聚碳酸酯组合物和聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物改善矿物填充聚碳酸酯韧性和流动性的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种聚碳酸酯组合物，按重量份计，包括以下组分：聚碳酸酯树脂和聚硅氧烷‑聚碳酸酯共聚物70‑100份；矿物填料1‑35份；磺酸盐0.1‑1.5份；含磷化合物1‑12份；按重量份比，聚碳酸酯树脂：聚硅氧烷‑聚碳酸酯共聚物=（9:1）‑（1:9）。本发明专利技术的聚碳酸酯组合物具有低烟密度、低热释放速率的同时具有良好的韧性和流动性。聚硅氧烷‑聚碳酸酯共聚物本身的韧性略低于常规的聚碳酸酯，但是其加入矿物填充聚碳酸酯后，能够明显改善矿物填充后聚碳酸酯韧性的下降，也改善了组合物的流动性。

Application of Polycarbonate Composition and Polysiloxane-Polycarbonate Copolymer in Improving Toughness and Fluidity of Mineral Filled Polycarbonate

The invention discloses a polycarbonate composition, which comprises the following components by weight: polycarbonate resin and polysiloxane-polycarbonate copolymer 70 100 copies; mineral filler 1 35 copies; sulfonate 0.1 1.5 copies; phosphorus compounds 1 12 copies; polycarbonate resin: polysiloxane-polycarbonate copolymer = (9:1)(1:9). The polycarbonate composition of the invention has low smoke density, low heat release rate and good toughness and fluidity. The toughness of polysiloxane-polycarbonate copolymer itself is slightly lower than that of conventional polycarbonate, but the addition of mineral filling polycarbonate can significantly improve the decrease of toughness of polycarbonate after mineral filling, as well as the fluidity of compositions.

【技术实现步骤摘要】
聚碳酸酯组合物和聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物改善矿物填充聚碳酸酯韧性和流动性的应用
本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及聚碳酸酯组合物和聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物改善矿物填充聚碳酸酯韧性和流动性的应用。
技术介绍
聚碳酸酯（PC）广泛适用于交通运输行业，对人员高度集中、空间相对狭小封闭的飞机机舱而言，材料一旦着火燃烧，就会大量消耗氧气、释放热量并产生有毒可燃的气体，可燃气体会进一步助燃产生更多热量，热量集中释放就会营造一个局部的高温环境，导致材料加速降解并产生更多有毒可燃气体。随着国人对出行安全问题的重视，研发出一种在燃烧时、高温受热时低烟雾密度和低热释放的产品是市场所急需的。现有技术中无卤聚合物体系，侧重于通过评价阻燃等级来优化配方，但较少考察烟雾释放量，而火灾中85%的人员伤亡是由烟气造成的，因此很有必要研究聚合物体系的生烟性。由于聚合物的燃烧机理和生烟机理完全不同，并且聚合物中加入阻燃剂时，由于燃烧更不完全，通常会加剧生烟量，因此聚合物很难同时具备良好的抑烟效果和阻燃效果，为了同时解决这两个技术问题，现有的聚合物模塑材料需要在其制备过程中添加一种或多种协效剂，才能达到阻燃和抑烟效果。一般降低烟雾释放量的做法是，加入大量的矿物填料。但是，当加入了过多的矿物填料后材料的韧性会明显下降，是因为矿物填料其表面的酸碱性容易引起聚碳酸酯的降解，使分子量降低，尤其是在高温的熔融阶段降解尤为明显，这样会使流动性大幅上升且极其不稳定。由于矿物填料表面酸碱性的降解作用，也使冲击强度严重不足。此时，为了解决材料韧性下降的缺陷，就需要加入增韧剂，但是，增韧剂的加入会增加烟雾释放量和热释放量，并且，在矿物填充的聚碳酸酯中，增韧剂之间的联结被矿物填料隔断，导致增韧剂的增韧效果难以有效发挥。