阻燃聚碳酸酯组合物、其制备方法及包括其的物品的制作方法
【专利摘要】本文公开了阻燃组合物，其包含聚碳酸酯组合物、玻璃纤维和包含苯氧基磷腈化合物的的阻燃剂。本文还公开了用于制备阻燃组合物的方法，该方法包括掺混聚碳酸酯组合物、玻璃纤维和包含苯氧基磷腈化合物的阻燃剂。
【专利说明】阻燃聚碳酸酯组合物、其制备方法及包括其的物品
【技术领域】
[0001] 本公开涉及阻燃聚碳酸酯组合物、其制备方法并且涉及包括其的物品（制品，article)〇
【背景技术】
[0002] 在电子和电气设备如笔记本个人电脑、电子书、和平板个人电脑中，金属主机面板 被重量更轻并且提供稳健组合的机械性能的材料取代。这些更轻的材料导致节省重量、节 省成本、并且能够制造复杂的设计。当这些更轻的材料可以用于制造具有较薄截面厚度的 面板时，期望改善材料的硬度以防止其变形。还期望的是改善材料的阻燃性以降低与火相 关的危害。
【发明内容】
[0003]本文公开了阻燃组合物，其包含45至90重量百分比的聚碳酸酯组合物；其中聚碳 酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物和共聚酯碳酸酯共聚物；5至40重量百分比的玻 璃纤维；以及1至20重量百分比的磷腈化合物；其中所有重量百分比基于阻燃组合物的总 重量。
[0004]本文还公开了一种方法，包括掺混45至90重量百分比的聚碳酸酯组合物；其中聚 碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物和共聚酯碳酸酯共聚物；5至40重量百分比的 玻璃纤维；以及1至20重量百分比的磷腈化合物，以产生阻燃组合物；其中，所有的重量百 分比基于阻燃组合物的总重量；以及挤出阻燃组合物。
[0005]本文还公开了阻燃组合物，其包含50至90wt%的聚碳酸酯组合物；其中聚碳酸酯 组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物和共聚酯-碳酸酯共聚物；其中，共聚酯碳酸酯共聚物 包含聚碳酸酯和衍生自癸二酸和二羟基化合物的聚酯；5至40重量百分比的玻璃纤维；以 及1至20重量百分比的磷腈化合物；其中所有重量百分比基于阻燃组合物的总重量。
[0006]本文还公开了一种方法，包括掺混50至90wt%的聚碳酸酯组合物；其中聚碳酸酯 组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物和共聚酯-碳酸酯共聚物；其中，共聚酯碳酸酯共聚物 包含聚碳酸酯和衍生自癸二酸和二羟基化合物的聚酯；5至40重量百分比的玻璃纤维；以 及1至20重量百分比的磷腈化合物以产生阻燃组合物；以及挤出组合物。
[0007]本文还公开了由该组合物制备的物品。
【具体实施方式】
[0008]本文公开了阻燃组合物，其表现出硬度和延性以及使其可容易加工的低熔融粘度 的合适组合。阻燃聚碳酸酯组合物包含聚碳酸酯组合物、玻璃纤维和包括磷腈化合物的阻 燃剂。阻燃化合物表现出使其可用于电子商品如笔记本个人电脑、电子书、平板个人电脑等 的性质的有利组合。
[0009]本文还披露了制备阻燃组合物的方法。该方法包括混合聚碳酸酯组合物、玻璃纤 维以及包括磷腈化合物的阻燃剂以产生阻燃组合物。
[0010] 在一个实施方式中，聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物和共聚酯碳酸 酯共聚物。共聚酯碳酸酯共聚物包括聚（1，4_环己烷二甲醇-1，4-环己烷二羧酸酯）（PCXD) 作为聚酯。
[0011] 在另一个实施方式中，聚碳酸酯组合物包含共聚酯碳酸酯，共聚酯碳酸酯包含聚 碳酸酯和源自癸二酸和二羟基化合物之间的反应的聚酯。共聚酯碳酸酯（包含聚碳酸酯和 源自癸二酸和二羟基化合物之间的反应的聚酯）可以以两种聚合物形式加入组合物中-第 一聚碳酸酯共聚物和第二聚碳酸酯共聚物，其中第一聚碳酸酯共聚物具有与第二聚碳酸酯 共聚物不同的重均分子量。在示例性的实施方式中，第一聚碳酸酯共聚物与第二聚碳酸酯 共聚物相比具有较低的重均分子量。
[0012] 阻燃组合物中含有的玻璃纤维是纤维玻璃。玻璃纤维可以是结合纤维玻璃或非结 合纤维玻璃。
[0013] 术语"聚碳酸酯组合物"、"聚碳酸酯"和"聚碳酸酯树脂"是指具有式（1)的重复 结构碳酸酯单元的组合物：
[0014]
【权利要求】
1. 一种阻燃组合物，包含： 45至90重量百分比的聚碳酸酯组合物；其中，所述聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳 酸酯共聚物和共聚酯； 5至40重量百分比的玻璃纤维；以及 1至20重量百分比的磷腈化合物；其中，所有重量百分比基于所述阻燃组合物的总重 量。
2. 根据权利要求1所述的阻燃组合物，其中，基于所述阻燃组合物的总重量，所述共聚 酯以5至25wt%的量包含聚（1，4_环己烷二甲醇-1，4-环己烷二羧酸酯）。
3. 根据权利要求1或2中任一项所述的阻燃组合物，其中，基于所述阻燃组合物的总 重量，所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物包含4至10重量百分比的聚硅氧烷且其中聚硅氧烷以 40至82重量百分比的量存在。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的阻燃组合物，包含3至10重量百分比的所述磷 腈化合物。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合物具 有式（23)的结构
