一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，該樹(shù)脂包括以下重量百分比的成分：阻燃母粒98.4～99.75％，阻燃劑0.05～0.6％，抗氧劑0.1～0.5％及潤(rùn)滑劑0.1～0.5％，按組分備料后，先將PC、阻燃劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑按重量百分比加入高速混合機(jī)中，充分混合后，再置于螺桿機(jī)中擠出造粒，制得阻燃母粒；再將阻燃母粒與其余組分一起加入到高速混合機(jī)中，充分混合后，再置于螺桿機(jī)中，進(jìn)行擠出造粒，即制得產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以全苯基丁基磺酸鉀作為阻燃劑，將其與抗氧劑、潤(rùn)滑劑、阻燃母?；旌虾螅M(jìn)行擠出造粒，整個(gè)制備工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的階梯控溫步驟，所得產(chǎn)品具有透明、壁薄、沖擊強(qiáng)度高，阻燃性能優(yōu)異，無(wú)毒無(wú)害的特點(diǎn)，適用范圍廣。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種透明無(wú)南阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，尤其是涉及一種 透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯（Polycarbonate，以下簡(jiǎn)稱(chēng)PC)具有優(yōu)異的耐沖擊性、耐熱性、良好的尺 寸穩(wěn)定性、電絕緣性性能，并具有無(wú)毒和吸水性低的特點(diǎn)，能在較寬的溫度范同內(nèi)使用，且 透光率可達(dá)90%，素有"透明金屬"的稱(chēng)號(hào)，廣泛應(yīng)用于電子、電氣、機(jī)械、汽車(chē)、航空航天、建 筑、辦公及家庭用品等領(lǐng)域。PC自身具有一定的阻燃性（氧指數(shù)為25% )，但為了滿(mǎn)足某些 應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ψ枞夹缘母咭?，必須?duì)其進(jìn)行阻燃改性。
[0003] 目前，聚碳酸酯樹(shù)脂常用的阻燃劑為鹵系阻燃劑或有機(jī)磷系阻燃劑。然而，鹵系阻 燃劑在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二惡英等有毒有害物質(zhì)，造成環(huán)境污染而逐漸被限制使用。而有 機(jī)磷系阻燃劑在一般情況下，其添加量大（為10?30wt% )，多數(shù)分解溫度比較低，常常會(huì) 腐蝕加工機(jī)械，有些還會(huì)影響聚碳酸酯樹(shù)脂的沖擊強(qiáng)度和耐熱性。針對(duì)上述不足之處，為適 應(yīng)阻燃高分子材料越來(lái)越高的環(huán)保要求，無(wú)鹵阻燃PC由于其有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境及人類(lèi) 健康，而成為將來(lái)發(fā)展的主流。如今，國(guó)際上對(duì)在移動(dòng)通訊、辦公設(shè)備、個(gè)人電腦等電子電器 產(chǎn)品中使用的塑料原材料及電子零部件產(chǎn)品，已經(jīng)按照EN61249-2-21的標(biāo)準(zhǔn)，要求積極向 無(wú)鹵化方向過(guò)渡，因此進(jìn)一步促進(jìn)了高性能無(wú)鹵阻燃PC材料需求的持續(xù)增長(zhǎng)。
[0004] 為杜絕上述含鹵或含磷阻燃劑所帶來(lái)的不利影響，現(xiàn)今，阻燃PC所采用的主流阻 燃劑主要為二苯基砜磺酸鹽（KSS)和全氟丁基磺酸鉀（PPFBS)。雖然，這兩種阻燃劑在較厚 制品（厚度>3. 2_)可以達(dá)到良好的透明阻燃效果，但在應(yīng)用于較薄制品時(shí)（1.6mm彡厚 度< 3. 2mm)，由于其在配方設(shè)計(jì)上需要添加 PTFE防滴落劑，這會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品最終的透明 性。而在實(shí)際應(yīng)用中，制品超薄、透明是市場(chǎng)需求的發(fā)展方向。因此，上述兩種阻燃劑的應(yīng) 用受到了極大的限制。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?01110458209. 9的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公布了一種聚碳酸酯阻燃耐力板及其 制備方法，所述的聚碳酸酯阻燃耐力板，按重量百分比該阻燃耐力板由以下組分組成：聚碳 酸酯為95?99. 5%，阻燃劑為0. 5?5%，所述阻燃劑為改性全氟丁基磺酸鉀。該專(zhuān)利中 僅僅將改性全氟丁基磺酸鉀作為阻燃劑與聚碳酸酯進(jìn)行混合加工，雖然能夠降低成本，而 且有利于制備較薄的聚碳酸酯阻燃耐力板，但由于未添加抗氧劑成分，這會(huì)使得產(chǎn)品的在 使用過(guò)程中，會(huì)因抗氧效果差，容易發(fā)生老化，以致產(chǎn)品的力學(xué)性能及透光性能大幅下降， 產(chǎn)品使用壽命短。
