阻燃透明聚碳酸酯组合物制造技术

本发明专利技术提供透明聚碳酸酯组合物，其包含聚碳酸酯树脂和阻燃剂混合物，所述阻燃剂混合物包含(A)三(2,4,6‑三溴苯氧基)均三嗪和(B)碱金属盐形式的芳族砜磺酸盐。该组合物在聚碳酸酯厚度等于或小于1.6mm时达到V‑0的UL‑94可燃性测试等级。本发明专利技术还公开了制备该组合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻燃透明聚碳酸酯组合物商业用聚合物包含添加剂，包括阻燃剂。塑料材料的可燃性特征可根据UnderwriterLaboratories标准UL94规定的方法定量，其中将明火施加到由测试的聚合物制剂制成的垂直安装的测试样品的最下边缘。UL94测试方法中使用的样品厚度不同(典型厚度为约3.2mm、约1.6mm、约0.8mm和约0.4mm)。在测试期间，记录测试样品的可燃性的各种特征。然后，根据分类要求，将测试的聚合物制剂在测量的测试样品厚度被归为V-0、V-1或V-2等级。被归为V-0等级的聚合物制剂是不易燃的。聚碳酸酯是具有高冲击强度的透明聚合物，可适用于各种应用，例如实验室安全防护罩、安全头盔、汽车部件、食品容器以及电话和电子部件。通常，许多商业等级的纯聚碳酸酯具有固有的UL94V-2等级。在降低聚碳酸酯的可燃性以达到UL94V-0等级方面已获得商业接受的添加剂是二苯基砜磺酸钾盐(本申请中缩写为KSS)，这主要是因为它不影响聚碳酸酯的透明度。如上所述，可燃性测试的结果取决于材料的厚度。作为唯一的添加剂或借助于其它添加剂(即，聚甲基苯基硅氧烷)，KSS已经成功地在由聚碳酸酯制成的1.6-3.2mm厚度的样品中使用以达到UL94V-0等级。然而，为支持本专利技术进行的实验工作表明，KSS在降低具有较小厚度的聚碳酸酯产品的可燃性方面效果较差，例如，使用KSS阻燃的0.8mm厚度的聚碳酸酯样品甚至在增加聚合物中阻燃剂的负载时也未通过UL94V-0测试。US2011/0098386中已经提出将KSS与溴化阻燃剂在聚碳酸酯中进行组合。US2011/0098386中提到的一种溴化阻燃剂是三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪：它作为FR-245可商购得自ICL-IP。三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪的制备通常基于氰尿酰氯与2,4,6-三溴苯酚盐在本领域熟知的各种条件下的反应(参见例如US5,907,040、5,965,731和6,075,142)。下文中，化合物的名称为FR-245。US2011/0098386中报道的实验工作表明，对于包含KSS和FR-245的混合物(KSS是混合物的主要组分，例如按重量计3:1的混合物)，测试所述混合物在使厚度为3.0mm至2.8mm的聚碳酸酯测试样品的可燃性降低方面的功效。添加剂以粉末预混物的形式与少量聚碳酸酯粉末一起使用(以得到组合物总量的10wt％)。然后将添加剂预混物与剩余量的聚合物(90wt％，以聚碳酸酯颗粒的形式)混合并且在同向旋转双螺杆挤出机中挤出。现已发现，包含FR-245和KSS的混合物的特征在于FR-245是混合物的主要组分，例如，混合物的比例使得FR-245:KSS的重量比高于5:1并且优选地在5:1至30:1的范围内，所述混合物可以并入聚碳酸酯中以在厚度等于或小于1.6mm的测试样品中达到UL94V-0等级，而不会不利地影响聚合物的光学性质。可以从FR-245:KSS添加剂混合物中受益的聚碳酸酯透明产品可用于家用电器、照明、汽车和运输、电子设备、建筑、电子、IT和通信、医疗和保健设备。值得注意的是，将KSS与其它溴化阻燃剂一起加入到聚碳酸酯树脂中导致聚合物透明度损失，如下面报道的实验工作所示。上述FR-245:KSS混合物的另一优点在于它们能够形成适于制备浓缩物的可挤出物料。也就是说，本专利技术的混合物可以在挤出机中以相对高的比例(例如，>70wt％)与聚碳酸酯载体进行组合，以形成在聚碳酸酯的配混阶段用作添加剂母料(masterbatch)的浓缩物。本专利技术主要涉及包含聚碳酸酯树脂和阻燃剂混合物的组合物，所述阻燃剂混合物包含(A)三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪(FR-245)和(B)碱金属盐形式的芳族砜磺酸盐，例如二苯基砜磺酸钾盐，其特征在于FR-245是所述混合物的主要组分，例如，FR-245与芳族砜磺酸盐的重量比为不小于5:1，并且基于聚碳酸酯组合物的总重量，所述混合物的浓度为不小于1wt％，优选不小于5wt％，例如5％至20％，例如5％-15％或5％-10％。本专利技术的组合物是透明的。例如，当根据ASTMD1746-97测试时，组合物的光透射率记录为不小于97％，例如不小于98％。当组合物为具有厚度(D)D≤1.6mm、例如D＝0.8mm或D＝0.4mm的测试样品形式时，其达到UL94V-0可燃性测试等级。本专利技术的组合物包含不小于70wt％、例如不小于80wt％、优选80wt％至95wt％的聚碳酸酯。本专利技术不限于任何特定等级的聚碳酸酯。在其最通用的形式中，聚碳酸酯的特征在于重复单元-O-R-O-C(O)-，其中R是对应于与碳酸酯前体的聚合反应中使用的二羟基化合物的二价基团。该反应(例如，其中碳酸酯前体是光气)是众所周知的。关于合成方法的相关细节可以在US2011/0098386和本申请引用的参考文献中得到。本专利技术当然特别涉及基于双酚、特别是双酚A的聚碳酸酯，其已经获得商业上的重要性。基于双酚A的聚碳酸酯通常是线性聚合物，但市场上也可得到支化级。本专利技术涉及所有聚碳酸酯等级(线性和支化)。特别适用于本专利技术的商业聚碳酸酯等级所具有的重均分子量的范围为10000至100000。