本发明涉及高分子材料技术领域，更具体的说涉及一种低溴高效环保阻燃聚碳酸酯。
背景技术：
聚碳酸酯是一种具有优良的综合性能的塑料，分子主链上的苯环使其具有很好的力学性能、耐热性，而醚键又使其分子链具有一定的柔顺性，是一种刚而韧的工程塑料。聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性，可以达到ul94v2级，但仍难以满足某些应用领域对高阻燃性能的要求，因此需要对其进行阻燃改性。目前对于聚碳酸酯的阻燃改性主要有以下几类阻燃剂：溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂、磺酸盐阻燃剂。
近年来，溴系阻燃剂由于各国环保要求的提高，而且添加量大，单独使用越来越少；磷系阻燃剂水解稳定性差，而且会导致聚碳酸酯热变形温度明显下降；硅系阻燃剂性能优越，但是添加量较多，一般在4%左右，成本高；磺酸盐阻燃剂阻燃效率高，添加量小，热稳定性优，但是无法满足薄壁制件（小于2mm）的要求。鉴于各类阻燃剂均存在一定的缺陷，在使用时，通常会选择几类阻燃剂进行复配。如专利cn103788610a公开了高透明耐低温冲击阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法，该专利采用的阻燃剂为十溴二苯乙烷、聚溴代碳酸酯、全氟丁基磺酸钾或二苯基砜磺酸盐中的一种或几种混合，添加百分比1~4%。但其溴系阻燃剂的添加量偏多，超出900ppm的限量。专利cn102164991a公开了一种阻燃热塑性组合物，用芳族砜磺酸盐、芳族磺酸盐以及溴化碳酸酯树脂来改性聚碳酸酯。所得到的阻燃组合物的最终含溴量为总重量的0.25%~2.5%，严重超出了900ppm的限量。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种低溴高效环保阻燃聚碳酸酯。
本发明的另一个目的在于提供所述低溴高效环保阻燃聚碳酸的制备方法。
本发明上述目的通过如下技术方案予以实现：
一种低溴高效环保阻燃聚碳酸酯，由如下按重量份计算的组分组成：
a、93～98份聚碳酸酯，
b、0.2～0.5份磺酸盐阻燃剂，
c、0.05～0.2份溴系阻燃剂，
d、0.1～0.5份抗滴落剂，
e、0～6份其他助剂，
其中，a、b、c、d、e五种组分的重量份数之和为100份；
所述磺酸盐阻燃剂为全氟丁基磺酸钾和二苯基砜基磺酸钾的复配物，所述全氟丁基磺酸钾、二苯基砜基磺酸钾与溴系阻燃剂的重量比为重量比1:1~6:0.5~2。
发明人意外发现，当采用上述比例的全氟丁基磺酸钾和二苯基砜基磺酸钾复配，通过少量溴系阻燃剂的加入，可以使阻燃剂添加总量很小的情况下，达到1.6mmul94v0的阻燃等级。由于在复配的情况下，溴系阻燃剂的添加量很小，因此终产品中溴含量能控制在900ppm以内，符合rosh以及无卤环保要求。
优选地，所述磺酸盐阻燃剂中，结合成本以及性能考虑，全氟丁基磺酸钾的重量份为不多于0.1份。即，所述0.2～0.5份磺酸盐阻燃剂由不多于0.1份的全氟丁基磺酸钾与余量为二苯基砜基磺酸钾复配组成。
优选地，所述全氟丁基磺酸钾和二苯基砜基磺酸钾按重量比1:2~1:3复配。在这一范围内，不仅能保持溴添加量少的情况下阻燃性能好，同时达到成本最优化以及具有优异的力学性能。
优选地，所述聚碳酸酯优选为芳香族聚碳酸酯。
所述芳香族碳酸酯可以是由一种芳香族碳酸酯构成，也可以由几种熔融指数不同的芳香族碳酸酯混合构成。优选地，如果是使用单独一种芳香族碳酸酯，则优选熔融指数优选为6~20g/10min；如果是多种芳香族碳酸酯混合，则优选混合后的芳香族聚碳酸酯熔融指数优选为6~20g/10min。
优选地，所述溴系阻燃剂优选为溴代聚碳酸酯齐聚物或四溴双酚-a中的一种或几种。溴代聚碳酸酯齐聚物可以是bc-52、bc-58等牌号。
优选地，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。抗滴落剂也能起到辅助提高阻燃性的作用，但如果不添加全氟丁基磺酸钾，阻燃性能无法达到理想的水平。
优选地，所述抗滴落剂的用量为0.2~0.5份。
