[發明專利]一種無鹵膨脹型阻燃聚碳酸酯組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201210472485.5
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN102924896A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 郝冬梅;陳濤;許肖麗;林倬仕;尹亮;陳崇偉;吳向陽
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08K5/5399;C07F9/6593;C07F9/659;C07F9/6581
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本發明屬于高分子改性技術領域，尤其是涉及一種無鹵膨脹型阻燃聚碳酸酯組合物及其制備方法。

背景技術

聚碳酸酯(PC)具有優良的透光性、較高的玻璃化溫度和沖擊強度，電絕緣性和耐候性等獨特性能，現已成為發展最快的工程塑料之一，廣泛應用在建筑、交通、電子電氣設備和光學器件。聚碳酸酯本身的極限氧指數(LOI)為28，垂直燃燒測試(UL94)V-2級，在某些特定的應用領域中聚碳酸酯的阻燃性能仍顯不足，因此必須對其進行阻燃改性。由于鹵系阻燃劑的環保問題，開發無鹵、低煙、低毒環保的新型膨脹型阻燃性是目前研究的熱點。

磷、氮類化合物作為環保性阻燃劑已被廣泛的研究和應用。在氯代磷腈化合物中每個磷原子上連接有兩個易取代的活潑氯原子，可以通過親核取代反應制得多種衍生物。磷腈衍生物中磷、氮含量較高，可充分發揮磷-氮協同阻燃作用，屬于單質型膨脹阻燃劑。磷腈衍生物作為阻燃助劑協效成分添加到環氧樹脂中的研究已有報道，但是將其作為阻燃劑主體成分應用到聚碳酸酯中的研究仍未見到公開報道。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種將磷腈衍生物作為主體阻燃劑添加到聚碳酸酯中，提供一種無鹵膨脹型阻燃聚碳酸酯組合物及其制備方法，改善聚碳酸酯的阻燃性能。本發明中通過在聚碳酸酯中加入以自制的磷腈衍生物為主體復配成的阻燃劑后，阻燃效果顯著。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種無鹵膨脹型阻燃聚碳酸酯組合物，由無鹵膨脹型阻燃劑、聚碳酸酯和助劑按重量比為(15～100)∶100∶(0.01～3)組成，其中，所述的無鹵膨脹型阻燃劑由磷腈衍生物和協效助劑按重量比為80∶20～100∶0組成。

所述的磷腈衍生物為環狀氯代磷腈或鏈狀氯代磷腈和鄰苯二胺(NH₂PhNH₂)、鄰胺基苯酚(NH₂PhOH)或鄰苯二酚(HOPhOH)中的任一種發生親核取代反應得到的化合物。

環狀氯代磷腈發生親核取代反應得到化合物的分子式為：

式中，m為3～25的整數，R₁和R₂為-NH₂或-OH中的任一種或者同一種，Ph表示苯基，Ph與R₁和R₂鄰位連接；

鏈狀氯代磷腈發生親核取代反應得到化合物的分子式為：

式中，n為3～10000的整數，X₁表示基或基，X₂表示基或者基，其中R₁和R₂為-NH₂或-OH中的任一種或者同一種，Ph表示苯基，Ph與R₁和R₂鄰位連接。

所述的協效助劑選自硼酸鋅、氧化鈦、氧化鋯、氧化硅、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣、氫氧化鎂、水鎂石、鎂鹽晶須、氫氧化鋁或磷酸鋁中的一種或幾種。

所述的助劑選自抗氧化劑、熱穩定劑或光穩定劑中的一種或幾種。

組合物中的抗氧化劑選自2，2’-亞甲基雙(4-甲基-6-特丁基)苯酚、4，4’-硫代雙(3-甲基-6-叔丁基)苯酚、三月桂基亞磷酸酯或三異癸基亞磷酸酯中的任一種。

組合物中的熱穩定劑選自4，4-聯苯二次膦酸四(2，4-二叔丁基苯基)酯、5，7-二叔丁基-3-(3，4-二甲基苯基)-3H-苯并呋喃-2-酮、二苯基亞磷酸癸酯、月桂酸鋇、亞磷酸三苯酯、苯膦酸二甲酯中的任一種。

組合物中的光穩定劑選自2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-[(己基)-氧基]-苯酚、2-[4，6-雙(2，4-二甲苯基)-2-(1，3，5-三嗪基)]-5-辛氧基苯酚或2，4，6-三(2’-羥基-4’-正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪中的任一種。

無鹵膨脹型阻燃聚碳酸酯組合物的制備方法，包括以下步驟：

(1)磷腈衍生物的制備

在惰性氣體中，將NH₂PhNH₂、NH₂PhOH或HOPhOH和縛酸劑在溶劑中攪拌混合均勻，滴加環狀氯代磷腈或者鏈狀氯代磷腈溶液，升溫反應得磷腈衍生物；

(2)阻燃聚碳酸酯組合物的制備