一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与应用。本发明专利技术聚碳酸酯组合物包括以下重量份的组分：聚碳酸酯100份，磷酸多聚物3

【技术实现步骤摘要】
一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于塑料领域，涉及一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的工程塑料，抗冲击性能居热塑性塑料之首，具有尺寸稳定性好、热变形温度高(130～140℃)、耐候性和耐电性好等特性，广泛应用在汽车、电子、家电、建筑等行业中。PC树脂的极限氧指数达26％，离火能自熄。市面上商品化的PC树脂按照美国UL94标准进行阻燃性能评价，大多数能达到V
‑
2等级。但实际应用中，人们希望PC材料具有更好的阻燃性，能达到V
‑
0等级，同时希望PC材料还具有高耐湿热性以满足户外应用需求。
[0003]现有的PC无卤阻燃剂中，磷酸三苯酯(TPP)、间苯二酚
‑
双(磷酸二苯酯)RDP、双酚A
‑
双(磷酸二苯酯)BDP等传统磷酸酯类阻燃剂存在配方添加量大、工艺要求高等缺点；磺酸盐阻燃剂添加量少，对分散工艺要求高，且本身易吸潮，水解稳定性较差，可能对环境造成危害，限制了其应用范围；机硅阻燃剂具有较多优点，如在PC中的添加量少，改性后几乎不会损失原PC树脂的物理机械性能，但阻燃效率有限。
[0004]因此，研究开发兼具高阻燃、高耐湿热、环保、加工工艺简单等特点的PC材料非常有意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与应用，旨在使聚碳酸酯组合物兼具高阻燃、高耐湿热、环保、加工工艺简单等特点。
[0006]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种聚碳酸酯组合物，包括如下重量份的组分：聚碳酸酯100份，磷酸多聚物3
‑
10份，水合层状硅酸盐1
‑
5份，抗氧剂0
‑
1份，其他助剂0
‑
3份，其中，所述水合层状硅酸盐在650℃的烧失量小于7％，所述聚碳酸酯的重均分子量为10,000～40,000。
[0007]本文中“其他助剂”是指除磷酸多聚物、水合层状硅酸盐和抗氧剂以外的其他种类助剂。
[0008]本文中“水合层状硅酸盐烧失量”的测定方法为：
[0009]称取约10g组合物，置于已灼烧恒量的瓷坩锅中，放入马弗炉，马弗炉在500℃恒温1小时，灼烧45min，取出坩埚置于干燥器中，冷却至室温，得到试样。
[0010]称取约1g试样(m1)，精确至0.0001g，置于已灼烧恒量的瓷坩锅中，将盖斜置于坩埚上，放在马弗炉内从低温开始逐渐升高温度，在650℃下灼烧60min，取出坩埚置于干燥器中，冷却至室温，称重。反复灼烧，直至恒重，记为m2。
[0011]烧失量＝(m1‑
m2)/m1×
100％；
[0012]m1——试料的质量，m2——灼烧后试料的质量，烧失量试验结果取两次试验结果的算术平均值，精确至0.01。若两次试验结果之差大于0.5％，须重新进行试验。
[0013]所述聚碳酸酯组合物通过选择特定重均分子量的聚碳酸酯并添加磷酸多聚物和特定烧失量的水合层状硅酸盐而具有非常好的阻燃性能，阻燃等级达到V
‑
0级(UL
‑
94阻燃测试，厚度1.5mm)。其中，水合层状硅酸盐起到协效阻燃的作用，一方面加强燃烧后碳层的致密性，稳定凝聚相结构；另一方面高温下其分子内的结合水释放，能减少气相中可燃物含量，有利于阻燃，从而提升材料的阻燃性能。
[0014]聚碳酸酯分子链水解劣化需要三个前提，首先，水渗透到树脂基体；其次，水保留在树脂基体中，持续起作用，其中较敏感的碳酸酯键，比如极性的C＝O基，与水形成氢键，亲水从而持续劣化；再次，高温加速水催化作用。上述特定烧失量的水合层状硅酸盐具有阻隔作用，能够减缓水渗透到树脂基体，从而减少湿热劣化作用，此外，特定烧失量的水合层状硅酸盐具有吸附作用，通过对磷酸多聚物吸附富集，避免了磷酸多聚物水解所导致的阻燃性能劣化，两者协同提高了所述聚碳酸酯组合物的湿热性能，使其具有非常好的耐湿热性，即便经过高温水煮，阻燃性能还能保持稳定，能用于制备户外塑料件，如户外基站中的光伏等。
