间苯二磺酸类化合物在阻燃聚碳酸酯中的应用、一种阻燃聚碳酸酯及其制备方法技术

本发明专利技术属于阻燃技术领域，具体涉及间苯二磺酸类化合物在阻燃聚碳酸酯中的应用、一种阻燃聚碳酸酯及其制备方法。本发明专利技术中间苯二磺酸类化合物作为Lewis酸催化剂加速聚碳酸酯的Fries重排反应，快速成炭，从而熄灭火焰，可在添加量极少的情况下达到极佳的阻燃效果，在1.1mm厚度下的垂直燃烧测试中达UL

【技术实现步骤摘要】
间苯二磺酸类化合物在阻燃聚碳酸酯中的应用、一种阻燃聚碳酸酯及其制备方法


[0001]本专利技术属于阻燃
，具体涉及间苯二磺酸类化合物在阻燃聚碳酸酯中的应用、一种阻燃聚碳酸酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚碳酸酯(PC)是近年来增长最快的工程塑料之一，由于其综合性能优异，广泛应用于各个领域。为了满足PC的阻燃性能的要求，常用的阻燃剂主要有溴系、磺酸盐系、硅系和有机磷系等，其中磺酸盐系阻燃剂具有高效、无毒等优点，单独添加到PC中已经实现了3mm试验厚度UL
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94V0等级。然而近年来，随着电子电器行业的发展，PC的应用开发向轻量化方向发展，因此对薄壁PC(厚度小于2mm)的阻燃性能提出了更高的要求。
[0003]目前，现有技术中通过将已经工业化生产的磺酸盐系阻燃剂，如全氟丁基磺酸钾、二苯砜基磺酸钾与溴系或硅系阻燃剂复配使用，通常只能达到1.6mm试验厚度UL
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94V0等级，同时由于复合材料中含有卤素，对环境产生不利影响，最重要的是现有磺酸盐系阻燃剂引发PC降解，导致其力学性能下降。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供间苯二磺酸类化合物在阻燃聚碳酸酯中的应用、一种阻燃聚碳酸酯及其制备方法，本专利技术将间苯二磺酸类化合物作为阻燃剂应用于阻燃聚碳酸酯，得到的阻燃聚碳酸酯兼具良好的阻燃性能和力学性能，且不含卤素，绿色环保。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了间苯二磺酸类化合物在阻燃聚碳酸酯中的应用，所述间苯二磺酸类化合物包括间苯二磺酸和/或间苯二磺酸盐。
[0007]优选的，所述间苯二磺酸盐的分子式为C6H4(SO3X)2，所述间苯二磺酸盐的结构式如式I所示：
[0008][0009]所述式I中X为K、Li和Na中的一种或几种。
[0010]本专利技术还提供了一种阻燃聚碳酸酯，以质量百分含量计，其制备原料包括以下组分：
[0011][0012]所述间苯二磺酸类化合物为上述应用中的间苯二磺酸类化合物。
[0013]优选的，所述抗滴落剂包括聚四氟乙烯和/或聚偏氟乙烯。
[0014]优选的，所述抗氧化剂包括四[β
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(3,5
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二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2,4
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二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
[0015]优选的，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述阻燃聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：
[0017]将聚碳酸酯、间苯二磺酸类化合物、抗滴落剂和抗氧化剂混合，依次进行熔融混炼、挤出、切粒和干燥，得到阻燃聚碳酸酯。
[0018]优选的，在将聚碳酸酯、间苯二磺酸类化合物、抗滴落剂和抗氧化剂混合前，还包括：将所述聚碳酸酯和间苯二磺酸类化合物进行脱水；所述脱水的温度为80～120℃，所述脱水的时间为4～12h。
[0019]优选的，所述熔融混炼的温度为230～300℃；所述熔融混炼的时间为20～60min。
[0020]优选的，所述挤出的温度为240～270℃；所述挤出的时间为20～30min。
[0021]本专利技术提供了间苯二磺酸类化合物在阻燃聚碳酸酯中的应用。本专利技术中间苯二磺酸类化合物作为Lewis酸催化剂加速聚碳酸酯的Fries重排反应，快速成炭，从而熄灭火焰，可在添加量极少的情况下达到极佳的阻燃效果，在1.1mm厚度下的垂直燃烧测试中达UL
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94V0等级。而且，间苯二磺酸类化合物作为阻燃剂因添加量较少造成聚碳酸酯降解的影响较小，使得本专利技术得到的阻燃聚碳酸酯仍具有良好的力学性能，且间苯二磺酸类化合物不含卤素，低烟低毒，属于环境友好型阻燃剂，对实际应用具有非常重要的意义。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了间苯二磺酸类化合物在阻燃聚碳酸酯中的应用。
[0023]在本专利技术中，所述间苯二磺酸类化合物包括间苯二磺酸和/或间苯二磺酸盐，优选为间苯二磺酸盐。
