单，无卤环保，极具市场推广价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种阻燃剂及包括该阻燃剂的阻燃透明聚碳酸酯树脂。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是综合性能良好的热塑性工程塑料，由于其结构的特殊性，聚碳酸酯具有优良的透光性，冲击韧性，电绝缘性，耐候性等特点。广泛应用于电子，电器、航空航天、汽车等行业。

随着电子电器，航空航天，汽车构件等行业的日益发展，对聚碳酸酯阻燃性的要求愈发严格，聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性，其氧指数可达25％左右，可通过UL94 V-2检验，但要满足高阻燃性能的要求，需要对其进行阻燃改性处理。

常用阻燃剂包括卤素系，磷系，硅系、磺酸盐系等。卤素类阻燃剂会严重影响PC的透光性及冲击强度，且燃烧过程中产生有毒有害物质，对环境造成污染。磺酸盐类阻燃剂阻燃效果好且对聚碳酸酯透光性的影响较小，但磺酸盐中含有硫元素，会对环境和人体造成伤害。磷系阻燃剂价格低廉，阻燃效果好且无卤环保，但磷系阻燃剂耐热性能差且添加量过多会直接影响到聚碳酸酯冲击强度和耐热性能。有机硅系阻燃剂具有高效、无毒、低烟、防滴落，对透光性、加工性能，力学性能影响较小等特点，但由于其价格昂贵，限制了其在工业上的使用。因此，根据目前研究状况来看，单一阻燃剂无法同时满足聚碳酸酯的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，合成出一种同时含有氮、磷、硅元素的阻燃剂，将其加入到聚碳酸酯树脂当中制备出一种综合性能优良的阻燃透明聚碳酸酯树脂。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

所述阻燃剂结构为：

所述阻燃剂制备方法为：

(1)在装有冷凝回流装置的三口烧瓶中加入八氨基笼型倍半硅氧烷、乙醇，30℃下搅拌使其溶解，升温至40℃，缓慢滴加2,3-二苯基-1-萘甲醛，滴加完毕后保温反应6h，反应结束后对粗产物进行过滤、洗涤、干燥，最终得到固体粉末。

(2)将(1)中产物与DOPO按照一定比例加入到装有冷凝回流装置的三口瓶中、90℃条件下反应8h，反应结束后待反应温度降至室温，对粗产物进行过滤、洗涤、干燥，得到最终产物。

所述步骤(1)中溶剂为乙醇，八氨基笼型倍半硅氧烷与溶剂的配比可为：1g：(10～30ml)。

所述步骤(1)中，八氨基笼型倍半硅氧烷与2,3-二苯基-1-萘甲醛摩尔比为：1：(8～10)。

所述步骤(2)中，步骤(1)的产物与DOPO摩尔比为：1：(8～10)。

上述过程用化学反应式表示为：

一种阻燃透明聚碳酸酯树脂，其制备方法如下：

(a)按以下重量百分比配料：聚碳酸酯80％-99％，阻燃剂1％-20％。

(b)将聚碳酸酯树脂在100℃-140℃下干燥4-6h，将干燥后的聚碳酸酯树脂与阻燃剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，在220℃-280℃条件下进行挤出、牵引、造粒，干燥制备得到阻燃透明聚碳酸酯树脂材料。

有益效果