[发明专利]一种透明耐水解耐候的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料

说明书

本发明公开了一种透明耐水解耐候的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，是由以下质量百分比的组分制成：硅氧烷共聚聚碳酸酯树脂56‑88.3％，芳基化嵌段共聚碳酸酯10‑30％，聚磷酸酯阻燃剂1‑10％，倍半硅氧烷阻燃剂0.5‑2％，抗水解剂0.1‑1％，助剂0.1‑1％。本发明提供的透明、耐水解、耐候的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，采用聚磷酸酯阻燃剂、倍半硅氧烷阻燃剂复配，应用于硅氧烷共聚聚碳酸酯树脂，不仅具有良好的透光率，并且综合性能优异，可以满足高耐热、高阻燃要求。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种透明耐水解耐候的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯，因其具有耐热、阻燃、抗冲击性能好、易加工成型、成本低等特点，广泛用于电子电器、汽车、机械制造、计算机等技术领域。但随着航空、汽车、5G、电子电器等领域的高速发展，对材料的要求也越来越严格，许多应用室外的塑料制品，往往面临日晒、雨淋等复杂多变的自然环境，对材料的耐水解、耐候性能提出了较严苛的要求。

聚碳酸酯，由于分子链中含有-COO(酯基)，在有酸或有碱存在的条件下，酯基发生水解反应生成相应的酸或醇，若长期在室外使用，材料会因光照或水解等作用出现力学性能下降，同时其表面会失去光泽、泛黄，甚至产生粉化或者龟裂，传统的方法是对聚碳酸酯表面进行涂层或者喷漆处理，但是容易导致良率降低和增加成本。

聚碳酸树脂具有一定的难燃性，但仅为UL94 V-2级，无法满足高阻燃领域的应用需求。传统的溴系阻燃剂阻燃效率高，但其在燃烧和热裂解过程中产生大量的烟雾以及四溴代二苯并二噁烷、四溴代双苯并呋喃等致癌物质；低分子的磷酸酯类阻燃剂虽然避免溴系阻燃体系燃烧过程中产生的有害物质，但其熔点较低和高挥发性，易引起PC复合材料的耐热大幅下降和成型过程中的挥发损失；磺酸盐阻燃剂燃烧时加快PC成炭速率，促进聚合物的分子交联，添加量少、效率高、能保持PC材料透明，但不能满足薄壁制件的阻燃要求，并且不耐水解，易出现阻燃性失效；聚硅氧烷阻燃剂以其优异的加工性、阻燃性以及良好的力学性能，特别是对环境友好而备受研究者重视，但是单独使用时薄壁阻燃效果不佳，且添加量较大，成本高，一般作为协同阻燃剂复配使用。磷睛类阻燃剂具有优异的阻燃、抗水、抗氧化、热稳定性和成型加工性，燃烧或受热裂解时生烟量低等优点，但添加量较大，加入后影响材料的耐热和透光率，无法满足PC材料的透明、高耐热需求。聚磷酸酯阻燃剂是一种新型聚合物，其本身透明、韧性好，与PC有良好的相容性，对PC透明性影响较小，但是其单独使用时添加量较大，对PC材料的力学性能有所影响。

公开号为CN111073248A的专利申请《耐水解耐光照耐低温的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料及制备方法》公开了一种耐水解耐光照耐低温的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，是由以下质量百分含量的组分制成：硅氧烷共聚聚碳酸酯树脂83-98％，磷腈类阻燃剂1-5％，聚硅氧烷阻燃剂0-2％，增韧剂为0-5％，抗水解剂0-3％，防紫外线添加剂0-1％，助剂0.1-1％。本发明的耐水解耐光照耐低温的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料除了具有良好的耐水解性和耐光老化性能，还能保证-30℃下有良好的低温冲击性能。但是磷腈类阻燃剂、支链聚硅氧烷阻燃剂、增韧剂的加入，严重影响了PC材料的透明性，限制了在透明PC材料上的应用。另外，氰基丙烯酸酯类紫外线吸收剂，由于是低分子化合物，在长期户外过程中使用易析出，影响PC材料的透明度。

公开号为CN107383829A的专利申请《耐老化耐水解无卤阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法》公开了一种耐老化耐水解无卤阻燃聚碳酸酯组合物，包括下述按重量份计的各组分：PC树脂50-85份、PET树脂5-23份、相容剂0.01-5份、增韧剂0.1-13份、含磷无卤阻燃剂8-20份、抗氧剂0.01-2.0份、其他助剂0.01-0.8份；其中所述含磷无卤阻燃剂为磷腈类阻燃剂。PET材料的加入，改善了PC的耐老化和耐水解性能，但也导致PC材料耐热性能的大幅度下降，并且因PC大分子链端具有-OH基团，而PET大分子链端具有-COOH和-OH基团，在熔融共混过程中PC与PET之间发生醇解和酸解等副反应，当发生了这些反应，使得材料的相对分子质量下降，从而使合金的力学性能和耐化学性能降低。