專利名稱：阻燃熱塑性聚合物組合物、制備方法和由其形成的制品的制作方法
阻燃熱塑性聚合物組合物、制備方法和由其形成的制品
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般性地涉及熱塑性聚合物組合物，更具體地，涉及阻燃聚碳酸酯組合物。透明聚碳酸酯片材通常用于飛行器和其它運(yùn)輸工具的內(nèi)部應(yīng)用。透明聚碳酸酯片材可以用于內(nèi)部應(yīng)用，例如，間壁、天花板、機(jī)柜壁(cabinet wall)、儲存?zhèn)}室、廚房表面 (galley surface)、光板等。所有這些應(yīng)用均具有材料必須滿足的各種防火安全性要求，以便用于內(nèi)部應(yīng)用中。對用于構(gòu)造這些內(nèi)部面板和部件的材料的阻燃性和產(chǎn)生煙氣的性質(zhì)已經(jīng)提出了各種要求。具體要求包括煙氣密度(smoke density)和火焰蔓延。在美國，F(xiàn)ederal Aviation Regulation (FAR) Part 25. 853 列出了用于飛行器隔離艙(compartment)內(nèi)部的耐飛性標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲采用的飛行器和運(yùn)輸工具系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)包括FAR 25. 5Appendix F， Part V中規(guī)定的煙氣密度試驗(yàn)?？扇夹砸蟀‵AR 25. 853(a)和(a_l)中規(guī)定的“60 秒試驗(yàn)”，或者French阻燃試驗(yàn)，例如NF-P-92-504 (火焰蔓延)或NF-P-92-505 (滴落物試驗(yàn))。在另一實(shí)例中，飛行器制造商Airbus的煙氣密度和其它安全性要求列于ABD0031中。可滿足或超出飛行器內(nèi)部組件的全部各種安全性要求的材料是飛行器工業(yè)期望的。鑒于目前的內(nèi)部隔離艙材料的安全性標(biāo)準(zhǔn)，和預(yù)計未來更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，需要尋找超出政府要求和飛行器制造商要求的材料。此外，行業(yè)中的成本壓力直接導(dǎo)致努力發(fā)展這些具有改進(jìn)的可燃性和安全性特征的熱塑性聚碳酸酯材料。發(fā)明簡述本發(fā)明公開了阻燃熱塑性聚合物組合物，和由其形成的用于飛行器和運(yùn)輸工具內(nèi)部的制品。在一種實(shí)施方式中，熱塑性聚合物組合物包括氰基苯基封端的聚碳酸酯；芳族砜磺酸鹽；和溴化聚碳酸酯。在一具體實(shí)施方式
中，氰基苯基封端的聚碳酸酯是支化的。當(dāng)所述熱塑性組合物為3mm厚的擠出片材的形式時，該片材的煙氣密度根據(jù)ASTM E662-06規(guī)定的煙氣密度測試在240秒暴露期間小于200，且根據(jù)NF-P-92-505規(guī)定的可燃性測試在 10分鐘期間在片材上沒有燃燒滴落物。在另一實(shí)施方式中，熱塑性聚合物組合物包括0. Olwt. % 0. 6wt. %芳族砜磺酸鹽；溴化聚碳酸酯，其量使得所述組合物包含0. 26wt. % 5. 2wt. %的溴；以及氰基苯基封端的聚碳酸酯。在一具體實(shí)施方式
中，氰基苯基封端的聚碳酸酯是支化的。上述特征和其他特征通過下面的附圖
和詳細(xì)描述進(jìn)行說明。發(fā)明詳述阻燃聚碳酸酯片材可包括含鹵添加劑(例如，溴化聚碳酸酯)以通過French火焰蔓延試驗(yàn)(NF-P-92-504)，但該片材在燃燒時散發(fā)煙氣。因此，該片材在滿足一些煙氣產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)方面可能遇到問題。本發(fā)明公開一種熱塑性聚合物組合物，其可以用于例如飛行器或其它運(yùn)輸工具內(nèi)部的片材中。本發(fā)明所述的熱塑性聚合物組合物包括鹵化阻燃劑，并且還滿足用于飛行器內(nèi)部的煙氣密度和可燃性測試標(biāo)準(zhǔn)?？扇夹缘燃壓蜔煔饷芏葮?biāo)準(zhǔn)是相沖突的要求。不受理論限制，據(jù)信用于聚碳酸酯組合物的鹵化阻燃劑如溴在改進(jìn)片材的火焰蔓延性能和滿足嚴(yán)格的飛行器內(nèi)部可燃性標(biāo)準(zhǔn)方面有效。然而，鹵化阻燃劑添加劑在片材點(diǎn)燃時引起煙氣增加。本發(fā)明所述的熱塑性聚合物組合物有利地利用氰基苯基封端的聚碳酸酯和溴化聚碳酸酯與芳族砜磺酸鹽(例如，堿金屬的砜磺酸鹽如二苯基砜-3-磺酸鉀)聯(lián)用，得到同時滿足可燃性和煙氣密度試驗(yàn)的片材。