一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，该树脂包括以下重量百分比的成分：阻燃母粒98.4～99.75％，阻燃剂0.05～0.6％，抗氧剂0.1～0.5％及润滑剂0.1～0.5％，按组分备料后，先将PC、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂按重量百分比加入高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中挤出造粒，制得阻燃母粒；再将阻燃母粒与其余组分一起加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，进行挤出造粒，即制得产品。与现有技术相比，本发明以全苯基丁基磺酸钾作为阻燃剂，将其与抗氧剂、润滑剂、阻燃母粒混合后，进行挤出造粒，整个制备工艺简单，无需复杂的阶梯控温步骤，所得产品具有透明、壁薄、冲击强度高，阻燃性能优异，无毒无害的特点，适用范围广。
【专利说明】一种透明无南阻燃聚碳酸酯树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料【技术领域】，涉及一种阻燃聚碳酸酯树脂，尤其是涉及一种 透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸酯（Polycarbonate，以下简称PC)具有优异的耐冲击性、耐热性、良好的尺 寸稳定性、电绝缘性性能，并具有无毒和吸水性低的特点，能在较宽的温度范同内使用，且 透光率可达90%，素有"透明金属"的称号，广泛应用于电子、电气、机械、汽车、航空航天、建 筑、办公及家庭用品等领域。PC自身具有一定的阻燃性（氧指数为25% )，但为了满足某些 应用领域对阻燃性的高要求，必须对其进行阻燃改性。
[0003] 目前，聚碳酸酯树脂常用的阻燃剂为卤系阻燃剂或有机磷系阻燃剂。然而，卤系阻 燃剂在燃烧过程中会产生二恶英等有毒有害物质，造成环境污染而逐渐被限制使用。而有 机磷系阻燃剂在一般情况下，其添加量大（为10?30wt% )，多数分解温度比较低，常常会 腐蚀加工机械，有些还会影响聚碳酸酯树脂的冲击强度和耐热性。针对上述不足之处，为适 应阻燃高分子材料越来越高的环保要求，无卤阻燃PC由于其有利于保护生态环境及人类 健康，而成为将来发展的主流。如今，国际上对在移动通讯、办公设备、个人电脑等电子电器 产品中使用的塑料原材料及电子零部件产品，已经按照EN61249-2-21的标准，要求积极向 无卤化方向过渡，因此进一步促进了高性能无卤阻燃PC材料需求的持续增长。
[0004] 为杜绝上述含卤或含磷阻燃剂所带来的不利影响，现今，阻燃PC所采用的主流阻 燃剂主要为二苯基砜磺酸盐（KSS)和全氟丁基磺酸钾（PPFBS)。虽然，这两种阻燃剂在较厚 制品（厚度>3. 2_)可以达到良好的透明阻燃效果，但在应用于较薄制品时（1.6mm彡厚 度< 3. 2mm)，由于其在配方设计上需要添加 PTFE防滴落剂，这会严重影响产品最终的透明 性。而在实际应用中，制品超薄、透明是市场需求的发展方向。因此，上述两种阻燃剂的应 用受到了极大的限制。
[0005] 申请号为201110458209. 9的中国发明专利公布了一种聚碳酸酯阻燃耐力板及其 制备方法，所述的聚碳酸酯阻燃耐力板，按重量百分比该阻燃耐力板由以下组分组成：聚碳 酸酯为95?99. 5%，阻燃剂为0. 5?5%，所述阻燃剂为改性全氟丁基磺酸钾。该专利中 仅仅将改性全氟丁基磺酸钾作为阻燃剂与聚碳酸酯进行混合加工，虽然能够降低成本，而 且有利于制备较薄的聚碳酸酯阻燃耐力板，但由于未添加抗氧剂成分，这会使得产品的在 使用过程中，会因抗氧效果差，容易发生老化，以致产品的力学性能及透光性能大幅下降， 产品使用寿命短。
[0006] 申请号为200910191934. 7的中国发明专利公布了一种透明阻燃聚碳酸酯（PC)材 料及其制备方法，所述材料按重量份包括以下原料：PC (熔指22) 45?55, PC (熔指5) 44? 54, PTFE粉0. 2?0. 6,阻燃剂0. 04?0. 12,脱模剂0. 2?0. 8,所述的阻燃剂为全氟丁基 磺酸钾阻燃剂。该专利在原料中加入防滴落剂PTFE粉，会直接影响产品最终的透明性，无 法保证产品在长期使用条件下的透明性。
[0007] 赵志刚等在专利CN103788610A中公布了全氟丁基磺酸钾或二苯基砜磺酸盐及含 卤阻燃剂中的一种或几种混合，并在配方中部分使用含硅PC来制备一种高透明耐低温冲 击阻燃聚碳酸酯复合材料。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种透明无卤阻燃 聚碳酸酯树脂及其制备方法，用以克服传统阻燃聚碳酸酯树脂难以同时达到的薄壁、透明 且阻燃效果优异的技术问题。
[0009] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0010] 一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，该树脂包括以下重量百分比的成分：阻燃母粒 98. 4?99. 75%，阻燃剂0· 05?0· 6%，抗氧剂0· 1?0· 5%及润滑剂0· 1?0· 5%。
[0011] 所述的阻燃母粒包括以下重量百分比的成分：PC89. 7?97. 7%，阻燃剂1? 10%，抗氧剂〇. 1?1%及润滑剂〇. 1?1% ;所述的无卤阻燃聚碳酸酯树脂的重量百分比 成分优选为：阻燃母粒99. 5?99. 65%，阻燃剂0. 05?0. 25%，抗氧剂0. 15?0. 3 %及润 滑剂〇· 1?〇· 15%。
[0012] 所述的阻燃母粒的重量百分比成分优选为：PC94.7%，阻燃剂5%，抗氧剂0. 15% 及润滑剂〇. 15% ;所述的无卤阻燃聚碳酸酯树脂的重量百分比成分更优选为：阻燃母粒 99. 65 %，阻燃剂0.05 %，抗氧剂0. 15 %及润滑剂0. 15%。
