专利名称：阻燃性热塑性聚碳酸酯组合物的制作方法
阻燃性热塑性聚碳酸酯组合物
背景技术：
本发明公开涉及具有提高的阻燃性的热塑性聚碳酸酯组合物。还披露了其制备和 /或使用方法。聚碳酸酯(PC)是源于双酚和光气或者它们的衍生物的合成的热塑性树脂。它们是碳酸的线型聚酯，可由二羟基化合物和碳酸二酯形成或者通过酯交换形成。聚合可以以水溶液、界面或非水溶液的形式。聚碳酸酯是一类有用的聚合物，其具有多种期望性能。它们以光学透明性以及高的抗冲击性和在室温以下的延性著称。然而，聚碳酸酯聚合物不是固有地不易燃的。因此，通常需要引入阻燃剂，例如卤化或无卤的添加剂性，该阻燃剂阻止树脂的可燃和/或减少滴落。包含溴和/或氯的卤化阻燃剂日益受到法规的限制。已经使用无卤替代物，包括各种填料、含磷化合物和某些盐。 然而，使用这些无卤替代物仍然难以满足严格的阻燃标准，在薄壁样品中尤其如此。因此，在本领域中仍然需要具有改善的耐热性的热塑性聚碳酸酯组合物。这样的材料的期望性质包括优越的机械性质和易于加工，等等。
发明内容
在多种实施方案中公开了具有提高的阻燃性的热塑性聚碳酸酯组合物。这样的组合物具有多种有用的应用。在一些实施方案中公开了一种阻燃性热塑性组合物，其包括聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物；任选的聚碳酸酯聚合物；含磷阻燃剂；和约0. 01 25wt%的包含玻璃或滑石的填料；其中所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120°C，当根据ISO 306测量；以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1. 2mm的厚度时能达到UL94V0性能。所述聚碳酸酯聚合物可以是双酚A均聚物。所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可包含约20wt%的硅氧烷。所述含磷阻燃剂可以是双酚A 二(磷酸二苯酯)。所述热塑性组合物可包含约0. 5 6wt% (包括约1. 2 6wt%和约2. 4 6wt%) 的源于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷。热塑性组合物可包括5 100重量份的所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和0 95重量份所述的任选的聚碳酸酯聚合物，基于总共100 重量份的所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和所述的任选的聚碳酸酯聚合物。所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可包括50 99. 9wt%的碳酸酯单元和0. 1 50wt%的硅氧烷单元。所述热塑性组合物可包含至少1. Owt %或更多(包括至少1. 5wt% )的含磷阻燃剂。作为选择，热塑性组合物可包括约1.0 8wt%的含磷阻燃剂。有时，热塑性组合物可包括至少12wt%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和至少1.5Wt%的含磷阻燃剂。作为选择， 所述热塑性组合物包含至少0. 09wt%的源于含磷阻燃剂的磷(包括约0. 14 0.71wt%的源于含磷阻燃剂的磷)。有时，热塑性组合物包括约0. 5 6wt %的源于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷和至少0. 09wt%的源于含磷阻燃剂的磷。在一些实施方案中，热塑性组合物不含有额外的抗冲改性剂。所述组合物还可具有12kJ/m2或以上的缺口伊佐德冲击强度，当根据ISO 180测量时。所述填料可占组合物的约0. 01 IOwt %。填料优选玻璃。在一些实施方案中，当根据ISO 306测量时，热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少130°C;当根据ISO 75测量时，热塑性组合物的热挠曲温度为至少120°C。在另一些实施方案中，当根据ISO 180测量时，热塑性组合物也可具有15kJ/m2或以上的缺口伊佐德冲击强度。在其它实施方案中公开了阻燃性热塑性组合物，其实质上由下面物质组成双酚 A均聚物；聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物；双酚A 二(磷酸二苯酯)；和增强剂；其中当根据 ISO 306测量时，所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120°C ；以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1. Omm的厚度时能达到UL94V0性能。聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可占热塑性组合物的约6 2#t%。热塑性组合物可包括至少1.5wt%的双酚A 二(磷酸二苯酯)。所述增强剂可以是玻璃填料，并且可占组合物的约8 25wt%。在另一些实施方案中公开了一种阻燃性热塑性组合物，其包括聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物；任选的聚碳酸酯聚合物；含磷阻燃剂；和增强剂；其中当根据ISO 306测量时，所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120°C ；当根据ISO 75测量时，所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少110°C ；以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1. 2mm 的厚度时能达到UL94V0性能。在另一些实施方案中公开了一种阻燃性热塑性组合物，其包括聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物；任选的聚碳酸酯聚合物；至少Iwt %的含磷阻燃剂；以及约0. 01 25wt%的包含玻璃或滑石的填料；其中当根据ISO 306测量时，所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120°C ；当根据ISO 75测量时，所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少110°C ；以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1. 