其中，在式（23)中，m表示3至25的整数，R1和R2是相同或不同的且独立地是氢、羟 基、c7_3(l芳基基团、Cp12烷氧基或CV12烷基。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合物是 苯氧基环三磷腈、八苯氧基环四磷腈、十苯氧基环五磷腈、或包含至少一种前述磷腈化合物 的组合。
7. 根据权利要求1至4中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合物具 有以下结构：
其中，X1表示-N = P (OPh)3基团或-N = P (O) OPh基团，Y1表示-P (OPh)4基团或-P (O) (OPh) 2基团，Ph表示苯基基团，n表示3至10000的整数，R1和R2是相同或不同的且独立地 是氢、羟基、c7_3(l芳基、Cp12烷氧基、或CV12烷基。
8. 根据权利要求1至4中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合物是 交联苯氧基磷腈。
9. 根据权利要求1至4中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合物具 有以下结构：
其中，R1至R6能够是相同或不同的且能够是芳基基团、芳烷基基团、Cp12烷氧基、Cp 12烷基、或其组合。
10. 根据权利要求1至4中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合物 具有以下结构：
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述玻璃纤维是 平玻璃纤维、圆玻璃纤维、切短纤维、织物玻璃纤维、或非织物玻璃纤维。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的阻燃组合物，其中，所述玻璃纤维是纤维玻 3? 〇
13. 根据权利要求12所述的阻燃组合物，其中，所述纤维玻璃是结合纤维玻璃且与聚 碳酸酯结合。
14. 根据权利要求12所述的阻燃组合物，其中，所述纤维玻璃是非结合纤维玻璃。
15. 根据权利要求1至14中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，当按照UL-94协议测 试时，在至少2. 0毫米的样品厚度表现出V-I的阻燃性。
16. 根据权利要求1至15中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，在23°C按照ASTM D 256测试时表现出60至250焦耳/米的冲击强度以及在2毫米或更小的厚度大于75%的 透明度。
17. 根据权利要求1至16中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，在23°C按照ASTM D 256测试时表现出60至250焦耳/米的冲击强度以及在2毫米或更小的厚度小于60%的 浊度。
18. 根据权利要求1至17中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，当按照UL-94协议测 量时，在2.0毫米的厚度表现出至少V-I的阻燃性以及当在23°C根据ASTM D 256测试时大 于或等于120焦耳/米的冲击强度。
19. 一种方法，包括： 掺混45至90重量百分比的聚碳酸酯组合物；其中，所述聚碳酸酯组合物包含聚硅氧 烷-碳酸酯共聚物和共聚酯碳酸酯共聚物；5至40重量百分比的玻璃纤维；以及1至20重 量百分比的磷腈化合物以产生阻燃组合物；其中，所有重量百分比是基于所述阻燃组合物 的总重量；以及 挤出所述阻燃组合物。
20. 根据权利要求19所述的方法，进一步包括模制所述组合物。
21. -种阻燃组合物，包含： 50至90wt %的聚碳酸酯组合物；其中，所述聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共 聚物和共聚酯-碳酸酯共聚物；其中，所述共聚酯碳酸酯共聚物包含聚碳酸酯和源自癸二 酸和二羟基化合物的聚酯； 5至40重量百分比的玻璃纤维；以及 1至20重量百分比的磷腈化合物；其中，所有重量百分比是基于所述阻燃组合物的总 重量。
22. 根据权利要求21所述的阻燃组合物，其中，基于所述阻燃组合物的总重量，所述聚 硅氧烷-碳酸酯共聚物以约5至约30wt %的量存在。
23. 根据权利要求21或22中任一项所述的阻燃组合物，其中，所述共聚酯碳酸酯共聚 物包含第一聚碳酸酯共聚物和第二聚碳酸酯共聚物；其中，基于所述阻燃组合物的总重量， 所述第一聚碳酸酯共聚物和所述第二聚碳酸酯共聚物各自单独以约15至约70wt%的量存 在。
24. 根据权利要求21至23中任一项所述的阻燃组合物，其中，所述第一聚碳酸酯共 聚物包含3至8摩尔百分比的源自癸二酸的聚酯并且其中所述第一聚碳酸酯共聚物具有 15, 000至28, 000道尔顿的分子量且基于所述阻燃组合物的总重量，以20至55重量百分比 的量存在。
25. 根据权利要求21至24中任一项所述的阻燃组合物，其中，所述第二聚碳酸酯共 聚物包含7至12摩尔百分比的源自癸二酸的聚酯并且其中所述第一聚碳酸酯共聚物具有 30, 000至45, 000道尔顿的分子量且基于所述阻燃组合物的总重量，以10至35重量百分比 的量存在。
