含有低挥发性磷酸芳香酯化合物的碳酸酯聚合物树脂制造技术

一种碳酸酯聚合物组合物，含有（ａ）重均分子量为２０，０００至４０，０００的一种碳酸酯聚合物和主要由（ｂ）大于０．１至小于１．０ｗｔ％（占碳酸酯聚合物组合物的重量百分数）低挥发性磷酸芳香酯化合物构成的耐燃性添加剂，并还可能含有（ｃ）０．００１至０．１ｗｔ％（占碳酸酯聚合物组合物的重量百分数）ｐＨ值至少等于７的一种碱金属盐。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有特定含量的某些磷酸芳香酯化合物的碳酸酯聚合物组合物。研究发现这些组合物在不明显牺牲碳酸酯聚合物树脂优良的综合性能的前提下，令人惊奇地达到了Underwriters实验室(UL-94)V-2等级值。根据本专利技术的碳酸酯聚合物因而在UL-94 V-2等级值、热稳定性、韧性、加工性、耐水解和化学稳定性、外观和光学性质以及在熔融条件下对添加剂的保留能力等诸方面具有优良的综合性能。热塑性树脂领域的技术人员都了解树脂应用范围的大小与其在燃烧或触火条件下不同类型行为的多少有关。树脂的任何应用都需要达到最佳的成本效益比，这一点也为人们所熟知。例如，对于用于制备上光挤出片或其它用途的碳酸酯聚合物，就希望它们能够达到Underwriters实验室(UL-94)的V-2等级值的要求，特别是在厚度在八分之一和十六分之一英寸(0.125和0.0625英寸)范围内的同时达到该等级值，并在熔融条件下能够保留其中的添加剂，在热稳定性、韧性、加工性、耐水解和化学稳定性、外观和光学性质等方面维持必要的水平。众所周知，树脂的V-2性能表示的是树脂模制件在燃烧条件下的一种行为的特征。V-2等级值要求聚合物树脂制件在Bunsen灯(本生灯)焰点燃树脂制件之后的30秒之内或更短的时间内能够自熄灭。在UL-94测试中，被测试树脂模制成具有标准尺寸和形状的测试棒，并对5支测试棒进行试验。在避免通风和给定温度和湿度的控制环境条件下，测试棒垂直吊立，其下端的中部在0.75英寸(20毫米)高的本生灯兰色火焰中进行10秒种的燃烧实验。火焰的中心正对测试棒底部的中心位置，这样本生灯的上端比试样的下端低10毫米。对于典型的V-2测试的树脂，一般先点燃其制件，然后计时直到其自熄(T-1)。燃烧制件一旦熄灭，重新用火焰点燃以进行第二个10秒种的燃烧实验。再次进行计时直到制件自熄(T-2)。如果制件在第一次和/或第二次此燃烧实验中不被点燃，则T-1和/或T-2为零秒。对5支测试棒进行重复试验。如果5支测试棒中的每支在每次火焰燃烧实验中都在30秒之内自熄，而且5支测试棒总的燃烧时间(T-1+T-2)小于250秒，则树脂被评定为至少到达V-2等级。如果5支测试棒中的任一支在任何一次燃烧实验中在30秒之内未发生自熄(T-1或T-2超过30秒)，则树脂未通过V-2测试。虽然要求聚合物制件在30秒内停止燃烧，这种UL测试的V-2等级确也承认在燃烧条件下熔融的、正在燃烧的聚合物从测试制件上滴落并引燃放在其下端的棉花的情况。如果没有聚合物滴落引燃棉花，树脂被评定为V-1等级。发生自熄或停止滴落的时间较短，则UL-94测试的等级就较高(V-0或5V)。需要指出的是这种滴落现象经常将燃烧的聚合物从制件上带走并实际上可能导致制件停止燃烧。还需要指出的是这些树脂的应用者必须考虑到可能起火或燃烧的滴落的聚合物，从而确定这些树脂的适用性。这里所说的任何术语例如耐燃性或阻燃性，或由与燃烧或火焰应用相关的测试而得到的UL-94等级或其它数字表示的数值，并不意味着也反映出所公开的碳酸酯聚合物组合物或任何其它材料在实际火焰燃烧条件下所产生的危害性大小。这里“耐燃性”或“耐燃添加剂”术语可能包括或归纳为在燃烧条件下熔融的、燃烧的聚合物部分从测试制件上滴落并因此使测试制件停止燃烧的情形。为了对聚合物组合物根据它们接触火焰时的行为进行评定等级和归类，这里所采用的聚合物组合物的UL-94评价仅基于针对原始的、未着色的树脂的行为。