一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工程塑料技术领域，特别涉及一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与应 用。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸酯阻燃材料由于其优异的性能，广泛应用于充电器及电池行业，但是在潮 湿环境下聚碳酸酯阻燃材料的阻燃性能及机械性能会大大降低，不能满足这些行业需要高 温高湿条件的行业要求。
[0003] 大量文献描述了如何改进芳族聚碳酸酯树脂的阻燃性的方法，这些方法包括添加 卤系阻燃剂或无卤阻燃剂。卤系阻燃剂包括溴化聚苯乙烯、溴化聚苯醚、溴化双酚A型环氧 树脂、溴化苯乙烯-马来酸酐共聚物、溴化环氧树脂、溴化苯氧基树脂、十溴二苯醚、十溴代 联苯、溴化聚碳酸酯、全溴三环十五烷或溴化芳香族交联聚合物等；无卤阻燃剂包括含氮阻 燃剂、含磷阻燃剂、磺酸盐阻燃剂等。
[0004] JP-A62199654中，使用四溴双酚A低聚物赋予阻燃性。US-A2003/0069338中提到 的组合物尤其包含全氟化盐、硅酮和某些紫外线吸收剂。W001/83606同样如此，其中公开了 全氟磺酸盐。
[0005] 但是，到目前为止，关于在聚碳酸酯树脂配方中添加哪种添加剂或添加剂混合物 对所述聚碳酸酯树脂能够在长期湿热后也能保持良好的机械性能及阻燃性还未见报道；此 外，也没有文献提到如何提高阻燃聚碳酸酯树脂的耐水解性。
[0006] 本发明人经过大量实验惊讶地发现，选用在聚碳酸酯组合物配方中添加全氟取代 烷基酸及其衍生物含量基于聚碳酸酯组合物的总重量中<lOOppm时，由于全氟取代烷基 酸及其衍生物的水溶解度低，在水存在条件下不易失效，能够明显提高聚碳酸酯组合物的 在高温高湿条件下的机械性能和阻燃性能，其阻燃性能达到1. 5mm/V-0,在85%湿度和85°C 条件下，机械性能及阻燃性能保持率高，且特别适用于成型充电器及电池行业。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种在高温高湿条 件下机械性能和阻燃性能保持率高的聚碳酸酯组合物。
[0008] 本发明的另一目的是提供上述聚碳酸酯组合物的制备方法。
[0009] 本发明的再一目的是提供上述聚碳酸酯组合物的用途。
[0010] 本发明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，包括以下组成： a、 86份-99. 9份的聚碳酸醋； b、 0. 1份-14份的阻燃剂； 其中，a、b两种组分的重量份之和为100份。
[0011] 优选地，一种聚碳酸酯组合物，按重量份计，包括以下组成： &、95份-99.9份的聚碳酸酯；b、0. 1份-5份的阻燃剂； 其中，a、b两种组分的重量份之和为100份； 基于聚碳酸酯组合物的总重量中全氟取代烷基酸及其衍生物的含量为5ppm-100ppm。
[0012] 全氟取代烷基酸及其衍生物的含量的测试方法：样品剪成约1cm2的小片，称取 20g(精确至O.OOOlg)样品，二氯化碳/甲醇作提取溶剂，置于索氏萃取滤筒中，索氏萃取 16小时，萃取液经过滤净化后，再水硫酸钠脱水浓缩萃取、定容至10mL。流动相为甲醇，采 用液相色谱-质谱联用（LC-MS)进行测试。
[0013] 色谱柱：HP-Innowax毛细管（柱 30mX0. 25mmi.d.，0? 25ym);柱温：50°C(5min) 30°Cnmin240°C(5min);进样方式：不分流进样；接口温度：280°C;载气：高纯氦气 (99. 999%);流速：0? 8mLnmin;进样量：1yL。
[0014] 质谱条件离子源：负化学源（NCI)。离子源和四极杆温度：150°C。测定方式：选 择离子扫描（SM)，溶剂延迟：315min。
[0015] 其中，所述全氟取代烷基酸及其衍生物根据OECD105方法测得的水溶解度 700mg*L
[0016]OECD105测试方法：称取2. 5020g样品溶于50mL纯水中，于30°C振荡24h后， 取出置于20°C静止24h;过滤，各样品取上清液2mL，利用UPLC-MS/MS测定其浓度。
[0017] 优选地，所述基于聚碳酸酯组合物的总重量中全氟取代烷基酸及其衍生物的含量 为 10ppm-90ppm，优选为 15ppm-80ppm;更优选为 20ppm-50ppm。
[0018] 所述全氟取代烷基酸及其衍生物选自全氟取代烷基酸、全氟取代烷基酸卤化物、 全氟取代烷基酸氨基化合物、全氟取代磺酸中的一种或几种；优选为C8F17I、C8F17CH2CH2I、 c8f17ch=ch2、c4f9ch2ch2oh、c6f13ch2ch2oocch=ch2、c8f17ch2ch2oocc(ch3)=ch2、c8f17ch2cooh、 c7f15cf=chcooh、c7f15cooh、c4f9so2oh、c8h4f15no2、c8f17so2onh3、c4f9i，c4f9ch2ch2oh、c7f15coohnh3 中的一种或几种；更优选为c4f9i，c4f9ch2ch2oh、c6f13ch2ch2oocch=ch2、c7f15cf=chcooh、 c4f9so2oh、c8f17i、c8f17so2onh3、c7f15cooh、c7f15coohnh3 中的一种或几种。
[0019] 其中，所述聚碳酸酯选自芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳酸酯、芳香族-脂肪族聚碳 酸酯、支化聚碳酸酯、硅氧烷共聚碳酸酯中的一种或一种；优选为芳香族聚碳酸酯。
[0020] 优选地，所述芳香族聚碳酸酯的粘均分子量13000-40000的芳香族聚碳酸酯，更 优选为粘均分子量16000-28000的芳香族聚碳酸酯。当粘均分子量在上述范围内，机械强 度良好并且能保持优异的成型性。其中，粘均分子量是通过使用二氯甲烷作为溶剂在测试 温度为25°c的溶液粘度计算出来的。
[0021] 上述聚碳酸酯的制备方法： 双酚A与氢氧化钠溶液生成双酚A钠盐，送入光气化反应釜，在二氯甲烷溶剂存在的条 件下通入光气，使其在界面上与双酚A钠盐反应生成低分子聚碳酸醋，然后在缩聚釜内加 入三乙胺和烧碱溶液缩聚成高分子聚碳酸酯。此外，聚碳酸酯树脂可以包含通过酚化合物 (例如，二元酚化合物）和碳酸酯前体(例如，碳酸二苯酯）的酯交换制备的树脂。
[0022] 其中，所述阻燃剂选自卤系阻燃剂或无卤阻燃剂，优选无卤阻燃剂；所述卤系阻燃 剂选自溴化聚苯乙烯、溴化聚苯醚、溴化双酚A型环氧树脂、溴化苯乙烯-马来酸酐共聚物、 溴化环氧树脂、溴化苯氧基树脂、十溴二苯醚、十溴代联苯、溴化聚碳酸酯、全溴三环十五烷 或溴化芳香族交联聚合物的一种或几种；所述无卤阻燃剂选自含氮阻燃剂、含磷阻燃剂、含 氮和磷的阻燃剂、含硅阻燃剂、含硼阻燃剂、磺酸盐阻燃剂中的一种或几种。
[0023] 该聚酯组合物中还可以包括0-4. 9份的橡胶，橡胶可以为包含选自由C4-C6二烯 橡胶、（甲基）丙烯酸酯橡胶、和硅橡胶所组成的组中的至少一种橡胶单体；橡胶也可以为通 过仅包含硅橡胶和/或与（甲基）丙烯酸酯橡胶结合的硅橡胶，从而具有提高聚碳酸酯的结 构稳定性。
[0024] 该聚酯组合物中还可以进一步包括0-3份的其他助剂；所述其他助剂选自抗氧 剂、光稳定剂、抗滴落剂、润滑剂、着色剂中的一种或几种。
[0025] 所述抗滴落剂选自聚四氟乙烯、纯聚四氟乙烯粉、AS包覆改性的聚四氟乙烯粉、 PMMA包覆改性的聚四氟乙烯粉中的一种或几种。
[0026] 所述抗氧剂选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类的复合物中的一种或几种复配。
[0027] 所述光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可选自受阻胺类、苯 并三唑类、苯并噁嗪酮类复合物中的一种或几种复配。
[0028] 所述润滑剂选自多元醇酯类、金属皂、硬脂酸复合酯或酰胺类中的一种或几种。
[0029] 所述着色剂选自钛白粉、炭黑、酞菁、群青、偶氮、萘环酮等无机及有机着色剂中的 一种或几种。
[0030] 上述聚碳酸酯组合物的制备方法，包括如下步骤： 将聚碳酸酯树脂、阻燃剂、全氟取代烷基酸及其衍生物按比例在高混机中混合均匀，混 合机的转速为450转/分钟-500转/分钟，加入到双螺杆挤出机中，在240°C-260°C的温 度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥得到聚碳酸酯组合物。
[0031] 本发明的聚碳酸酯组合物可应用于成型充电器及电池行业。
[0032] 本发明与现有技术相比，具有如下有益效果： 本发明选用在聚碳酸酯组合物配方中添加全氟取代烷基酸及其衍生物含量基于聚碳 酸酯组合物的总重量中<lOOppm时，由于全氟取代烷基酸及其衍生物的水溶解度低，在水 存在条件下不易失效，能够明显提高聚碳酸酯组合物的在高温高湿条件下的机械性能和阻 燃性能，其阻燃性能达到1. 5mm/V-0,在85%湿度和85°C条件下，机械性能及阻燃性能保持 率高，且特别适用于成型充电器及电池行业。
【具体实施方式】
[0033] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方 式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
[0034] 各性能的测试标准或方法： 全氟取代烷基酸及其衍生物的