[发明专利]阻燃热塑性模塑材料

说明书

本发明涉及包含无定形热塑性聚合物及阻燃剂的阻燃热塑性模塑组合物，以及由它们制成的阻燃模塑件。

诸如聚碳酸酯之类的无定形热塑性塑料的阻燃性能具有重要意义，尤其在要求遵守特定防火安全规定的领域，例如电气、汽车、建筑以及航空等行业。UL-94，即Underwriters Labortories(保险业实验室)阻燃性试验(Underwriters Laboratories，Northbrook，伊利诺斯，USA)，一项既考虑接触火焰后塑料的燃烧时间长短，又考虑燃烧材料滴落倾向的规定，是固体塑料可燃性经常采用的标准。按照UL-94规范，火焰在规定条件下紧密接触尺寸为12.7X1.27cm的可变厚度塑料样品，并测定燃烧持续时间。样品按其耐火程度递降顺序划分为UL-94可燃性等级V0、V1和V2。要符合UL-94可燃性等级V0的要求，样品不得超过规定的燃烧时间，另外，置于该样品下面的手术用棉团也不得被滴落的燃烧颗粒点燃。

阻燃剂被用来制备诸如聚碳酸酯的阻燃无定形热塑性塑料。它们一般为已知的，并描述在例如B.J.Sutker的“阻燃剂”，《Ullmann工业化学大全》第6版，1998中。

目前需要一种即便在壁厚比较小的情况下仍能达到UL-94可燃性等级V0要求的阻燃无定形热塑性塑料制成的模塑件。在电器设备的情况下，例如使用尽可能薄壁厚的聚碳酸酯壳体可到达减轻重量的目的。目前还需要不但阻燃性能优异而且透明的无定形热塑性塑料薄壁模塑件。透明聚碳酸酯模塑件在例如电器设备外壳和盖板，以及在建筑业中用作片材、窗板和各种各样类型的贴面等方面具有重要意义。

EP 0 531 861 A1公开，在聚碳酸酯中加入芳醛或其缩醛衍生物的无卤素磺酸盐，任选地再配合以无机硫酸盐如硫酸钠或钾，作为阻燃剂。采用此种阻燃剂可使3.2mm厚的聚碳酸酯试验样品达到UL-94可燃性等级V0。更薄的试验样品则不能达到UL-94可燃性等级V0。

EP 0 362 623 A2进而公开一种能达到优良结晶的阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯模塑组合物，它除了包含0.01～10wt％超细硫酸钡与0.01～5wt％氟化聚烯烃的组合作为结晶促进剂之外，还包含1～25wt％聚膦酸烷基酯作为阻燃剂。这样的氟化聚烯烃含量使得由所描述的聚对苯二甲酸乙二醇酯模塑组合物只能生产浑浊的模塑件。

已知的阻燃剂的一个缺点在于，在聚碳酸酯的情况下，UL-94可燃性等级V0只有在模塑件壁厚等于或大于3.2mm时方可达到。已知阻燃剂还具有导致热塑性模塑组合物浑浊的倾向，和/或它们常常在阻燃效果上表现波动。另一个缺点是，采用已知阻燃剂的模塑件的阻燃效果，经过回收加工以后常常受到显著破坏。边角废料经粉碎和再挤出成为再生模塑件，在防火性能上便常常大大逊于原来的模塑件。更有甚者，一系列已知阻燃剂对由于诸如单硬脂酸甘油酯(GMS)或季戊四醇四硬脂酸酯(PETS)之类脱模剂的存在所致阻燃剂效力的下降，表现得很敏感。已知阻燃剂常常要求使用附加酯基转移作用催化剂以发挥其效果，从而成为造成塑料性能发生不希望改变的隐患。

本发明的目的是提供一种阻燃性能改善的无定形热塑性模塑组合物，特别是诸如聚碳酸酯的，该模塑组合物即便在壁厚小于3.2mm的情况下仍将达到UL-94可燃性等级V0。可能的话，满足此种要求的同时，模塑组合物的透明度和机械性能应不受到损害。进而，该模塑组合物当作为再生产品时依然能提供所要求的阻燃性。再者，阻燃性不应因使用诸如GMS或PETS之类脱模剂而受到损害。该模塑组合物还应能在不使用导致性能不希望改变的附加酯基转移作用催化剂的情况下制备。

该目的按本发明是由一种热塑性模塑组合物达到的，该组合物包含无定形热塑性聚合物以及一种阻燃剂并配合一种每种情况下平均粒度最高400nm的碱土金属硫酸盐和/或氧化物。本发明使用的平均粒度最高400nm的碱土金属硫酸盐和氧化物，在下文中将称作“纳米颗粒”或“超细”碱土金属硫酸盐和氧化物。

包含无定形热塑性聚合物的该模塑组合物具体包括，作为阻燃剂的一种选自下列已知阻燃剂的混合物：磺酸盐、氨基磺酸盐、有机磷酸酯及其盐，卤化苯甲酸酯盐及六氟铝酸盐和碱土金属硫酸盐和/或氧化物，以上每种情况的平均粒度最高400nm。

按照本发明的一种实施方案，本发明的模塑组合物还包含氟化烃，例如聚四氟乙烯。