[发明专利]阻燃性聚碳酸酯树脂组合物

说明书

发明领域

本发明涉及阻燃性聚碳酸酯树脂组合物。更具体而言，本发明涉及具有更高阻燃性但不含卤素如氯和溴系阻燃剂或者磷系阻燃剂的阻燃性聚碳酸酯树脂组合物，该组合物不损坏作为聚碳酸酯树脂特征的机械性能例如优异的耐冲击性、流动性和成型品的外观。

发明背景

聚碳酸酯树脂广泛用于许多领域，如电气、电子和OA领域，作为具有优异透明性、耐冲击性、耐热性和电气特性的工程塑料。

在电气、电子和OA领域中，许多设备需要具有高度的阻燃性(UL94V)和耐冲击性，如个人计算机外部设备。聚碳酸酯树脂是具有自动消火性的高度阻燃性塑料，但是为满足电气、电子和OA设备的安全性要求，仍需要相当于UL94V-0或者94V-1水平的高阻燃性。

因此，为提高聚碳酸酯树脂的阻燃性，常规的方法是使用其中掺入大量溴代双酚A的碳酸酯衍生物的寡聚物或高聚物作为阻燃剂。

然而，虽然在与大量作为阻燃剂的溴代双酚A的碳酸酯衍生物的寡聚物或高聚物混合时的确提高了聚碳酸酯树脂的阻燃性，但是耐冲击性却降低，而且在成型品中容易产生裂纹。

另一方面，在与大量含溴的卤素化合物混合时，需要考虑在燃烧时会产生含卤素的气体。因此从环境保护的角度来看，也希望不包含氯或溴的阻燃剂。

硅氧烷化合物具有高耐热性，在燃烧时不易产生有害气体，并因而也是安全的。所以许多人都在试图使用它们作为阻燃剂。

作为阻燃剂的硅氧烷化合物是包含至少四种硅氧烷单元(M单元、D单元、T单元、Q单元)的聚合物，这些单元的结构如下所示：(1)M单元：

结构化学式R₃SiO_0.5其中R为有机取代基。(2)D单元：

结构化学式R₂SiO_1.0其中R是有机取代基。(3)T单元：

结构化学式RSiO_1.5其中R是有机取代基。

(4)Q单元：结构化学式RSiO_2.0其中R是有机取代基。

在它们中，如果包含T单元和/或Q单元，结构将是分枝结构。

在使用硅氧烷化合物作为阻燃剂时，如特开平1-318069号公报、特公昭62-60421号公报等记载，已试验了具有各种有机取代基的硅氧烷化合物。

但是，在单独使用时，几乎没有化合物能够产生明显的阻燃作用，而且由于需要大量添加以满足电气和电子设备的严格要求，对塑料的成形性及混炼性或者其他必要特性产生负面影响。因为从成本的角度看也是不利的，所以不具备实用性。

在提高硅氧烷化合物的阻燃作用并降低添加量方面，也有报道组合使用硅氧烷化合物和金属盐。在此方面，有组合使用聚二甲基硅氧烷、金属氢氧化物和锌化合物(特开平2-150436号公报)，组合使用聚二甲基硅氧烷和有机酸的IIa族金属盐(特开昭56-100853号公报)，组合使用硅氧烷树脂、特别是M单元和Q单元表示的硅氧烷树脂、以及硅油和有机酸的IIa族金属盐(特公平3-48947号公报)，等等。但是在阻燃性质上都较差，而根本的问题在于难以大幅消减添加量。

还有人报道了组合使用具有环氧基(γ-环氧丙基，glycidoxypropyl)、苯基和/或乙烯基的有机聚硅氧烷和有机磺酸的碱金属盐及碱土金属盐等(特开平8-176425号公报)。但是，由于硅氧烷化合物包含高度反应性的环氧基和乙烯基，这些硅氧烷化合物在与塑料、特别是聚碳酸酯树脂混炼时在高温下会相互反应，导致聚合(凝胶化)，使得难以与聚碳酸酯树脂均匀混炼。另外，总粘度也升高，其结果是在聚碳酸酯树脂的成形性发生问题，特别是成型品表面的剥离、模塑气泡和不均匀，。由于该凝胶化作用，硅氧烷化合物在聚碳酸酯树脂中的分散性不足，其结果是难以达到显著的阻燃效果，而且还存在强度特性下降的问题，如成型品的冲击强度。

发明公开

本发明的发明者对上述问题进行了深入研究，其结果发现使用特定的硅氧烷化合物和特定的芳基磺酸碱金属盐、并进一步添加含氟的纤维形成性聚合物，作为与聚碳酸酯树脂混合的阻燃剂，即可得到具有高度阻燃性的聚碳酸酯树脂组合物，但不损坏耐冲击性和成形性。

另外，因为本发明的阻燃性聚碳酸酯树脂组合物不包含卤素系阻燃剂，如溴系阻燃剂，在燃烧时不会由于卤素阻燃剂产生含卤素的气体，而且从环境保护的角度看也具有优异的性能。