[发明专利]一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子改性技术领域，尤其是涉及一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)具有优良的透光性、较高的玻璃化温度和冲击强度，电绝缘性和耐候性等独特性能，现已成为发展最快的工程塑料之一，广泛应用在建筑、交通、电子电气设备和光学器件。聚碳酸酯本身的极限氧指数(LOI)为28，垂直燃烧测试(UL94)V-2级，在某些特定的应用领域中聚碳酸酯的阻燃性能仍显不足，因此必须对其进行阻燃改性。由于卤系阻燃剂的环保问题，开发无卤、低烟、低毒环保的新型膨胀型阻燃性是目前研究的热点。

磷、氮类化合物作为环保性阻燃剂已被广泛的研究和应用。在氯代磷腈化合物中每个磷原子上连接有两个易取代的活泼氯原子，可以通过亲核取代反应制得多种衍生物。磷腈衍生物中磷、氮含量较高，可充分发挥磷-氮协同阻燃作用，属于单质型膨胀阻燃剂。磷腈衍生物作为阻燃助剂协效成分添加到环氧树脂中的研究已有报道，但是将其作为阻燃剂主体成分应用到聚碳酸酯中的研究仍未见到公开报道。

发明内容

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将磷腈衍生物作为主体阻燃剂添加到聚碳酸酯中，提供一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法，改善聚碳酸酯的阻燃性能。本发明中通过在聚碳酸酯中加入以自制的磷腈衍生物为主体复配成的阻燃剂后，阻燃效果显著。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯组合物，由无卤膨胀型阻燃剂、聚碳酸酯和助剂按重量比为(15～100)∶100∶(0.01～3)组成，其中，所述的无卤膨胀型阻燃剂由磷腈衍生物和协效助剂按重量比为80∶20～100∶0组成。

所述的磷腈衍生物为环状氯代磷腈或链状氯代磷腈和邻苯二胺(NH₂PhNH₂)、邻胺基苯酚(NH₂PhOH)或邻苯二酚(HOPhOH)中的任一种发生亲核取代反应得到的化合物。

环状氯代磷腈发生亲核取代反应得到化合物的分子式为：

式中，m为3～25的整数，R₁和R₂为-NH₂或-OH中的任一种或者同一种，Ph表示苯基，Ph与R₁和R₂邻位连接；

链状氯代磷腈发生亲核取代反应得到化合物的分子式为：

式中，n为3～10000的整数，X₁表示基或基，X₂表示基或者基，其中R₁和R₂为-NH₂或-OH中的任一种或者同一种，Ph表示苯基，Ph与R₁和R₂邻位连接。

所述的协效助剂选自硼酸锌、氧化钛、氧化锆、氧化硅、氧化锌、氧化镁、氧化钙、氢氧化镁、水镁石、镁盐晶须、氢氧化铝或磷酸铝中的一种或几种。

所述的助剂选自抗氧化剂、热稳定剂或光稳定剂中的一种或几种。

组合物中的抗氧化剂选自2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-特丁基)苯酚、4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基)苯酚、三月桂基亚磷酸酯或三异癸基亚磷酸酯中的任一种。

组合物中的热稳定剂选自4，4-联苯二次膦酸四(2，4-二叔丁基苯基)酯、5，7-二叔丁基-3-(3，4-二甲基苯基)-3H-苯并呋喃-2-酮、二苯基亚磷酸癸酯、月桂酸钡、亚磷酸三苯酯、苯膦酸二甲酯中的任一种。

组合物中的光稳定剂选自2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-[(己基)-氧基]-苯酚、2-[4，6-双(2，4-二甲苯基)-2-(1，3，5-三嗪基)]-5-辛氧基苯酚或2，4，6-三(2’-羟基-4’-正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪中的任一种。

无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)磷腈衍生物的制备

在惰性气体中，将NH₂PhNH₂、NH₂PhOH或HOPhOH和缚酸剂在溶剂中搅拌混合均匀，滴加环状氯代磷腈或者链状氯代磷腈溶液，升温反应得磷腈衍生物；

(2)阻燃聚碳酸酯组合物的制备