优选的是根据ISO1133(或ASTMD1238)，例如由Covestro生产的Makrolon或由SABIC生产的LEXAN所测量的具有熔体流动速率(meltflowrate)为2至30[克/10分钟]的聚碳酸酯等级。更优选的是具有2至10[克/10分钟]的熔体流动速率的聚碳酸酯等级，其为线性的或支化的。如上所述，用于本专利技术的三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪商购可得或可通过上述合成方法制备。用于本专利技术的特别有用的芳族砜磺酸金属盐是上述KSS(CAS号63316-43-6)：其可得自于市场上的不同制造商(ArichemLLC，KSS-)。商业产品包含二苯基砜单磺酸钾盐和二苯基砜二磺酸钾盐的共混物。本申请所用的术语“二苯基砜磺酸钾盐”意在包括每种单独的组分及其共混物。重量比FR-245:KSS优选为5:1至30:1，更优选为10:1至25:1，甚至更优选为15:1至20:1。例如，包含不少于70wt％的聚碳酸酯(优选不小于80wt％或85wt％)、5wt％至20wt％的FR-245(优选5至15wt％、例如7wt％至14wt％、例如5wt％至10wt％)和0.1wt％至1.2wt％KSS(优选0.1wt％至0.6wt％)的组合物已显示具有所需的可燃性和光学性质。更具体地，本专利技术提供以下组合物：透明组合物，其包含不小于85wt％的聚碳酸酯(例如85wt％至93wt％)、5wt％至10wt％的FR-245和0.1wt％至0.6wt％KSS(例如0.3至0.5wt％)，在1.6mm(或0.8mm，特别是对于熔体流动速率范围为2至10[克/10分钟]的聚碳酸酯等级，例如支化聚碳酸酯)达到UL94V-0等级；透明组合物，其包含不小于80wt％的聚碳酸酯(例如80wt％至85wt％)、10wt％至15wt％的三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪和0.1wt％至1.0wt％KSS(例如0.1至0.6wt％)，在0.8mm达到UL94V-0等级；和透明组合物，其包含不小于75wt％的聚碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚碳酸酯组合物，其包含聚碳酸酯树脂和阻燃剂混合物，所述阻燃剂混合物包含：(A)三(2,4,6‑三溴苯氧基)均三嗪；和(B)碱金属盐形式的芳族砜磺酸盐，其特征在于，所述三(2,4,6‑三溴苯氧基)均三嗪与所述芳族砜磺酸盐的重量比为不小于5:1，且所述阻燃剂混合物的浓度基于所述组合物的总重量为不小于5wt％，所述组合物的进一步特征在于其是透明的，并且其在等于或小于1.6mm的厚度达到V‑0的UL‑94可燃性测试等级。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.09 US 62/333,3051.聚碳酸酯组合物，其包含聚碳酸酯树脂和阻燃剂混合物，所述阻燃剂混合物包含：(A)三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪；和(B)碱金属盐形式的芳族砜磺酸盐，其特征在于，所述三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪与所述芳族砜磺酸盐的重量比为不小于5:1，且所述阻燃剂混合物的浓度基于所述组合物的总重量为不小于5wt％，所述组合物的进一步特征在于其是透明的，并且其在等于或小于1.6mm的厚度达到V-0的UL-94可燃性测试等级。2.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述芳族砜磺酸盐是二苯基砜磺酸钾盐(KSS)。3.根据权利要求2所述的组合物，其包含不小于70wt％的聚碳酸酯、5-20wt％的三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪和0.1-1.2wt％的KSS。4.根据权利要求3所述的组合物，其包含5wt％至15wt％的三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪和0.1wt％至0.6wt％的KSS。5.根据权利要求4所述的组合物，其包含5wt％至10wt％的三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪。6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其在0.8mm的厚度达到V-0的UL-94等级。7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其展示不小于97％的光透射率，根据ASTMD1746-97测定。8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述聚碳酸酯树脂所具有的熔体流动速率的范围为2-10[克/10分钟]。9.制备根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物的方法，其包括将聚碳酸酯树脂以及三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪和芳族砜磺酸金属盐的混合物进行处理，其中所述混合物的比例的范围为5:1至30:1，该比例偏重于三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述三(2,4,6-三溴苯氧基)均三嗪和芳族砜磺酸金属盐的混合物以浓缩物(母料)形式提供。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·伊顿，Y·赫希松，Y·爱普生阿舒尔，
申请(专利权)人：溴化合物有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL