一种聚碳酸酯树脂组合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种组合物，尤其涉及一种具有高导热性、耐抗击性以及高阻燃性的 聚碳酸酯树脂组合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸酯是一种拥有高冲击、高耐热、良好电气绝缘性、尺寸稳定的优秀材料。由 于聚碳酸酯的出色性能表现，其被广泛应用于电气电子机器部品、OA机器部品、精密机械部 品、车辆部品等领域。
[0003] 在上述领域中，聚碳酸酯大体应用在机器的发热部品。近年来，伴随着机器的高性 能的发展，部品单位的消费电力量激增，从部品开始的发热量也大大增加，于是人们开始追 求更高导热性的聚碳酸酯材料。
[0004] 作为赋予聚碳酸酯树脂高导热性的方法，我们知道可以添加导热填料，其中，日本 专利特开2007-16093号公报、特开2007-238917号公报、特开2008-127554号公报、特开 2008-163270号公报、特开2009-161582号公报和特开2011-16936号公报均公开了具有良 好导热性的聚碳酸酯树脂组合物。这些聚碳酸酯树脂组合物导热性虽好，但是耐冲击强度 较差。
[0005] 近年来，在以移动电话为代表的各种电气电子机器等部品的领域内，对于聚碳酸 酯树脂的导热性以及耐冲击性有要求，同时也需要兼具阻燃性。但是，至今为止，还没有开 发出兼具高导热性、耐冲击性以及高阻燃性这三个主要性能的高级别树脂材料。
[0006] 因此，本领域希望可以开发出一种兼具上述多种性能的聚碳酸酯树脂。
【发明内容】
[0007] 基于上述需求，本发明的目的是一种具有高导热性、耐抗击性以及高阻燃性的聚 碳酸酯树脂组合物及其制备方法和应用。
[0008] 为了达成上述目的，经过不断的验证，本申请发明人发现聚碳酸酯和弹性体相互 配合可以大大提高树脂的韧性，同时把含有磷腈构造的特定构造的诱导体作为阻燃剂进行 添加，同时和能够溶解具有特定构造的磷腈衍生物的含磷化合物一起使用，可以防止磷腈 衍生在树脂中形成凝聚粒子，最终，通过这些手段可以很好地实现上述目的，进而提供了一 种以聚碳酸酯为基材的聚碳酸酯树脂组合物，其具有高导热性、耐抗击性以及高阻燃性，并 提供了所述组合物的制备方法和应用，具体地，本发明的技术方案如下所述。
[0009] 本发明提供了一种聚碳酸酯树脂组合物，包括：
[0010] 至少含有2种或2种以上高分子的高分子合金㈧；
[0011] 导热性填料（B);
[0012] 全部或者一部分侧链上至少有1个芳香环置换的磷腈衍生物（C);
[0013] 不属于所述磷腈衍生物，并至少含有1个芳香环的含磷化合物（D)。
[0014] 优选地，所述聚碳酸酯树脂组合物还包括可选择性任意添加的纤维（E)。
[0015] 其中，㈧的海相为聚碳酸酯（Al)，且㈧中至少含有1种弹性体（A2);以所述 (A) -(E)的总质量为100%计，则所述（A)为15% -50%，所述（C)为0· 1% -1 %，所述（D) 为0. 5% -5%，由以上组分组成所述聚碳酸酯树脂组合物。
[0016] 进一步地，所述（C)优选为为通式（1)所示的芳香族磷腈化合物：
[0017]
[0018] 其中，m是3-25的整数，表示的环的个数；
[0019] Rl和R2分别为芳香基又或者烷基芳香基，可以相同也可不同。
[0020] 进一步地，所述（D)，其 SP 值在 17. 5 (MPa) 1/2以上 25 (MPa) 1/2 以下。
[0021] 进一步地，其导热率在0· 5[W/mK]以上。
[0022] 进一步地，所述导热性填料（B)选自金属材料、或者导热值10W/m. K以上的非金 属材料又或是它们的混合物，其为直径〇. 1-100 μ m的粉末、或者纤维又或是它们的混合 物。
[0023] 进一步地，（A)含有的弹性体（A2)具有交联构造。
[0024] 进一步地，优选地，所述聚碳酸酯树脂组合物还包括其它添加剂，包括磷系稳定 剂、苯酚稳定剂、润滑剂、和其它树脂（聚碳酸酯以及苯乙烯系高分子以为的树脂）、紫外 线吸收剂、色粉、防雾剂、防阻塞剂、流动改良剂、可塑剂、分散剂、抗菌剂中的任意一种或几 种。
[0025] 本发明还提供上述任意一种聚碳酸酯树脂组合物的制备方法，包括：将（A)成分， (B) 成分，（C)成分，（D)成分，和可以选择性任意添加的成分（E)，以及其它可根据需要添加 的添加剂，进行熔融混炼的熔融混炼工序，混炼后阻燃树脂组合物，通过两个表面之间所夹 的间隙进行处理。
[0026] 进一步地，在这里，包含着一道处理工序，也就是树脂组合物通过沿流动方向的断 面距离为〇· Olmm - 5mm的间隙。
[0027] 本发明另一方面提供了上述所述任意一种聚碳酸酯树脂组合物的应用。
[0028] 进一步地，包括一种成形体，其含有上述所述聚碳酸酯树脂组合物，应用于包括电 脑，笔记本电脑，平板设备，智能手机，手机等通信移动设备或是打印机，复印机等OA设备 的材料。成形体事例之一特别适用于需要耐热性的外装材料。
[0029] 成形体事例之一，比如，可以使用上述所述的任意一种情况的聚碳酸酯树脂组合 物，通过常规的注塑成型获得。
[0030] 根据本发明，导热性填料，优选为导热性填料的粉末高效率地分散在至少由2种 高分子制造而成的高分子合金中，可以制备具有良好力学性能的高导热的树脂材料，再加 上特殊构造的磷腈衍生物以及不属于磷腈衍生物的含磷化合物配合使用，由此得到了一种 高阻燃、高刚性以及耐冲击的高导热性树脂组合物。
【具体实施方式】
[0031] 针对本发明的关于一种具有高导热性、耐抗击性以及高阻燃性的聚碳酸酯树脂组 合物及其制备方法和应用的技术方案，具体地以下列实施形态进行详细的实例说明。
[0032] --一种聚碳酸酯树脂组合物
[0033] 本发明举例的聚碳酸酯树脂组合物，至少2种或2种以上的高分子形成高分子合 金（A)，它的海相为高分子成分的聚碳酸酯，其中加入导热性填料（B)，同时配合有全部或 者一部分侧链至少有1个芳香环取代的磷腈衍生物（C)，以及不属于磷腈衍生至少有一个 芳香环取代的含磷化合物（D)，并且可以加入任意选择的纤维（E)。
[0034] 在这里，对于所述聚碳酸酯树脂组合物，以（A)组分到（E)组分的总质量为100% 计，（A)组分的添加质量百分比在15%以上50%不到，（C)组分的添加质量百分比在0. 1% 以上1%不到，（D)组分的添加质量百分比在0.5%以上5%不到，这是对于各组分的详细记 载。
[0035] --高分子合金（A)
[0036] 本发明的高分子合金（A)是以2种或2种成分以上的高分子材料共混制造而成 的。作为一种共混物，其和其它（B)组分~（E)组分同时进行共混，又或者制造出来的高分 子合金与其它（B)组分~（E)组分共混，也就是说可以选择以上任意2个组分先进行组合 共混然后再与其它组分进行共混。针对于各组分的共混的顺序不进行特定的限定。
[0037] 为了达成本发明的目的我们不限制任何手段，但是，为了提高导热性填料的分散 率，我们把聚碳酸酯作为海相，其它的成分作为岛相。以下为添加在高分子合金中的高分子 的详述。
[0038] 〈聚碳酸酯（Al) >
[0039] 在本发明中使用的聚碳酸酯（Al)，没有特别的限定，由通式（2)所示的构成单位 组成的单独聚合体（均聚聚合物），又或者包含通式（2)所示的构成单位的共聚聚合体（共 聚聚合物）。
[0040]
[0041] 其中，X1为2价的碳化氢基团。
[0042] 根据通式（2)，2价的碳化氢基团可以是烷基、芳基等。特别偏好-PhC(CH3) 2Ph-， 另外从赋予树脂组合物的特性这个观点来考虑，同位原子导入的烷基以及芳基也是可以 使用的。
[0043] 另外，聚碳酸酯（Al)，既可以使用长链也可以使用支链。另外，在共聚的场合，作 为共聚合形态，无规共聚以及嵌段共聚等共聚形态也能够选择。通常，这样的聚碳酸酯聚合 物，可以成为热可塑性树脂。
[0044] 聚碳酸脂（Al)的话，同羧酸（COO-)直接结合的碳素是芳香族碳素，被称为芳香族 聚碳酸树脂。以上碳素也可以使用脂肪族碳素，分类为脂肪族聚碳酸酯树脂。这两种聚碳 酸酯都可以使用，从树脂组合物的耐热性、机械物性、电气特性等观点来看，我们推荐使用 芳香族聚碳酸酯树脂。