[0024]在本专利技术中，所述间苯二磺酸盐的分子式为C6H4(SO3X)2，所述间苯二磺酸盐的结构式如式I所示：
[0025][0026]所述式I中X优选为K、Li和Na中的一种或几种，更优选为K。当X为多种时，本专利技术对不同种类X的配比没有特殊限定，任意配比均可。
[0027]本专利技术还提供了一种阻燃聚碳酸酯，以质量百分含量计，其制备原料包括以下组分：
[0028][0029]所述间苯二磺酸类化合物为上述应用中的间苯二磺酸类化合物。
[0030]如无特殊说明，本专利技术对所用制备原料的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
[0031]本专利技术提供的阻燃聚碳酸酯的制备原料包括质量百分含量为98～99.849％的聚碳酸酯，优选为99～99.19％。
[0032]在本专利技术中，所述的聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。
[0033]本专利技术提供的阻燃聚碳酸酯的制备原料包括质量百分含量为0.001～0.5％的间苯二磺酸类化合物，优选为0.01～0.1％。
[0034]本专利技术中间苯二磺酸类化合物作为Lewis酸催化剂加速聚碳酸酯的Fries重排反应，快速成炭，从而熄灭火焰，可在添加量极少的情况下达到极佳的阻燃效果，在1.1mm厚度下的垂直燃烧测试中达UL
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94V0等级，且不含卤素，属于环境友好型阻燃剂。
[0035]本专利技术提供的阻燃聚碳酸酯的制备原料包括质量百分含量为0.05～0.5％的抗滴落剂，优选为0.1～0.3％。
[0036]在本专利技术中，所述抗滴落剂优选包括聚四氟乙烯和/或聚偏氟乙烯，更优选为聚四氟乙烯。当抗滴落剂为多种时，本专利技术对不同种类抗滴落剂的配比没有特殊限定，任意配比均可。
[0037]本专利技术中添加抗滴落剂可以改善燃烧过程中熔融滴落现象，避免在UL94测试中等级下降。
[0038]本专利技术提供的阻燃聚碳酸酯的制备原料包括质量百分含量为0.1～1.0％的抗氧化剂，优选为0.2～0.6％。
[0039]在本专利技术中，所述抗氧化剂优选包括四[β
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(3,5
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二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2,4
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二叔丁基苯基)亚磷酸酯，更优选为四[β
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(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4
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二叔丁基苯基)亚磷酸酯。当抗氧化剂为四[β
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(3,5
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二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4
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二叔丁基苯基)亚磷酸酯时，本专利技术对这两种抗氧化剂的配比没有特殊限定，任意配比均可。
[0040]本专利技术添加抗氧化剂可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.间苯二磺酸类化合物在阻燃聚碳酸酯中的应用，其特征在于，所述间苯二磺酸类化合物包括间苯二磺酸和/或间苯二磺酸盐。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述间苯二磺酸盐的分子式为C6H4(SO3X)2，所述间苯二磺酸盐的结构式如式I所示：所述式I中X为K、Li和Na中的一种或几种。3.一种阻燃聚碳酸酯，其特征在于，以质量百分含量计，其制备原料包括以下组分：所述间苯二磺酸类化合物为权利要求1～2任一项所述应用中的间苯二磺酸类化合物。4.根据权利要求3所述的阻燃聚碳酸酯，其特征在于，所述抗滴落剂包括聚四氟乙烯和/或聚偏氟乙烯。5.根据权利要求3所述的阻燃聚碳酸酯，其特征在于，所述抗氧化剂包括四[β
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(3,5
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二叔丁基
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羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2,4
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨荣杰，张笑语，张文超，何吉宇，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：