2mm的厚度时能达到UL94V0性能。在又一些实施方案中公开了一种阻燃性热塑性组合物，其包括聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物；任选的聚碳酸酯聚合物；含磷阻燃剂；以及包含玻璃或滑石的填料；其中所述热塑性组合物包括约1. 2 6wt%的源于所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷；其中当根据ISO 306测量时，所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120°C;以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1. 2mm的厚度时能达到UL94V0性能。这些和其它非限制性特征更具体地描述如下。
具体实施例方式本申请的说明书和权利要求中的数值，尤其是它们与聚合物组成有关时，反映了可包含不同性质的各种聚合物的组合物的平均值。此外，除非有相反的说明，所述数值应理解为包括当减少至相同数量的有效数字时相同的数值，以及与给出的数值之差低于本申请中所述的用以测定该值的常规类型测量技术的实验误差的数值。通过参考下面的优选实施方案的详细描述和其中包括的实施例，可更容易地理解本发明。在下面的说明书和权利要求中，将参考一些术语，这些术语应被定义为具有下列含义单数形式的"一个"、“一种"和"该"包括复数指示物，除非另有明确的相反指示。所有本文公开的范围都包括陈述的端点并且是可独立地组合的(例如，"2克至10 克"的范围包括端点2克和10克以及所有的中间值)。与数量关联使用的修饰词“约“包括所述值，并且具有上下文所隐含的意义(例如，它至少包括与测量该具体数量相关的误差程度)。术语〃整数〃是指完整的数并包括0。例如，表述〃 η为0 4的整数〃是指η可以是0 4的任意整数，包括0。在本文中，化合物采用标准命名法描述。例如，未被任何指出基团取代的任意位置应理解为其价键被指定的键或者氢原子填充。不介于两个字母或符号之间的破折号 (“)用于表示取代基的连接点。例如，醛基-CHO是通过羰基的碳连接的。术语"脂族基团"是指至少一价的直链或支链而非环状的原子阵列。脂族基团定义为包括至少一个碳原子。该原子阵列可包括杂原子如氮、硫、硅、硒和氧，或者可完全由碳和氢组成(“烷基")。脂族基团可以是取代或未取代的。示例性脂族基团包括但不限于甲基、乙基、异丙基、异丁基、氯甲基、羟基甲基(-CH2OH)、巯基甲基(-CH2SH)、甲氧基、甲氧基羰基(CH3OCO-)、硝基甲基(-CH2NO2)和硫代羰基。术语"烷基"是指仅由碳和氢组成的直链或支链的原子阵列。该原子阵列可包括单键、双键或者三键(通常称为烷烃、烯烃或者炔烃)。烷基可以是取代或未取代的。示例性烷基包括但不限于甲基、乙基和异丙基。术语"芳族基团"指的是化合价至少为1的、包含至少一个芳基的原子排列。该原子排列可以包括杂原子如氮、硫、硒、硅和氧，或者可以仅由碳和氢组成。该芳族基团也可以包括非芳族成分。例如，苄基为包含苯环(芳族组分)和亚甲基(非芳族组分)的芳族基团。示例性芳族基团包括但不限于苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基、联苯基、4-三氟甲基苯基、4-氯甲基苯-1-基、和3-三氯甲基苯-1-基(3_CCl3Ph_)。术语"脂环族基团(cycloaliphatic或alicyclic)“是指非芳族的环状原子阵列。脂环族基团可包括杂原子如氮、硫、硒、硅和氧，或者可以仅由碳和氢组成。脂环族基团可包括1个或多个非环状组分。例如，环己基甲基(C6H11CH2)是脂环族官能团，其包括环己基环(非芳族的环状原子阵列)和亚甲基(非环状组分)。示例性脂环族基团包括但不限于环丙基、环丁基、1，1，4，4-四甲基环丁基、哌啶基和2，2，6，6_四甲基哌啶基(2，2，6， 6-tetramethyl piperydinyl)。本发明公开的热塑性组合物包括(A)任选的聚碳酸酯聚合物；(B)聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物；(C)含磷阻燃剂；以及(D)填料，所述填料是玻璃或滑石。本申请使用的术语"聚碳酸酯"和"聚碳酸酯聚合物"意指具有下面式(1)碳酸酯重复结构单元的成分
O
-R1-O^Lo-⑴其中R1基团总数的至少约60%为芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团。在一种实施方案中，每个R1为芳族有机基团，例如下面式O)的基团-A1-Y1-A2- (2)其中A1和A2各自为单环二价的芳基，Y1是具有一或两个分隔A1和A2的原子的桥接基团。在示例性的实施方案中，一个原子分隔A1和A2。该类型基团的说明性和非限制性实例是-0-，-S-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(0)-，亚甲基，环己基亚甲基，2-[2. 2.1]-二环庚叉， 乙叉，异丙叉，新戊叉，环己叉，环十五烷叉，环十二烷叉，及金刚烷叉。桥接基团Y1可以为烃基或饱和烃基如亚甲基，环己叉，或异丙叉。聚碳酸酯可通过具有式HO-R1-OH的二羟基化合物的界面反应制备，其中R1如上所定义。适于界面反应的二羟基化合物包括式(A)的二羟基化合物以及下式C3)的二羟基化合物HO-A1-Y1-A2-OH (3)其中Y1、A1和A2如上所述。还包括下面通式⑷的双酚化合物
权利要求
1.一种阻燃性热塑性组合物，其包含 聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物；任选的聚碳酸酯聚合物； 含磷阻燃剂；以及约0. 01 25wt%的包含玻璃或滑石的填料；其中当根据ISO 306测量时，所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120°C ；以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1. 2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
2.权利要求1的热塑性组合物，其中所述聚碳酸酯聚合物是双酚A均聚物。
3.权利要求1或2的热塑性组合物，其中所述含磷阻燃剂是双酚A二(磷酸二苯酯)。