[0045] 另外，所述聚碳酸酯脂（Al)，不仅可以1种单独使用，也可以2种或以上以任意比 率进行组合并用。
[0046] 作为聚碳酸脂（Al)的具体例，没有特定的限定。举例二羟基化合物和碳酸酯前 躯体，同任意选择的聚氢氧化合物进行反应生成的反应物，又或者是环状醚和碳酸前驱体 (特别是二氧化碳）反应生成的反应物。
[0047] 作为聚碳酸酯的原料二羟基化合物，其中，作为芳香族二羟基化合物的具体例包 括1，2-二羟基苯、1，3-二羟基苯（间苯二酚）、1，4-二羟基苯等的二羟基苯类；2, 5-二羟 基联苯、2, 2' -二羟基联苯、4,4' -二羟基联苯等的二羟基联苯类；2,2' -二羟基-1，Γ -联 萘、1，2-二羟基萘、1，3-二羟基萘、2, 3-二羟基萘、1，6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、1，7-二 羟基萘、2, 7-二羟基萘等二羟基萘类；2, 2' -二羟基二苯醚、4,4' -二羟基-3, 3' -二甲基 二苯醚、1，4-双（3-羟基苯氧基）苯、1，3-双（4-羟基苯氧基）苯等的二羟基二芳香醚类； 2, 2-双（4-羟苯基）丙烷（双酚A)、l，l-双（4-羟苯基）丙烷、2, 2-双（3-甲基-4-羟苯 基）丙烷、2, 2_双（3_甲氧基_4_轻苯基）丙烷、2_(4_轻苯基）-2-(3-甲氧基_4_轻苯基） 丙烷、1，1_双（3-丁基-4-羟苯基）丙烷、2, 2-双（4-羟基-3, 5-二甲基苯）丙烷、2, 2-双 (4_羟基_3, 5_二甲基苯）丙烷、2, 2_双（3_环己烧_3, 5_二甲基苯）、2, 2_双（3_环己 烧_4-轻苯基）丙烷、2-(4-轻苯基）(3 -环己烧轻苯基）丙烷、α，α ' -双（4-轻苯 基）-1，4- 一异丙苯、1，3-双[2-(4-轻苯基）丙烷]苯、双（4-轻苯基）甲烧、双（4 -轻 苯基）甲基环己烷、双（4-羟苯基）甲苯、双（4-羟苯基）（4-丙烯基）甲烷、双（4-羟苯 基）二苯甲烷、双（4-羟苯基）甲基萘、1-双（4-羟苯基）乙烷、2-双（4-羟苯基）乙烷、 1，1-双（4-羟苯基）-1-乙基苯、1，1_双（4-羟苯基）-1-乙基萘、1-双（4-羟苯基）丁 烷、2-双（4-羟苯基）丁烷、2, 2-双（4-羟苯基）戍烷、1，1_双（4-羟苯基）己烷、2, 2-双 (4_轻苯基）己烧、1-双（4_轻苯基）辛烧、2_双（4_轻苯基）辛烧、1-双（4_轻苯基）己 烷、2-双（4-羟苯基）己烷、4,4-双（4-羟苯基）庚烷、2, 2-双（4-羟苯基）壬烷、10-双 (4-羟苯基）癸烷、1-双（4-羟苯基）十二烷等的双（羟苯基）烷烃类；1-双（4-羟苯基） 环戍烷、1-双（4-羟苯基）环己烷、4-双（4-羟苯基）环己烷、1，1_双（4-羟苯基）-3,3_二 甲基环己烷、1-双（4-羟苯基）-3,4_二甲基环己烷、1，1_双（4-羟苯基）-3,5_二甲基环 己烧、1，1_双（4_轻苯基）_3, 3, 5_二甲基环己烧、1，1-双（4_轻苯基）_3_丙基_5_甲基 环己烷、1，1_双（4-羟苯基）-3-tert-丁基-环己烷、1，1_双（4-羟苯基）-3-苯基环己 烷、1，1-双（4-羟苯基）-4-苯基环己烷等的双（羟苯基）环烷烃类；9,9-双（4-羟苯基） 芴、9,9-双（4-羟苯基-3-甲苯基）芴等的含有阳基构造的双酚类；4,4'-双羟苯基硫醚、 4,4' -双羟基_3,3' -双甲苯基硫醚等的双羟苯基硫醚类；4,4' -双甲基双苯基亚砜、4， 4' -双羟基-3, 3' -二甲基二苯亚砜等的二羟基芳基硫醚类；4,4' -双羟苯基砜、4,4' -双 羟基-3, 3' -双甲基双苯基砜等的双羟基芳族类等。
[0048] 在这些当中，我们推荐使用双（羟基芳族）烷烃类，其中推荐使用双（4-羟基苯） 烷烃类。特别是从耐冲击以及耐热性观点考虑，我们更喜欢使用2,2_双