所述其他助剂为塑料加工过程中常用助剂，优选地，所述其他助剂为增韧剂、抗氧剂、润滑剂和/或着色剂。具体的，所述增韧剂可以为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-有机硅共聚物（mbsi）、核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（mbs）、乙烯-丙烯酸酯（ema）中的一种或几种；所述抗氧剂可以为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（即抗氧剂168）、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（即抗氧剂1010）或β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（即抗氧剂1076）中的一种或几种；所述润滑剂可以为季戊四醇硬脂酸酯(pets)或n,n-乙撑双硬脂酸酰胺（ebs）中的一种或几种；所述着色剂选自钛白粉、炭黑、酞菁、群青、偶氮、萘环酮等无机及有机着色剂中的一种或几种。
所述低溴高效环保阻燃聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：
s1.将聚碳酸酯干燥备用；
s2.按重量百分比称取聚碳酸酯、磺酸盐阻燃剂、溴系阻燃剂、抗滴落剂和助剂混合均匀，得到混合物料；
s3.将步骤s2所述的混合物料投入双螺杆挤出机，熔融挤出造粒。
优选地，所述步骤s3.中控制双螺杆挤出机各段螺杆温度为260～280℃，螺杆转速在300～400转/分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：
本发明制备的低溴高效环保阻燃聚碳酸酯，利用全氟丁基磺酸钾和二苯基砜基磺酸钾复配的复配物与溴系阻燃剂协同阻燃作用，大大减少阻燃剂添加量，阻燃效率高，对聚碳酸酯力学性能、热性能影响不大，最终得到的聚碳酸酯符合rosh以及无卤环保要求，溴含量控制在900ppm以下，阻燃等级达到1.6mmul94v0，热稳定性高，力学性能优异，可以广泛应用于汽车、电子电器等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比例对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不限于下述实施例。
实施例中，未有特别说明的原料均为常规市售商品。
聚碳酸酯a，芳香族聚碳酸酯，熔融指数10g/10min（pc1300-10nplg化学）；
聚碳酸酯b，芳香族聚碳酸酯，熔融指数15g/10min；其由熔融指数为10g/10min（pc1300-10nplg化学）和熔融指数22g/10min（pc1300-22nplg化学）的两种复配得到；
全氟丁基磺酸钾（ppfbs），购自3m公司；
二苯基砜基磺酸钾（kss），购自印度metro；
溴代聚碳酸酯bc-58，购自美国大湖；
四溴双酚-a，购自以色列死海。
各实施例的阻燃聚碳酸酯按表1配方，及如下方法制备：
s1.将聚碳酸酯在100～110℃的电热恒温鼓风干燥箱干燥3～4h；
s2.按照重量份数称取聚碳酸酯、磺酸盐阻燃剂、溴系阻燃剂、抗滴落剂、着色剂、抗氧剂、增韧剂和润滑剂依次加入到高混机中，搅拌3～5min；
s3.将高混机中混合料投入双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机各段螺杆温度为260～280℃，螺杆转速在300～400转/min，熔融挤出造粒；即得本发明的低溴高效环保阻燃聚碳酸酯。
表1
续表1
按照相同的制备方法，根据表2的配方，制备对比例1~5
表2
对实施例及对比例制备的聚碳酸酯的阻燃性能、力学性能、溴含量进行测试，结果如表3所示：
表3
通过实施例和对比例对比可以看出，本发明通过ppfbs与kbs的合理搭配，配合少量的溴系阻燃剂、抗滴落剂，能使溴含量达到rosh以及无卤要求的情况下，维持理想的阻燃效果。例如实施例2与对比例1可以看出，当体系中不加入溴系阻燃剂，其薄壁（1.6mm）阻燃性能不能达到ul94v0的水平，对比例3可以看出当体系中不添加磺酸盐阻燃剂，不能达到优秀的薄壁（1.6mm）阻燃性能。当体系中ppfbs含量过高，磺酸盐阻燃剂含量过高时，抗冲击性能受到明显影响。溴含量过高时，尽管阻燃性能达到要求，但溴含量及抗冲击性能均受到明显的影响。