所述熱塑性聚合物組合物利用氰基苯基封端的聚碳酸酯和溴化聚碳酸酯與芳族砜磺酸鹽聯(lián)用，用量有效通過飛行器內(nèi)部應(yīng)用列出的可燃性和煙氣產(chǎn)生限度。本申請使用的獲得可燃性等級的組合物是指至少滿足French Ministerial NF-P-92-505試驗(yàn)也稱為 French滴落物試驗(yàn)的組合物。在相關(guān)部分，本文所述的測試記錄了對測試的片材樣品加熱所產(chǎn)生的滴落物的性質(zhì)。成功的試驗(yàn)意味著片材中沒有滴落物點(diǎn)燃下面的棉花。該試驗(yàn)的持續(xù)時間為10分鐘，使用支撐在水平柵格上的4個樣品(70毫米(mm) X 70mm，最小重量為 2克(g))。樣品上的點(diǎn)火源是水平散熱器(500瓦(W)輻射強(qiáng)度)，樣品距離該散熱器(3瓦特/平方厘米(W/cm2))30mm。捕獲滴落物的接收物是位于柵格下面300mm的棉絮。如果棉絮點(diǎn)燃，則材料失效。為了簡單起見，以下該試驗(yàn)稱為“滴落物試驗(yàn)”。另外如本文中使用的，滿足飛行器隔離艙內(nèi)部要求的煙氣產(chǎn)生要求的組合物是指滿足 American Society for Testing and Materials(ASTM)標(biāo)準(zhǔn) E662 (2006)的組合物。 該試驗(yàn)方法使用光度計(photometric scale)測量材料產(chǎn)生的煙氣的密度。滿足飛行器內(nèi)部的煙氣產(chǎn)生要求的片材的煙氣密度根據(jù)ASTME662-06小于200。再次，出于簡單起見，該試驗(yàn)現(xiàn)稱為“煙氣密度試驗(yàn)”。雖然選擇這些試驗(yàn)來顯示本發(fā)明所述的熱塑性聚合物組合物滿足飛行器內(nèi)部的煙氣產(chǎn)生和可燃性要求的能力，但組合物可以有利地遵照其它有關(guān)的可燃性和安全性試驗(yàn)。其它這些試驗(yàn)的實(shí)例可以無限制地包括FR-One的其它試驗(yàn)，國際阻燃性織物標(biāo)準(zhǔn)如NF-P-92-504，14CFR 25.853 Appendix F中描述的試驗(yàn)，飛行器制造商的試驗(yàn)如Airbus ABD0031試驗(yàn)，等等。在一種實(shí)施方式中，熱塑性聚合物組合物包括氰基苯基封端的聚碳酸酯；芳族砜磺酸鹽；和溴化聚碳酸酯；其中該組合物在為3mm擠出片材的形式時，通過了 ASTM E662-06規(guī)定的煙氣密度試驗(yàn)和NF-P-92-505規(guī)定的可燃性試驗(yàn)。芳族砜磺酸鹽的實(shí)例為二苯基砜-3-磺酸鉀。芳族砜磺酸鹽存在的量可為0. 01重量％ (wt. % ) 0. 6wt. %，基于熱塑性聚合物組合物的總重，具體地，存在量為0. Iwt. % 0. 4wt. %，基于組合物的總重，更具體地， 存在量為0. 25wt. % 0. 35wt. %，基于組合物的總重。此外，或者作為替代，溴化聚碳酸酯可包含% ^wt. %的溴，基于溴化聚碳酸酯的總重。溴化聚碳酸酯存在的量可為 lwt. % 20wt. %，基于熱塑性聚合物組合物的總重，具體地，為2wt. % 15wt. %，更具體地，為 4wt. % 12wt. %0氰基苯基封端的聚碳酸酯可以為具有式(1)的碳酸酯重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚碳酸酯
權(quán)利要求
1.熱塑性聚合物組合物，包括具有以下部分的支化的氰基苯基封端的聚碳酸酯下式的碳酸酯重復(fù)結(jié)構(gòu)單元
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述支化劑為下式的三酰氯
3.權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)的組合物，其中所述支化劑為偏苯三酸，偏苯三酸酐，偏苯三酰氯，三對羥基苯基乙烷，靛紅-二酚，1，3，5_三((對-羥基苯基)異丙基)苯，M4(l，l-二 (對-羥基苯基)-乙基)α，α - 二甲基芐基)苯酚，4-氯甲?；彵蕉姿狒?，均苯三酸， 二苯甲酮四羧酸，或包含一種或多種前述支化劑的組合。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的組合物，其中所述支化劑為偏苯三酰氯、三對羥基苯基乙烷，或包含前述支化劑二者的組合，和所述氰基酚為對氰基苯酚、3，4-二氰基苯酚，或包含前述苯酚兩者的組合。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的組合物，其中所述支化基團(tuán)的存在量為每100個R1單元0.1 至10個支化單元，所述氰基苯基封端基團(tuán)的存在量為每100個R1單元1至20個氰基苯基碳酸酯單元。