[0015]另外，所述聚碳酸酯组合物力学性能优异，对环境无害，加工工艺简单，便于工业化生产和推广应用。
[0016]本文中，“磷酸多聚物的pH值”的测定方法为：称取5g样品，倒入10mL酒精和40mL纯水中，加热回流萃取30min，静置10min取清液，测试pH值。优选地，所述磷酸多聚物的pH值为3
‑
5。所述磷酸多聚物的pH太高或太低，都会在加工过程中促使聚碳酸酯水解，导致聚碳酸酯组合物的耐湿热性变差，因此，选择所述磷酸多聚物的pH值为3
‑
5。
[0017]优选地，所述聚碳酸酯的重均分子量为20,000～30,000。
[0018]聚碳酸酯的重均分子量会影响所得组合物的阻燃性和耐湿热性。聚碳酸酯的重均分子量太低，所得组合物的阻燃性和耐湿热性较差；分子量太高，水合层状硅酸盐分散困难，无法起到阻隔作用，阻燃性和耐湿热性较差，因此选择聚碳酸酯的重均分子量在10,000～40,000范围内。为获得更好的阻燃性和耐湿热性，进一步优选聚碳酸酯的重均分子量为20,000～30,000。
[0019]优选地，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。
[0020]优选地，所述磷酸多聚物为磷杂菲、磷腈、有机次膦酸等中的至少一种。
[0021]磷杂菲可选择9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物、二苯基甲烷
‑2‑
氧
‑
5,5
‑
二甲基
‑
1,3,2
‑
二氧磷杂环己烷
‑2‑
氧化物、环状烷基
‑2‑
氧
‑
5,5
‑
二甲基
‑
1,3,2
‑
二氧磷杂环己烷
‑2‑
氧化物等中的至少一种。
[0022]磷腈可选择六氯环三磷腈、双(4
‑
氧代
‑
戊
‑
缩水甘油环三磷腈
‑
苯基)丙烷(PN
‑
EPC)、环三磷腈阻燃剂双酚A桥联戊(苯胺)环三磷腈(BPA
‑
BPP)、六对羟基苯氧基环磷腈、六对羧基苯氧基环磷腈、六苯氧基环三磷腈(HPCP)、选择(4
‑
二乙氧基磷酰基羟苯氧基)(4
‑
羟基苯氧基)环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈、六苯氧基环三磷腈等中的至少一种。
[0023]有机次膦酸可选择β
‑
(N
‑
苯基甲酰胺)乙基甲基次膦酸铝(Al(CEMP))、二乙基次磷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚碳酸酯组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：聚碳酸酯100份，磷酸多聚物3
‑
10份，水合层状硅酸盐1
‑
5份，抗氧剂0
‑
1份，其他助剂0
‑
3份，其中，所述水合层状硅酸盐在650℃的烧失量小于7％，所述聚碳酸酯的重均分子量为10,000～40,000。2.如权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述磷酸多聚物的pH值为3
‑
5。3.如权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚碳酸酯的重均分子量为20,000～30,000。4.如权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述水合层状硅酸盐为高龄土、膨润土、滑石粉中的至少一种。5.如权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述磷酸多聚物为磷杂菲、磷腈、有机次膦酸、羟基环三磷氮多聚物、氨基环三磷多聚物中的至少一种。6.如权利要求5所述的聚碳酸酯组合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明昆，杨燕，刘贤文，彭民乐，艾军伟，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：