因此，需要寻找另一种方法抑制因矿物填料加入后韧性的降低。另一方面，为了增加矿物填料填充聚碳酸酯的流动稳定性，可以通过加入酸性小分子中和矿物填料的表面碱性，但小分子助剂的加入使矿物填充聚碳酸酯的机械性能受到较大影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种聚碳酸酯组合物，具有低烟密度、低热释放速率的同时具有良好的韧性和流动性。本专利技术的另一目的在于，提供聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物改善矿物填充聚碳酸酯韧性和流动性的应用。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种聚碳酸酯组合物，按重量份计，包括以下组分：聚碳酸酯树脂和聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物70-100份；矿物填料1-35份；磺酸盐0.1-1.5份；含磷化合物1-12份；按重量份比，聚碳酸酯树脂：聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物=（9:1）-（1:9）。磺酸盐和含磷化合物的同时加入，可以有效降低聚碳酸酯受高温或燃烧时的烟密度和热释放速率，矿物填料也具有一些降低烟密度和热释放速率的功能，因此，为了得到良好的低烟密度、低热释放速率以及达到其他力学性能和降低成本，矿物填料、磺酸盐和含磷化合物是同时加入的，但是它们的加入会使聚碳酸酯韧性下降。矿物填料是韧性下降的主要因素，矿物填料表面通常具有羟基，特别是滑石粉，与聚碳酸酯中的羰基具有一定的极性相互结合作用。含有硅氧烷嵌段的共聚碳酸酯，其分子结构中羰基数量相对较少，与滑石粉的极性作用变弱，因此结合变差。减少了矿物填料对聚碳酸酯的降解作用，保持分子量，熔融指数稳定性好。聚碳酸酯树脂：本专利技术的聚碳酸酯树脂可为由二羟基化合物或其和少量的多羟基化合物与光气(phosgene)或碳酸二酯的反应获得的支化热塑性聚合物或共聚物。不特别限制聚碳酸酯树脂的生产方法，并且可使用由迄今为止已知的光气法(界面聚合法)或熔融法(酯交换法)生产的聚碳酸酯树脂。优选芳族二羟基化合物为原料二羟基化合物，且可示例为2,2-双(4-羟苯基)丙烷(＝双酚A)、四甲基双酚A、双(4-羟苯基)-对-二异丙基苯、对苯二酚、间苯二酚、4,4-二羟基二苯等，其中优选双酚A。还可使用其中至少一个四烷基磺酸膦(tetraalkylphosphoniumsulfonate)结合至前述芳族二羟基化合物的化合物。所述的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物中硅氧烷嵌段聚合度为10~120，硅氧烷总含量为3~25%；优选的，聚合度为40~80，硅氧烷总含量为14~22%。聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的分子式可以如下：本专利技术发现，由于聚硅氧烷与聚碳酸酯相容性差，优选嵌段长度和含量的硅氧烷能够通微相分离形成相畴尺寸适中的海岛结构，有望获得良好的韧性。聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可以通过熔融酯交换方法制备。优选的，按重量份比，聚碳酸酯树脂：聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物=（5:1）-（2:1）。由于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物本身的力学性能略低于常规聚碳酸酯，因此，聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的加入量以消除矿物填料的加入对熔指以及韧性的影响为基准进行优化。优选的，所述的含磷化合物选自六苯氧环三磷腈、双酚A-双（磷酸二苯酯）、间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基磷酸酯)]、三苯基氧膦中的至少一种。其他含磷化合物与磺酸盐复配后也具有降低烟密度以及热释放速率的功能，但是在降低烟雾释放密度以及热释放速率上，六苯氧环三磷腈、双酚A-双（磷酸二苯酯）、间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基磷酸酯)]、三苯基氧膦的效果最好，能够在较小添加量下制备出优异低烟密度和热释放速率的聚碳酸酯组合物。相比于聚磷酸铵、磷酸三苯酯、叔丁基磷酸三苯酯、三(2,6-二甲苯基)磷酸酯、间苯二酚-双（磷酸二苯酯）、六氨基环三磷腈、六苯氨基环三磷腈、聚二（4-羧基苯氧基）磷腈等线型聚磷腈等含常用的磷系添加剂，上述的含磷化合物（六苯氧环三磷腈、双酚A-双（磷酸二苯酯）、间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基磷酸酯)]、三苯基氧膦）对于聚碳酸酯的烟密度和热释放速率的降低最为显著，并且对于聚碳酸酯复合材料的韧性的降低较少，更有利于推广应用。