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的組合物，其中所述溴化聚碳酸酯存在的量使得所述組合物包含 0. 26wt. % 3. Iwt. % 的溴。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的組合物，其中所述支化的氰基苯基封端的聚碳酸酯包含每 100個R1單元約2. 5 3. 5個三對羥基苯基乙烷單元和約7 11個氰基苯基碳酸酯單元， 且重均分子量為約25，000 35，000克/摩爾，根據(jù)凝膠滲透色譜法測量。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的組合物，其中所述芳族砜磺酸鹽包括芳族砜磺酸的堿金屬鹽 ο
9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的組合物，其中所述芳族砜磺酸的堿金屬鹽包括二苯基砜磺酸鉀。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的組合物，其中所述溴化聚碳酸酯包含% 28wt.%的溴，基于溴化聚碳酸酯的總重。
11.權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)的組合物，其中由所述組合物模塑的樣品根據(jù)ASTM D1003-00,規(guī)程A，光源C在3. 2毫米厚度測量時的霧度小于或等于2%。
12.權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的組合物，其中所述支化的氰基苯基封端的聚碳酸酯包含每100個R1單元約2. 5 3. 5個三對羥基苯基乙烷單元和約7 11個氰基苯基碳酸酯單元，其重均分子量為約25，000 35，000克/ 摩爾，根據(jù)凝膠滲透色譜法測量。所述支化劑為偏苯三酰氯、三對羥基苯基乙烷，或包含兩種前述支化劑的組合； 所述氰基酚為對氰基苯酚、3，4- 二氰基苯酚，或包含前述苯酚兩者的組合； 所述芳族砜磺酸鹽是芳族砜磺酸的堿金屬鹽；以及所述溴化聚碳酸酯包含V0 28wt. %的溴，基于溴化聚碳酸酯的總重。
13.厚度小于或等于3mm的片材，其包含熱塑性聚合物組合物，其中所述熱塑性聚合物組合物包括具有以下部分的支化的氰基苯基封端的聚碳酸酯 下式的碳酸酯重復(fù)結(jié)構(gòu)單元
14.權(quán)利要求13的片材，其厚度為3mm。
15.權(quán)利要求13的片材，其中，當(dāng)為3mm厚的擠出片材的形式時，該片材的煙氣密度根據(jù)ASTM E662-06規(guī)定的煙氣密度測試在240秒暴露期間小于200，且根據(jù)NF-P-92-505規(guī)定的可燃性測試在10分鐘期間在片材上沒有燃燒滴落物。
16.權(quán)利要求15的片材，其厚度為3mm。
17.包含權(quán)利要求13-16任一項(xiàng)的片材的飛行器內(nèi)部組件。
18.權(quán)利要求17的組件，其為以下形式間壁、機(jī)柜壁、側(cè)壁板、天花板、地板、設(shè)備面板、光板、窗口壓條、窗戶滑片、儲存?zhèn)}室、廚房表面、設(shè)備罩、座位罩、揚(yáng)聲器罩、導(dǎo)管罩、儲存器罩、架、盤、或者包含前述至少一種的組合。
19.制備厚度小于或等于3mm的片材的方法，包括擠出熱塑性聚合物組合物，其中所述熱塑性聚合物組合物包括 具有以下部分的支化的氰基苯基封端的聚碳酸酯 下式的碳酸酯重復(fù)結(jié)構(gòu)單元
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述片材的厚度為3mm。
全文摘要
熱塑性聚合物組合物，包括氰基苯基封端的聚碳酸酯、二苯基砜-3-磺酸鉀和溴化聚碳酸酯。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)所述熱塑性組合物為3mm厚的擠出片材的形式時，該片材的煙氣密度根據(jù)ASTM E662-06規(guī)定的煙氣密度測試在240秒暴露期間小于200，且根據(jù)NF-P-92-505規(guī)定的可燃性測試在10分鐘期間在片材上沒有燃燒滴落物。
文檔編號C08L69/00GK102159643SQ200980136162
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者喬舒亞.A.范登博格德, 亨德里克.C.J.德努伊杰, 克里斯琴納斯.J.J.馬斯, 安德里斯.A.沃爾克斯, 斯里尼瓦斯.西里普拉普, 范迪塔.佩-帕蘭賈普 申請人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識產(chǎn)權(quán)有限公司