[0013] 所述的PC为双酚A型聚碳酸酯，该双酚A型聚碳酸酯的重均分子量为10000? 40000,优选 22000 ?30000。
[0014] 所述的阻燃剂为二苯基砜磺酸盐、全氟丁基磺酸钾或全苯基丁基磺酸钾中的一种 或多种。
[0015] 所述的阻燃剂优选全苯基丁基磺酸钾，该全苯基丁基磺酸钾的软化点为96? 100°C，pH值为6. 6?6. 8,热分解温度> 410°C，具体结构式如下：
[0016]
【权利要求】
1. 一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，其特征在于，该树脂包括以下重量百分比的成 分：阻燃母粒98. 4?99. 75%，阻燃剂0. 05?0. 6%，抗氧剂0. 1?0. 5%及润滑剂0. 1? 0? 5%。
2. 根据权利要求1所述的一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的阻燃 母粒包括以下重量百分比的成分：PC89. 7?97. 7%，阻燃剂1?10%，抗氧剂0. 1?1% 及润滑剂〇. 1?1% ;所述的无卤阻燃聚碳酸酯树脂的重量百分比成分优选为：阻燃母粒 99.5?99.65%，阻燃剂0.05?0.25%，抗氧剂0.15?0.3%及润滑剂0.1?0.15%。
3. 根据权利要求2所述的一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的阻燃 母粒的重量百分比成分优选为：PC94. 7%，阻燃剂5%，抗氧剂0. 15%及润滑剂0. 15% ; 所述的无卤阻燃聚碳酸酯树脂的重量百分比成分更优选为：阻燃母粒99. 65%，阻燃剂 0.05 %，抗氧剂0. 15 %及润滑剂0. 15%。
4. 根据权利要求2所述的一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的PC为 双酚A型聚碳酸酯，该双酚A型聚碳酸酯的重均分子量为10000?40000,优选22000? 30000。
5. 根据权利要求2所述的一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的阻燃 剂为二苯基砜磺酸盐、全氟丁基磺酸钾或全苯基丁基磺酸钾中的一种或多种。
6. 根据权利要求5所述的一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的阻燃 剂优选全苯基丁基磺酸钾，该全苯基丁基磺酸钾的软化点为96?100°C，pH值为6.6? 6. 8,热分解温度> 410°C，具体结构式如下：
7. 根据权利要求2所述的一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的抗氧 剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种，所述的受阻酚类抗氧剂包括四 [3 - (3, 5-二叔丁基4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，所述的亚磷酸酯类抗氧剂包括磷酸 三苯酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、季戊四醇双亚磷酸二（2,4-二特丁基苯基）酯； 所述的润滑剂包括脂肪酸盐、脂肪酸酰胺和/或混合物、硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、 硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、硅酮粉、甲撑双硬脂酸酰胺或N，N' -乙撑双硬脂酸酰胺 中的一种或多种。
8. 根据权利要求7所述的一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的抗氧 剂优选受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为1 : 1的混合抗氧剂，所述的亚磷 酸酯类抗氧剂，优选季戊四醇双亚磷酸二（2,4-二特丁基苯基）酯。
9. 根据权利要求7所述的一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的润滑 剂优选硅酮粉、甲撑双硬脂酸酰胺或N，N' -乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种。
10. -种如权利要求1所述的透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂的制备方法，其特征在于，该 方法具体包括以下步骤： (1)按以下重量百分比的成分备料： PC$9.7-97.7% 阻燃剂 KiO% 抗氧剂 0.1?i% 润滑_ (U?1%; (2) 将步骤（1)中各成分按上述重量百分比加入到高速混合机中，充分混合后，再置于 螺杆机中，控制螺杆机转速为300?500rpm，温度控制为270?290°C，挤出造粒，制成阻燃 母粒； (3) 按以下重量百分比的成分备料： 阻燃母粒 98.4-99.75% 阻燃剂 0.05-0.6% 抗氧剂 0.K0.5% 润滑剂 （U?0.5%; (4) 将步骤（3)各成分加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，控制螺杆 机转速为300?500rpm，温度控制为270?290°C，挤出造粒，即制得透明无卤阻燃聚碳酸 酯树脂。
【文档编号】B29C47/92GK104403293SQ201410712234
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】李文强, 李强, 罗明华, 辛敏琦 申请人:上海锦湖日丽塑料有限公司