六氨基环三磷腈、六苯氨基环三磷腈对聚碳酸酯机械性能影响较大，且由于含有较多含氮基团，燃烧过程中会产生较多有毒有害的氮氧化物；聚二（4-羧基苯氧基）磷腈等线型聚磷腈由于与聚碳酸酯相容性较差，而且实际降低烟密度、热释放速率的效果也不如六苯氧环三磷腈、双酚A-双（磷酸二苯酯）、间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基磷酸酯)]或者三苯基氧膦好。所述的磺酸盐选自全氟乙烷磺酸四乙基铵、二苯砜磺酸钾、全氟烷基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酰钾、对甲苯磺酸钠中的至少一种；优选的，所述的磺酸盐选自全氟丁基磺酸钾。所述的矿物填料选自滑石粉、钛白粉、云母、硫化锌、碳酸钙、硫酸钡、硫酸镁、氢氧化镁、氮化硼、蒙脱土、高岭土、勃姆石、硼酸锌中的至少一种；优选的，选自勃姆石、云母、硼酸锌中的至少一种；优选的，所述的矿物填料的粒径为0.1-13微米。当矿物填料的粒径小于0.1微米，其表面积太大，在同样的加入量下对聚碳酸酯的降解作用大幅提高，并且因为粒径太小，容易聚团，给加工带来困难；当矿物填料粒径大于13微米时，力学性能不足。生产、试验过程所用的填料的粒径一般是分布在一定范围内的，比如4-6微米，或者更宽的3-7微米的范围。按照聚碳酸酯组合物的其他性能需求，还可以包括0-10重量份的助剂；所述助剂为热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、增塑剂、填料和着色剂中的至少一种。所述润滑剂为硬脂酸金属盐类润滑剂、硬脂酸烷基酯类润滑剂、硬脂酸季戊四本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚碳酸酯组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：聚碳酸酯树脂和聚硅氧烷‑聚碳酸酯共聚物     70‑100份；矿物填料                                  1‑35份；磺酸盐                                    0.1‑1.5份；含磷化合物                                1‑12份；按重量份比，聚碳酸酯树脂：聚硅氧烷‑聚碳酸酯共聚物=（9:1）‑（1:9）。

【技术特征摘要】
1.一种聚碳酸酯组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：聚碳酸酯树脂和聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物70-100份；矿物填料1-35份；磺酸盐0.1-1.5份；含磷化合物1-12份；按重量份比，聚碳酸酯树脂：聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物=（9:1）-（1:9）。2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物中硅氧烷嵌段聚合度为10-120，硅氧烷总含量为3-25%；优选的，聚合度为40-80，硅氧烷总含量为14-22%。3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，按重量份比，聚碳酸酯树脂：聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物=（5:1）-（2:1）。4.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的含磷化合物选自六苯氧环三磷腈、双酚A-双（磷酸二苯酯）、间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基磷酸酯)]、三苯基氧膦中的至少一种。5.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的磺酸盐选自全氟乙烷磺酸四乙基铵、二苯砜磺酸钾、全氟烷基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酰钾、对甲苯磺酸钠中的至少一种；优选的，所述的磺酸盐选自全氟丁基磺酸钾。6.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊，岑茵，黄险波，叶南飚，艾军伟，王培涛，赵体鹏，丁超，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44