[发明专利]一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，是由以下重量份的原料制成的：

聚碳酸酯100份、无卤膨胀型阻燃剂5-100份、增容剂1-5份、助剂0.01-3份；

所述无卤膨胀型阻燃剂是由质量分数为80-99.9％的氮磷系阻燃剂和质量分数为0.1-20％的协效助剂组成；

所述氮磷系阻燃剂为N,N′–二甲基磷酰基脲类的低聚物或三嗪类化合物；

所述协效助剂为硼酸锌、氧化钛、氧化硅、聚硅氧烷、氧化镁、氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝或硬脂酸酯类中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述N,N′–二甲基磷酰基脲类的低聚物的结构式为：

式中，m为2～10的整数。

3.如权利要求1所述的一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述三嗪类化合物为2,4,6-三氨甲基磷酸二苯酯基-1,3,5-三嗪或2,4,6-三磷酸二乙酯基-1,3,5-三嗪。

4.如权利要求1所述的一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述增容剂为ABS接枝马来酸酐或聚乙烯接枝马来酸酐中的一种或两种。

5.如权利要求1所述的一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述助剂为抗氧剂或光稳定剂中的一种或两种。

6.如权利要求5所述的一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[(2,4-二叔丁基酚)-4,4’联苯基]二亚磷酸酯或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或多种。

7.如权利要求5所述的一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述光稳定剂为2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(1-甲基-1-苯乙基)-苯酚、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-[2-羟基-5-(1,1,3,3-四甲丁基)苯基]苯并三唑、2,4,6-三(2'-羟基-4'-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪或双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或多种。

8.权利要求1至7任一项所述的无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)氮磷系阻燃剂的制备：

1)N,N′–二甲基磷酰基脲类的低聚物的制备：

以亚磷酸三甲酯和二羟甲基脲为原料，亚磷酸三甲酯、二羟甲基脲的重量比为(80-85):20，先将部分亚磷酸三甲酯和部分二羟甲基脲混合，搅拌并升温至100℃，保温1.5-2.5h；滴加剩余的亚磷酸三甲酯，同时分批加入剩余的二羟甲基脲，控制温度为100℃，加料完毕后，保温30min，升温至140℃，保温4-5h，至反应液透明，停止加热，加压蒸馏，即得；

2)2,4,6-三氨甲基膦酸二苯酯基-1,3,5-三嗪的制备

将多聚甲醛和异丙醇混合，调节混合溶液的pH为10，搅拌并升温至70℃，保温30-60min，得多聚甲醛的解聚液，向解聚液中分批加入三聚氰胺，同时滴加亚磷酸三苯酯，滴加完毕后，70℃保温2.5-3.5h，升温至165℃，将生成的苯酚蒸出，待反应完毕后，减压蒸馏除去副产品，即得；多聚甲醛、异丙醇、三聚氰胺和亚磷酸三苯酯加入量的比为3g：10mL：(12-13)g：(90-92)mL；

3)2,4,6-三磷酸二乙酯基-1,3,5-三嗪的制备

向亚磷酸三乙酯中分批加入三聚氰氯，加入完毕后，升温至100℃，保温6-8h，过滤，用石油醚洗涤滤饼，并用乙醇重结晶，即得；亚磷酸三乙酯和三聚氰氯加入的质量比为(140-145)：(25-30)；

(2)将聚碳酸酯、氮磷系阻燃剂、协效助剂、增容剂和助剂在高速混合机中充分混合后，使用平行双螺杆挤出机造粒，即得无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料。

9.如权利要求8所述的无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中N,N′–二甲基磷酰基脲类的低聚物的制备，先部分加入的亚磷酸三甲酯占加入亚磷酸三甲酯总量的30-35％；部分加入的二羟甲基脲占加入二羟甲基脲总量的40％。