[發明專利]高規整梯形聚苯基硅倍半氧烷在阻燃聚碳酸酯中的應用

無效

• 申請號: 201010240466.0
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101891944A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 楊榮杰;蔣云蕓;李向梅
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L83/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及高規整梯形聚苯基硅倍半氧烷在阻燃聚碳酸酯中的應用，屬于阻燃技術領域。

背景技術

聚碳酸酯(PC)是一種無定型、無臭、無毒、高度透明的無色或微黃色熱塑性工程塑料，以優良的物理機械性能，尤其是耐沖擊性優異，拉伸強度、彎曲強度、壓縮強度高；蠕變性小，尺寸穩定；良好的耐熱性和耐低溫性，在較寬的溫度范圍內具有穩定的力學性能，尺寸穩定性在五大工程塑料中，無論是就全球，還是就中國而言，PC都位居前列。被廣泛用于電子電氣行業、交通運輸、建筑、航空航天、精密機械等高新行業，雖然PC本身阻燃級別可達UL94V-2級，但燃燒過程會產生大量熱熔滴，易引起附近材料著火，隨著這些行業元器件對阻燃要求的提高，PC的阻燃改性變得越來越重要。對于PC的阻燃，目前較常采用的有以下幾種體系：(一)鹵系阻燃PC，其工業化產品多以溴系阻燃，以色列死海溴集團生產的商品名為FR-1808的含溴阻燃劑用以阻燃PC(USP6,632,870)，添加量為15～40wt％時不影響PC的透明性，但由于此類阻燃劑與環保不相容，正受到嚴重的挑戰和人們的審慎對待，許多國家和地區先后頒布并實施了禁用鹵系阻燃劑的禁令。(二)磷系阻燃PC，主要途徑是采用添加磷系及磷-氮系化合物，如芳香族磷酸酯齊聚物(USP?6,417,257，USP?6,593,404，EP0,909,790，WO?04/013229，WO?04/01150001，USP?6,717,005，EP?1,373,408，USP2006/0270768，USP?6,613,822，WO?03/020827，USP?6,528,559，WO?04/007611，USP?6,632891)及環三膦腈衍生物(USP?6,630,524)等。但現用的磷酸酯水解穩定性低，易揮發(多為液態)，使被阻燃材料的熱性能下降，另外，磷酸酯阻燃PC易應力開裂，透明度降低，熱穩定性惡化，高溫尺寸穩定性欠佳。膦腈類阻燃及同時含磷和氮，且他們為高熔點固體，熱穩定性也好，如分子中含反應性官能團，還能與PC上的基團反應，所以近幾年備受人們的注目，近三年有不少關于膦腈作為PC阻燃劑的專利發表，但此類阻燃系統尚處于研制階段，一些問題尚待解決，也許有工業化的可能。(三)含硫阻燃劑阻燃PC，如芳香族磺酸鹽(堿金屬或堿土金屬)及全氟烷基磺酸鹽(與聚四氟乙烯并用)，此技術早已見于上世紀70年代早期的美國專利(USP?3,775,367)，近年來更得到重視(USP6,605,659，EP?1,278,798，EP?1,385,909，USP?6,346,574，USP?6,342,550，WO04/035672，EP?1,348,005)不足之處是對薄壁器件不能達到UL94?V-0級，易從PC基體中析出；3M公司推出的全氟丁基磺酸鉀對PC阻燃作用較強，但分解溫度較低，大于一定用量嚴重影響PC的透明性，而且單獨使用存在阻燃級別不一致或不可靠的現象，需與其它阻燃劑(比如鹵系)協同使用；同時磺酸鹽阻燃PC的機理尚未完全明了。(四)硅化合物阻燃PC，包括支化的及未支化的聚硅氧烷，5％的用量可使PC的氧指數達33％～40％，UL94阻燃等級達V-0級，許多專利EP?1,278,798，EP?1,385,909，USP?6,451,906，EP?1,293,551，USP?3,971,756，USP?6,630,525，USP?20030191245，USP?20040220302，EP?1,739,130，EP?1,272,565，USP?6,649,680，USP?6,518,357，WO?03/0977459均已報道了硅化合物在提高阻燃體系熱穩定性、增加炭層抗熱氧化性等方面具有重要作用。USP?6,518,357描述了一種硅倍半氧烷阻燃PC的制備方法，包括聚苯基甲基硅氧烷、苯基硅倍半氧烷與二甲基硅氧烷共聚物、聚苯基乙烯基硅倍半氧烷三種不同的硅化合物，添加量在1％～5％之間，與磺酸鹽類協同使PC達到了UL94?V-0級，其中尤其以后兩種硅倍半氧烷與磺酸鹽類協同阻燃PC效果最好，硅化合物添加量1％，二苯基磺酸鉀磺酸鹽添加量為0.3％，1.6mm厚度的PC可達UL94?V-0級。文獻中(Polymer?Degradation?and?Stability?93(2008)627～639)也報道了添加2％的苯基三硅醇低聚硅倍半氧烷也可將PC的最大熱釋放速率從492kW/m2降低到267kW/m2。

本發明中梯形聚苯基硅倍半氧烷的結構及制備方法見專利《一種高規整梯形聚苯基硅倍半氧烷的制備方法》，其專利申請號為201010190169.X。

發明內容