[发明专利]聚碳酸酯阻燃剂组合物

说明书

本发明涉及包含碳氟化合物或硅氧烷封端的聚碳酸酯，以及赋予包含聚碳酸酯和碳氟化合物封端的聚碳酸酯的聚合物基质阻燃性的方法。

聚碳酸酯为热塑性聚合物，具有高强度、出色的透明性、与多种聚合物的优异的相容性、以及高的抗热变形性。聚碳酸酯对应的通式为

最具经济价值的聚碳酸酯为2，2-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯(1)，也称为双酚A聚碳酸酯[24936-68-3](BPA-PC)：

参见Ullmann′s Encyclopaedia of Industrial Chemistry，On-LineEdition，Wiley-VCH，DOI：10.1002/14356007.a21_207，进入Polycarbonate，Roempp On-line，www.roempp.com.

各种用于改进聚碳酸酯的机械、化学和热性能的添加剂已为人们所知。碳氟化合物封端的聚碳酸酯可用于各种技术应用中，例如作为表面能降低剂，作为有机材料，优选聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯或它们的混合物、共混物或合金的“表面改性剂”。具有这种降低的表面能的聚合物具有一些合意的性质，例如“容易清洁”、“自清洁”、“抗尘污”、“尘污释放”、“防涂鸦(antigroffiti)”、“耐油”、“耐溶剂”、“耐化学品”、“自润滑”、“抗擦痕”、“低吸湿”、以及“憎水的”表面。特别有用的碳氟化合物封端的聚碳酸酯的制备在国际专利申请PCT/EP2004/053331中进行了描述。

阻燃剂被加入到聚合物材料(合成的或天然的)中以增强聚合物的阻燃性能。根据它们的组成，阻燃剂可在固相、液相、气相作用，产生化学的作用如释放氮而起泡沫，和/或物理的作用如产生泡沫覆盖。阻燃剂对燃烧过程的特定阶段加以妨碍，例如在加热、分解、点火或火焰扩散期间。

向聚碳酸酯中添加阻燃剂已为人知，参见J.Troitzsch，PlasticsFlammability Handbook，3^rd edition，Hanser Publishers，Munich 2004，pp.158-172(ISBN 3-446-21308-2).

基于碱金属、碱土金属或铵盐的阻燃剂特别适合于在低浓度下使用。在这些盐中，全氟烷烃磺酸盐属于更为有效的一类。它们在聚碳酸酯中用作阻燃剂已为人知，参见T.Ishikawa et al.，Journal ofMacromolecular Science，Part A-Pure and Applied Chemistry，Vol.A41，No.5，pp.523-535，2004.

在要求样品厚度小于或等于1.6mm的应用中，根据UL-94(Underwriter′s Laboratories Subject 94)，V-0的阻燃性只有在加入了防流挂剂例如聚四氟乙烯(PTFE)后才能获得。然而，这些防流挂剂会导致含有阻燃剂的聚碳酸酯的光线透过率发生显著降低甚至丧失。而聚碳酸酯的优异的光线透过率是其大多数技术应用如上釉、隔断墙、灯罩、前仪表盘等中的关键因素。

有人提出了用于阻燃剂的其它的助添加剂，例如卤代芳基磷酸盐，参见美国专利说明书第5,478,874号，或胍盐；参见美国专利说明书第6,518,340号。另外在许多文献中也提出了加入不同结构的聚硅氧烷；参见美国专利说明书第6,660,787，6,727,302或6,730,720号。这些添加剂的问题是阻燃剂的浓度必须提高以达到V-0分类，而这却有损于聚碳酸酯的机械、化学和热性能。

因此，本发明涉及寻求适合的添加剂，其可与低浓度的阻燃剂结合用于聚碳酸酯中。

令人吃惊的是，发现了碳氟化合物或硅氧烷封端的聚碳酸酯即使在低浓度下也是透明的、阻燃的聚碳酸酯的适合的增容剂和防流挂剂。与首选的阻燃剂如基于碱金属、碱土金属或铵盐的阻燃剂类似，碳氟化合物或硅氧烷封端的聚碳酸酯也以少量存在于聚碳酸酯中，由于这种低的掺杂水平，因而对聚合物的机械和其它性能无显著的负面影响。

本发明涉及一种组合物，特别是阻燃剂组合物，其包含

a)至少一种酸的盐，该酸选自芳香族羧酸，芳香族磺酸，全氟烷烃磺酸，含磷的含氧酸，NH-酸性磺酰胺，NH-酸性磺酰亚胺，以及配位氟代酸；

b₁)至少一种下式化合物

其中

R₁和R₂相互独立地表示被氟取代的脂肪族基团；