[0006] 申請(qǐng)?zhí)枮?00910191934. 7的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公布了一種透明阻燃聚碳酸酯（PC)材 料及其制備方法，所述材料按重量份包括以下原料：PC (熔指22) 45?55, PC (熔指5) 44? 54, PTFE粉0. 2?0. 6,阻燃劑0. 04?0. 12,脫模劑0. 2?0. 8,所述的阻燃劑為全氟丁基 磺酸鉀阻燃劑。該專(zhuān)利在原料中加入防滴落劑PTFE粉，會(huì)直接影響產(chǎn)品最終的透明性，無(wú) 法保證產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用條件下的透明性。
[0007] 趙志剛等在專(zhuān)利CN103788610A中公布了全氟丁基磺酸鉀或二苯基砜磺酸鹽及含 鹵阻燃劑中的一種或幾種混合，并在配方中部分使用含硅PC來(lái)制備一種高透明耐低溫沖 擊阻燃聚碳酸酯復(fù)合材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種透明無(wú)鹵阻燃 聚碳酸酯樹(shù)脂及其制備方法，用以克服傳統(tǒng)阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂難以同時(shí)達(dá)到的薄壁、透明 且阻燃效果優(yōu)異的技術(shù)問(wèn)題。
[0009] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0010] 一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，該樹(shù)脂包括以下重量百分比的成分：阻燃母粒 98. 4?99. 75%，阻燃劑0· 05?0· 6%，抗氧劑0· 1?0· 5%及潤(rùn)滑劑0· 1?0· 5%。
[0011] 所述的阻燃母粒包括以下重量百分比的成分：PC89. 7?97. 7%，阻燃劑1? 10%，抗氧劑〇. 1?1%及潤(rùn)滑劑〇. 1?1% ;所述的無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂的重量百分比 成分優(yōu)選為：阻燃母粒99. 5?99. 65%，阻燃劑0. 05?0. 25%，抗氧劑0. 15?0. 3 %及潤(rùn) 滑劑〇· 1?〇· 15%。
[0012] 所述的阻燃母粒的重量百分比成分優(yōu)選為：PC94.7%，阻燃劑5%，抗氧劑0. 15% 及潤(rùn)滑劑〇. 15% ;所述的無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂的重量百分比成分更優(yōu)選為：阻燃母粒 99. 65 %，阻燃劑0.05 %，抗氧劑0. 15 %及潤(rùn)滑劑0. 15%。
[0013] 所述的PC為雙酚A型聚碳酸酯，該雙酚A型聚碳酸酯的重均分子量為10000? 40000,優(yōu)選 22000 ?30000。
[0014] 所述的阻燃劑為二苯基砜磺酸鹽、全氟丁基磺酸鉀或全苯基丁基磺酸鉀中的一種 或多種。
[0015] 所述的阻燃劑優(yōu)選全苯基丁基磺酸鉀，該全苯基丁基磺酸鉀的軟化點(diǎn)為96? 100°C，pH值為6. 6?6. 8,熱分解溫度> 410°C，具體結(jié)構(gòu)式如下：
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，其特征在于，該樹(shù)脂包括以下重量百分比的成 分：阻燃母粒98. 4?99. 75%，阻燃劑0. 05?0. 6%，抗氧劑0. 1?0. 5%及潤(rùn)滑劑0. 1? 0? 5%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，其特征在于，所述的阻燃 母粒包括以下重量百分比的成分：PC89. 7?97. 7%，阻燃劑1?10%，抗氧劑0. 1?1% 及潤(rùn)滑劑〇. 1?1% ;所述的無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂的重量百分比成分優(yōu)選為：阻燃母粒 99.5?99.65%，阻燃劑0.05?0.25%，抗氧劑0.15?0.3%及潤(rùn)滑劑0.1?0.15%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，其特征在于，所述的阻燃 母粒的重量百分比成分優(yōu)選為：PC94. 