[发明专利]阻燃聚合物共混物

说明书

技术领域

本发明涉及具有改进的阻燃性的聚酰亚胺、聚醚酰亚胺和聚醚酰亚胺 砜与间苯二酚类聚酯，或间苯二酚类聚酯碳酸酯聚合物和有机硅共聚物的 共混物。在一些情况中，该阻燃共混物是透明的，显示了高透射百分率和 低雾度。在另一些情况下，当不需要透明性时，可以进一步添加金属氧化 物改进阻燃性。

背景技术

长期以来对开发可以耐燃的热塑性树脂有兴趣。关注的具体领域是开 发用于运输应用(如轨道车和飞机)的塑料。已经发展了多种评估技术来测试 这些材料的有效性，例如Federal Aviation Regulation(FAR)25.853。在该测 试中，有时称为Ohio State University(OSU)等级，测量样品达到峰值放热 (peak heat release)的时间，2分钟之后释放的能量和峰值放热能。较低的放 热值和较长达到峰值放热的时间是合乎需要的。这是一项苛刻的测试，设 计其以获得乘客在火灾事件中不得不逃离交通工具所需时间量的一些概 念，然而，它不能代替最终用途应用中的测试装置，也不能保证在实际火 灾状态下实施。例如，在美国专利5,051,483中描述了在这些用途中使用的聚 合物共混物。这些组合物组合有聚醚酰亚胺(PEI)和有机硅聚醚酰亚胺及 聚碳酸酯(PC)。现有的这种类型的PEI-PC共混物是不透明的。尽管这些组 合物有效，但本领域对于更好的阻燃性能仍存在需要。此外，开发透明的 阻燃组合物将进一步扩展了这种类型的材料的应用。

发明简述

我们已经发现，通过对聚碳酸酯结构作少许变化，聚酰亚胺、聚醚酰 亚胺和聚醚酰亚胺砜与有机硅共聚物和聚碳酸酯的共混物的阻燃(FR)性能 和FAR 25.853等级具有令人惊讶的改进。用间苯二酚衍生的酯连接基 (linkage)代替聚碳酸酯双酚A衍生的连接基在放热方面得到非常大的改进， 甚至在间苯二酚类聚合物为少量组分的共混物中也是如此。因此，聚酰亚 胺、聚醚酰亚胺和聚醚酰亚胺砜与有机硅共聚物和间苯二酚类芳基聚酯的 共混物显示明显改进的FR性能。在这些共混物中添加金属氧化物如二氧化 钛，也表明进一步提高了FR性能，此外，间苯二酚类芳基聚酯改进了阻燃 聚合物组合物的耐溶剂性。所述共混物还展示出高挠曲模量和高断裂拉伸 伸长率。

发明详述

有机硅共聚物的组合，例如有机硅聚酰亚胺或有机硅聚碳酸酯，和高 的玻璃化转变温度(Tg)的聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)和聚醚酰亚胺砜 (PEIS)树脂，和间苯二酚衍生的芳基聚酯的组合具有令人惊讶的低放热值和 改进的耐溶剂性。间苯二酚衍生的芳基聚酯也可以是含有非-间苯二酚类连 接基的共聚物，例如间苯二酚-双酚A共聚酯碳酸酯。为了获得更好的效果， 间苯二酚酯的含量(REC)应大于衍生自间苯二酚的聚合物连接基的约 50mol％。较高的REC可能是优选的。在一些情况中，REC大于间苯二酚 衍生的连接基的75mol％，或者高至90或100mol％可能是期望的。

在阻燃共混物中含间苯二酚酯的聚合物的用量可变化很大，可以使用 任何有效量来降低放热，增加到达峰值放热的时间或改进耐溶剂性。在一 些情况中，含间苯二酚酯的聚合物可以为聚合物共混物的1-80wt％。一些 关注的组合物具有10-50％间苯二酚类聚酯。在其它情况中，聚醚酰亚胺或 聚醚酰亚胺砜与高REC共聚物的共混物具有单个玻璃化转变温度(Tg)，约 150-210℃。

间苯二酚类聚芳酯树脂应含有至少约50mol％衍生自间苯二酚或官能 化间苯二酚，和适合形成芳酯连接基的芳基二羧酸或二羧酸衍生物(例如， 羧酸卤化物、羧酸酯和羧酸盐)的反应产物的单元。

间苯二酚类聚芳酯还可以含有得自双酚和形成碳酸酯的物质(如光气) 的反应的碳酸酯连接基，制备聚酯碳酸酯共聚物。在本发明的另一实施方 案中，间苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物包括间苯二甲酸和对苯二甲酸，间苯 二酚，和任选双酚A和光气的反应产物。在一个方面，间苯二酚聚酯碳酸 酯共聚物将以使得双酚二羧酸酯连接基的数量最小化的方式制备，例如通 过将间苯二酚部分和二羧酸部分预先反应以形成芳基聚酯嵌段，然后将所 述嵌段与双酚和碳酸酯部分反应，形成共聚物的聚碳酸酯部分。