[发明专利]含硫和氮有机硅阻燃剂的聚碳酸酯组合物及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程塑料领域，更具体的说涉及一种含硫和氮有机硅阻燃剂的聚碳酸酯组合物。此外，本发明还涉及一种含硫和氮有机硅阻燃剂的聚碳酸酯组合物的制备方法。

背景技术

聚碳酸酯是一种非晶型的热塑性塑料，具有质轻、透明、强度高、抗震及加工性能好等优点，聚碳酸酯制品已经广泛应用于汽车、建筑、电子、机械、服装、医学等行业之中，正在迅速地提高人们的生活质量。聚碳酸酯的阻燃性能(极限氧指数为21％～25％，阻燃性能达到UL94V-2级)虽然比普通的热塑性聚合物要好，但在一些领域对聚碳酸酯阻燃性能提出了更高的要求。因此，改善聚碳酸酯树脂的阻燃性能成为十分关注的问题。

目前聚碳酸酯的阻燃改性广泛采用的是添加含卤阻燃剂，如溴系阻燃剂。然而，溴系阻燃剂造成环境污染，其裂解时产生的气体具有腐蚀性，会导致电子电气设备关键部件失灵。有些欧洲国家要求对溴系阻燃剂的使用加以限制，力图促进阻燃剂的无卤化进程。无卤阻燃成为阻燃剂开发及应用研究领域的热点。而在无卤阻燃改性方面，聚碳酸酯主要通过磷系阻燃剂、硼系阻燃剂、芳香磺酸盐阻燃剂及硅系阻燃剂来实现阻燃的。但是，常用的如磷类化合物，又会导致生态问题。所以无卤、无磷阻燃剂得到广泛关注。

有机硅阻燃剂是近年来发展起来的一种新型无卤、无磷阻燃剂。中国专利申请201410519730.2公开了一种含有硫和氮有机硅阻燃剂，它不仅能赋予基体材料优越的阻燃性能，还能改善基体材料的其它性能，比如耐热性能、机械性能和加工性能等，同时它还是一类绿色阻燃剂，具有环境友好性。同时研究发现，当将硅元素与其他阻燃元素硫和氮共存时，不仅具有显著的协同阻燃作用和广泛的适用性，而且具有明显的互补性，应用前景和发展潜力也十分光明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相容性好且能阻燃的含硫和氮有机硅阻燃剂的聚碳酸酯组合物。本发明的另一目的是提供一种聚碳酸酯组合物的制备方法。

本发明的含硫和氮有机硅阻燃剂的聚碳酸酯组合物，其组成以重量百分比计：

有机硅阻燃剂0.1％～10％，抗氧剂0.01％～1％，聚碳酸酯89％～99％。

本发明聚碳酸酯组合物中的有机硅阻燃剂为一种共聚物，其结构式为：

其中R₁、R₂、R₃为烷基，R₄为氨基烷基，R₅为硫基烷基，R₆为烷基或烷氧基,x、y、z为各结构单元的组成分数，x为0.2至0.7，y为0.3至0.8，z为0.001至0.2，x、y和z的和是1。

本发明聚碳酸酯组合物中有机硅阻燃剂，其中，所述的R₁、R₂、R₃为甲基，R₄为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基，R₅为巯基丙基，R₆为甲氧基。

本发明的聚碳酸酯组合物优选百分比：有机硅阻燃剂0.5％～5％，抗氧剂0.1％～1％，聚碳酸酯为95％～99％。

本发明聚碳酸酯组合物中抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂628或抗氧剂168。

本发明聚碳酸酯组合物中聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。

本发明的聚碳酸酯组合物的制备方法，步骤如下：

将含硫和氮的有机硅阻燃剂、抗氧剂和聚碳酸酯在挤出机中混合造粒，混合温度为200～280℃，转速为80～120rpm。

本发明的聚碳酸酯组合物的制备方法，混合温度优选为210～250℃。

本发明具有以下有益效果：

⑴本发明聚碳酸酯组合物所选用阻燃剂添加量少，阻燃效果明显，当有机硅的添加量为1％时，聚碳酸酯的极限氧指数达到32，UL-94达到V-0，纯聚碳酸酯的极限氧指数为25，UL-94为V-2。

⑵本发明所制备的含硫和氮有机硅阻燃剂的聚碳酸酯的加工温度降低，加工流动性变好，可降低生产成本，节约资源。

⑶本发明所制备的含硫和氮有机硅阻燃剂的聚碳酸酯所用的阻燃剂以含苯基硅做为封端剂，与聚碳酸酯具有良好的相容性，与聚碳酸酯共混后对聚碳酸酯的光学性能影响较小。

具体实施方式