7%，阻燃劑5%，抗氧劑0. 15%及潤(rùn)滑劑0. 15% ; 所述的無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂的重量百分比成分更優(yōu)選為：阻燃母粒99. 65%，阻燃劑 0.05 %，抗氧劑0. 15 %及潤(rùn)滑劑0. 15%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，其特征在于，所述的PC為 雙酚A型聚碳酸酯，該雙酚A型聚碳酸酯的重均分子量為10000?40000,優(yōu)選22000? 30000。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，其特征在于，所述的阻燃 劑為二苯基砜磺酸鹽、全氟丁基磺酸鉀或全苯基丁基磺酸鉀中的一種或多種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，其特征在于，所述的阻燃 劑優(yōu)選全苯基丁基磺酸鉀，該全苯基丁基磺酸鉀的軟化點(diǎn)為96?100°C，pH值為6.6? 6. 8,熱分解溫度> 410°C，具體結(jié)構(gòu)式如下：
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，其特征在于，所述的抗氧 劑為受阻酚類(lèi)抗氧劑或亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑中的一種或兩種，所述的受阻酚類(lèi)抗氧劑包括四 [3 - (3, 5-二叔丁基4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯，所述的亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑包括磷酸 三苯酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、季戊四醇雙亞磷酸二（2,4-二特丁基苯基）酯； 所述的潤(rùn)滑劑包括脂肪酸鹽、脂肪酸酰胺和/或混合物、硅烷聚合物、固體石蠟、液體石蠟、 硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸酰胺、硅酮粉、甲撐雙硬脂酸酰胺或N，N' -乙撐雙硬脂酸酰胺 中的一種或多種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，其特征在于，所述的抗氧 劑優(yōu)選受阻酚類(lèi)抗氧劑與亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑按質(zhì)量比為1 : 1的混合抗氧劑，所述的亞磷 酸酯類(lèi)抗氧劑，優(yōu)選季戊四醇雙亞磷酸二（2,4-二特丁基苯基）酯。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂，其特征在于，所述的潤(rùn)滑 劑優(yōu)選硅酮粉、甲撐雙硬脂酸酰胺或N，N' -乙撐雙硬脂酸酰胺中的一種或多種。
10. -種如權(quán)利要求1所述的透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸酯樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，該 方法具體包括以下步驟： (1)按以下重量百分比的成分備料： PC$9.7-97.7% 阻燃劑 KiO% 抗氧劑 0.1?i% 潤(rùn)滑_ (U?1%; (2) 將步驟（1)中各成分按上述重量百分比加入到高速混合機(jī)中，充分混合后，再置于 螺桿機(jī)中，控制螺桿機(jī)轉(zhuǎn)速為300?500rpm，溫度控制為270?290°C，擠出造粒，制成阻燃 母粒； (3) 按以下重量百分比的成分備料： 阻燃母粒 98.4-99.75% 阻燃劑 0.05-0.6% 抗氧劑 0.K0.5% 潤(rùn)滑劑 （U?0.5%; (4) 將步驟（3)各成分加入到高速混合機(jī)中，充分混合后，再置于螺桿機(jī)中，控制螺桿 機(jī)轉(zhuǎn)速為300?500rpm，溫度控制為270?290°C，擠出造粒，即制得透明無(wú)鹵阻燃聚碳酸 酯樹(shù)脂。
【文檔編號(hào)】B29C47/92GK104403293SQ201410712234
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】李文強(qiáng), 李強(qiáng), 羅明華, 辛敏琦 申請(qǐng)人:上海錦湖日麗塑料有限公司