26. 根据权利要求21至25中任一项所述的阻燃组合物，基于所述阻燃组合物的总重 量，所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物以15至25重量百分比的量存在，并且其中所述聚硅氧 烷的重均分子量为利用双酚A聚碳酸酯绝对分子量标准使用凝胶渗透色谱的25, 000至 30, 000道尔顿。
27. 根据权利要求21至26中任一项所述的阻燃组合物，包含3至10重量百分比的所 述磷腈化合物。
28. 根据权利要求21至27中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合 物具有以下结构：
其中，m表示3至25的整数，R1和R2是相同或不同的且独立地是氢、羟基、C7_ 3(l芳基基 团、Cp12烧氧基、或Cp12烧基。
29. 根据权利要求21至27中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合 物是苯氧基环三磷腈、八苯氧基环四磷腈、十苯氧基环五磷腈、或包含至少一种前述磷腈化 合物的组合。
30. 根据权利要求21至27中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合 物具有以下结构：
其中，X1表示-N = P (OPh)3基团或-N = P (O) OPh基团，Y1表示-P (OPh)4基团或-P (O) (OPh) 2基团，Ph表示苯基基团，n表示3至10000的整数，R1和R2是相同或不同的且独立地 是氢、羟基、C7_3(l芳基、Cp12烷氧基、或CV12烷基。
31. 根据权利要求21至27中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合 物是受联苯氧基憐臆。
32. 根据权利要求21至27中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合 物具有以下结构：
其中，R1至R6能够是相同或不同的且能够是芳基基团、芳烷基基团、Cp12烷氧基、Cp 12烷基、或其组合。
33. 根据权利要求21至27中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈化合 物具有以下结构：
34. 根据权利要求21至33中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，其中，所述玻璃纤维 是平玻璃纤维、圆玻璃纤维、切短纤维、织物玻璃纤维、或非织物玻璃纤维。
35. 根据权利要求21至34中任一项所述的阻燃组合物，其中，所述玻璃纤维是纤维玻 3? 〇
36. 根据权利要求21至35中任一项所述的阻燃组合物，其中，所述纤维玻璃是结合纤 维玻璃并且与聚碳酸酯结合。
37. 根据权利要求21至36中任一项所述的阻燃组合物，其中，所述纤维玻璃是非结合 纤维玻璃。
38. 根据权利要求21至37中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，当按照UL-94协议测 试时，在至少1. 5毫米的样品厚度表现出V-O或V-I的阻燃性。
39. 根据权利要求21至38中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，在23°C按照ASTM D 256测试时表现出150至300焦耳/米的冲击强度以及当按照UL-94协议测试时在至少1. 5 毫米的样品厚度V-O的阻燃性。
40. 根据权利要求21至39中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，在23°C按照ASTM D 256测试时表现出150至300焦耳/米的冲击强度以及当按照UL-94协议测试时在至少1. 5 毫米的样品厚度V-I的阻燃性。
41. 根据权利要求21至40中任一项所述的阻燃聚碳酸酯组合物，当按照UL-94协议 测量时在1. 5毫米的厚度表现出至少V-I的阻燃性以及当在300°C和1. 2千克按照ASTM D 1238测试时14至22cm3/10分钟的熔体体积速率。
42. -种方法，包括： 掺混50至90wt %的聚碳酸酯组合物；其中，所述聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸 酯共聚物和共聚酯-碳酸酯共聚物；其中，所述共聚酯碳酸酯共聚物包含聚碳酸酯和源自 癸二酸和二羟基化合物的聚酯；5至40重量百分比的玻璃纤维；以及1至20重量百分比的 磷腈化合物以产生阻燃组合物；以及 挤出所述组合物。
43. 根据权利要求42所述的方法，进一步包括模制所述组合物。
44. 由权利要求1所述的组合物制成的物品。
45. 由权利要求21所述的组合物制成的物品。
【文档编号】C08L83/10GK104364313SQ201380027167
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年5月24日 优先权日:2012年5月24日
【发明者】张春洁, 杨剑, 沙姆斯·哈里·萨莱, 沈大可, 安娜荣 申请人:沙特基础创新塑料Ip私人有限责任公司