4.权利要求1至3中任一项的热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括约0.5 6wt%的源于所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷。
5.权利要求1至3中任一项的热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括约1.2 6wt%的源于所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷。
6.权利要求1至5中任一项的热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括至少 0. 09wt%的源于所述含磷阻燃剂的磷。
7.权利要求1至5中任一项的热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括约0.14 0.71wt%的源于所述含磷阻燃剂的磷。
8.权利要求1至7中任一项的热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括约1.0 8wt%的所述含磷阻燃剂。
9.权利要求1至8中任一项的热塑性组合物，其中所述热塑性组合物不包含另外的抗冲改性剂。
10.权利要求1至9中任一项的热塑性组合物，其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.Omm的厚度时能达到UL94V0性能。
11.权利要求1至10中任一项的热塑性组合物，其中当根据ISO180测量时，所述组合物的缺口伊佐德冲击强度为12kJ/m2或以上。
12.权利要求1至11中任一项的热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括至少 L5Wt%的双酚A 二(磷酸二苯酯)。
13.权利要求1至12中任一项的热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括约0.01 IOwt %的填料，所述填料是玻璃。
14.权利要求1至13中任一项的热塑性组合物，其中当根据ISO75测量时，所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少110°C。
15.权利要求1至14中任一项的热塑性组合物，其中当根据ISO306测量时，所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少130°C ；当根据IS075测量时，所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少120°C。
16.权利要求15的热塑性组合物，其中当根据ISO180测量时，所述热塑性组合物的缺口伊佐德冲击强度为15kJ/m2或以上。
17.一种阻燃性热塑性组合物，其包含 聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物；任选的聚碳酸酯聚合物； 含磷阻燃剂；以及增强剂；其中当根据ISO 306测量时，所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120°C ；当根据ISO 75测量时，所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少110°C ；以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1. 2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
18.权利要求17的热塑性组合物，其中该组合物包含至少1.Owt%的所述含磷阻燃剂。
19.权利要求17或18的热塑性组合物，其中该组合物包含约0.01 10wt%的所述增强剂。
20.一种阻燃性热塑性组合物，其包含 聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物；任选的聚碳酸酯聚合物；至少Iwt %的含磷阻燃剂；以及约0. 01 25wt%的包含玻璃或滑石的填料；其中当根据ISO 306测量时，所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120°C ；当根据ISO 75测量时，所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少110°C ；以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1. 2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
21.权利要求20的热塑性组合物，其中当根据ISO180测量时，所述热塑性组合物的缺口伊佐德冲击强度为15kJ/m2或以上。
22.一种阻燃性热塑性组合物，其包含 聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物；任选的聚碳酸酯聚合物； 含磷阻燃剂；以及包含玻璃或滑石的填料；其中所述热塑性组合物包括约1. 2 6wt%的源于所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷；其中当根据ISO 306测量时，所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120°C ；以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1. 2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
全文摘要
本申请公开了聚碳酸酯组合物。该组合物包含任选的聚碳酸酯聚合物(A)；聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(B)；含磷阻燃剂(C)；和增强剂(D)。所得的组合物具有改善的性质组合，尤其是维卡软化温度和薄壁时高的阻燃性。
文档编号C08K5/526GK102245690SQ200980149753
公开日2011年11月16日 申请日期2009年11月19日 优先权日2008年12月11日
发明者乔舒亚.A.范登博格德, 简-普卢恩.伦斯, 罗伯特.D.范格拉姆佩尔 申请人:沙伯基础创新塑料知识产权有限公司