[发明专利]一种聚碳酸酯及其合金改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法

说明书

本发明涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种聚碳酸酯及其合金改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法；功能母粒以多重复合包覆的四溴双酚A碳酸酯齐聚物为主体阻燃剂，其质量百分比组成如下：多重复合包覆四溴双酚A碳酸酯齐聚物55.0～70.0 wt.%、柠檬酸钠15.0～30.0 wt.%、乙烯–丙烯酸缩水甘油酯共聚物10.0～14.0 wt.%、脂肪族共聚酯0.0～4.0 wt.%、超支化聚酯0.0～0.5 wt.%、分散剂0.5～1.0 wt.%、润滑剂0.3～0.5 wt.%；本发明的阻燃增效功能母粒与传统塑料阻燃功能母粒相比，提高了上述三种国产溴系阻燃剂的热稳定性和流动分散性，从而提升阻燃效率，能够以更少的母粒添加量取得与传统阻燃功能母粒相同的阻燃效果，并可有效降低改性聚碳酸酯及其合金的阻燃复合物的力学性能损失。

技术领域

本发明涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种聚碳酸酯(PC)及其合金改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法。

背景技术

工程塑料因其优异的综合物理机械性能、耐热性、良好的电性能在用家电器、工业电子电器、汽车等交通工具领域获得广泛应用，然而当其应用于制品生产时，往往需要实施阻燃改性来提高其使用安全性。工程塑料阻燃改性可通过加入阻燃剂并经过双螺杆挤出机的熔融共混来实现。阻燃剂能够阻止塑料被引燃并抑制火焰传播，可有效提高工程塑料的抗燃烧性能。按阻燃元素类别分类，阻燃剂通常可分为卤系(卤系又分为氯系和溴系)、磷系、锑系、镁系、硼系、钼系等等。当前虽然阻燃剂种类繁多，但是能够真正对大多数工程塑料实施高阻燃效率，选择溴系阻燃剂无疑是最佳的选择。溴系阻燃剂具有适用性广、使用方便、阻燃效果优异、正常使用和回收过程中无毒无公害等优势，至今仍广泛应用工业及国民经济各领域，在安全防火材料及制品中发挥关键作用，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂。

聚碳酸酯(PC)是全球第二大工程塑料，因其优异的力学性能和电性能被广泛应用于电子电器领域。PC还能够与其它工程塑料如苯乙烯–丁二烯–丙烯腈共聚物(ABS)、聚对苯二甲酸二丁酯(PBT)、聚对苯二甲酸二乙酯(PET) 等共混制备塑料合金，这些塑料合金可以产生性能优势互补，从而获得更广泛的应用。PC及其合金的极限氧指数仅为24vol.％左右，属于易燃烧高分子材料，基于安全性考虑，针对应用于电子电器领域中的PC及其合金需要进行阻燃改性。而采用溴系阻燃剂来赋予PC及其合金阻燃性是一种常用的阻燃改性方法。然而，PC的加工温度较高，通常易导致常规溴系阻燃剂在加工过程中发生提前分解，影响制品的外观和性能。因此要实现对其高等级阻燃(达到UL94 V-0级)，同时要保持良好的外观和各项性能，对溴系阻燃剂品质及热稳定性和耐温性要求很高。

目前最常用于PC及其合金阻燃改性的溴系阻燃剂为四溴双酚A碳酸酯齐聚物，其阻燃效果在所有溴系阻燃剂中阻燃改性效果最佳，且能够确保被阻燃的 PC及其合金复合物具有较好的热稳定性和较少的力学性能损失。目前，包覆四溴双酚A碳酸酯齐聚物在内的常用于工程塑料阻燃的高效高品质溴系阻燃剂的生产制造技术目前仍然被发达国家所掌控。国内外高端溴系阻燃剂市场则被欧美等发达国家的跨国公司所垄断，而国内四溴双酚A碳酸酯齐聚物的生产厂商由于其生产技术与发达国家存在明显差距，其四溴双酚A碳酸酯齐聚物阻燃剂产品存在热稳定性差、分子中溴原子不稳定、加工过程中易黄变等缺陷，无法与国外产品竞争。随着国外贸易纠纷及高关税的影响，从发达国家进口四溴双酚A碳酸酯齐聚物等工程塑料常用溴系阻燃剂的经济性越来越差，且增加了使用企业的生产成本，导致所制造产品的竞争力下降。因此，开发高品质的国产四溴双酚A碳酸酯齐聚物阻燃剂迫在眉睫。然而，此类溴系阻燃剂的合成过程较复杂，以目前国内企业的技术水平，很难在短时间内研发出先进的生产技术，从而在产品质量上赶上发达国家的溴系阻燃剂制造水平。因此，需要寻找简单而便捷的途径来有效改善国产四溴双酚A碳酸酯齐聚物在PC及其合金工程塑料应用中存在的缺陷。