当Underwriters实验室进行该种测试并发布一种官方的UL等级标准时，树脂的着色后情况和原始特征都被进行测定，而且所有指标都必须满足一个确定等级的要求，以使聚合物组合物获得该等级。过去，大多数具有熔体流动速率等于和低于20克每10分钟的聚碳酸酯树脂在不加入其它添加剂的情况下，其本身能够达到厚度为八分之一至十六分之一英寸之间下的Underwriter实验室(UL-94)的V-2等级。这是因为它们具有相对较低的可燃烧性(与其它许多聚合物比较)和在燃烧条件下其熔体强度易于降低并发生滴落，将正在燃烧的聚合物从被测试制件上带走而使燃烧的制件产生自熄。在聚合物加工方法或质量上的改进或改变可以明显使碳酸酯聚合物的熔体强度提高到聚合物不再容易发生滴落的程度。虽然不含有其它任何添加剂，具有较高熔体流动速率(较低的分子量)的碳酸酯聚合物在UL-94测试中仍达到V-2等级值，但现已发现熔体流动速率等于和低于20克每10分钟，原先在不需其它阻燃添加剂下已达到V-2等级值的碳酸酯聚合物直到在聚合物进行延时燃烧后也不发生滴落，达不到预期的V-2性能。现在为了改善聚合物在燃烧或触火条件下的行为，本领域的技术人员可以列举无数的能够赋予碳酸酯聚合物耐燃性和/或影响其熔体强度或滴落行为的添加剂和添加剂组合物。由于许多未改性的碳酸酯聚合物自身已达到V-2性能，大多数的努力都是与开发其它的配方物直接相关，以获得基于较短的自熄时间或无滴落现象的更高的V-1、V-0或5V UL的等级值。虽然添加剂的用量水平经常是希望降低到最小值以减少对碳酸酯聚合物性能的损失，但还没有有关何种添加剂和/或多少量的添加剂能够提高聚合物在触火条件下发生滴落的倾向性，从而使碳酸酯聚合物在保持未改性碳酸酯聚合物的物理和光学性能良好平衡的同时具有UL-94 V-2等级值的报道。虽然文献中有将各种含磷添加剂与大量的其它类型的添加剂加入到碳酸酯聚合物的公开报道，但并没有有关何种添加剂和/或多少量的添加剂能够使碳酸酯聚合物具有V-2 UL-94等级的报道，尤其是同时在厚度为八分之一英寸(1/8″)和厚度为十六分之一英寸(1/16″)，并同时保持或提高树脂的其它预期性能的情况下。因此本专利技术的一个目标是得到具有预期的V-2性能等级，同时在热稳定性、韧性、加工性、耐水解和化学稳定性、外观、光学性质和在熔融加工条件下对添加剂的保留能力等方面维持必需水平的碳酸酯聚合物。本专利技术涉及一种碳酸酯聚合物组合物，它含有(a)重均分子量为20,000至40,000的一种碳酸酯聚合物和主要由(b)大于0.1至小于1.0wt％(占碳酸酯聚合物组合物的重量百分数)低挥发性磷酸芳香酯化合物构成的耐燃性添加剂，并还可能含有(c)0.001至0.1wt％(占碳酸酯聚合物组合物的重量百分数)pH值至少等于7的一种碱金属盐。低挥发性磷酸芳香酯优选选自磷酸芳香酯低聚物化合物或磷酸卤代芳香酯化合物。同时我们也发现，优选采用在热重分析仪(TGA)上以每分钟20℃的升温速度加热到500℃，在250℃时的重量损失不超过5wt％，特别是在300℃时的重量损失不超过40wt％的一种低挥发性磷酸芳香酯。在另一个优选的实施方案中，本专利技术为一种如上所述的碳酸酯聚合物组合物，不含有其它的以卤素(溴或氯)，pH值小于7的碱金属或碱土金属盐和锑、鉍或聚四氟乙烯为基本组成的耐燃添加剂。根据本专利技术的碳酸酯聚合物组合物，当制成厚度为十六分之一英寸(1.6毫米)和八分之一英寸(3.2毫米)的测试样品时，优选具有UL-94测试的V-2等级。在另一个实施方案中，本专利技术为还含有0.001至0.1wt％pH值至少为7的碱金属盐的一种如上所述的碳酸酯聚合物组合物，以及由这种碳酸酯聚合物组合物制成的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：S·A·奥戈，N·J·施罗克，J·D·斯普，
申请(专利权)人：陶氏化学公司，
类型：发明
国别省市：