一种低热释放聚碳酸酯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低热释放聚碳酸酯材料及其制备方法，属于聚碳酸酯材料技术领域，本发明专利技术的聚碳酸酯材料的配方包括以下重量百分比的原料：溴系阻燃剂以溴的质量计算为组合物总量的5%-40%、半芳香族聚酯2%-50%、硅氧烷聚碳酸酯30%-90%。本发明专利技术将溴系阻燃剂、半芳香族聚酯和硅氧烷聚碳酸酯组合物通过机械熔融共混，得到2分钟热释放总量小于65 kW·min/m2，5分钟峰值热释放速率小于65kW/m2的低热释放聚碳酸酯，满足了FAR25.853对舱内材料热释放水平的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚碳酸酯材料
，尤其涉及一种低热释放聚碳酸酯材料及其制 备方法。
技术介绍
普通应用领域一般用UL(美国保险商实验室）体系来评估材料的防火效果，该体 系着重考查材料的初始可燃性。对人员高度集中、空间相对狭小封闭的飞机机舱而言，材料 一旦着火燃烧，就会大量消耗氧气、释放热量并产生有毒可燃的气体，可燃气体会进一步助 燃产生更多热量，热量集中释放就会营造一个局部的高温环境，导致材料加速降解并产生 更多有毒可燃气体。用UL体系评估舱内材料阻燃性能仅适合于火灾初期，一旦局部高温环 境形成，将会由舱内材料可燃气体释放量的速率（或者说耗氧速率）来决定乘员逃生时间。 1917年，Thornton发现大多数高聚物燃烧时，产生的可燃气体每消耗1kg氧，将放 出（13. 1±0. 7)MJ热量。1980年，Huggett建立了通过测定高聚物燃烧耗氧量来估算其热 释放速率的方法。依据此原理，Babrauskas于1982年专利技术了锥形量热仪，俄亥俄州立大学 也改进并制造出了高精度的0SU量热仪。1984年，FAA颁布了联邦航空条例（FAR)，确立了 机舱内材料阻燃性能的适航标准FAR25. 853,相应热释放控制条款为FAR25. 853 (d)，推荐 使用0SU量热仪作为的标准测试方法。FAR25. 853(d)的控制性指标逐步提高，推动着新型 低热释放材料的持续发展。1996年，FAA和FTT公司又合作开发了FAA微型量热仪，使得热 释放测试变得更加方便快捷。 自从1984年FAA发布FAR以来，其他国家和地区纷纷以此为蓝本制定了自己的航 空条例，其内容也基本相同。以2001年修订后的运输类飞机适航标准FAR25部为例，其中 客舱内部设施热释放控制性条款为FAR25. 853 (d)，其接受准则规定的热辐射下客舱材料2 分钟总放热量的平均值不得超过65kW?min/m2, 5分钟内峰值热释放速率的平均值不得超 过65kW*min/m2。相应地，欧洲航空安全局（EASA)和中国民用航空局（CAAC)适航标准的 相关条款为EASA25. 853 (d)和CCAR25. 853 (d)，规章的序号和内容都相同。各国航空器制造 单位如波音和空客，虽然也有各自的材料使用标准，但都统一遵循这一条款。 聚碳酸酯（PC)综合性能优异，较容易通过改性实现阻燃性能的提高和热释放的 降低，是一种理想的航空材料开发对象，在机舱内部有广泛的应用前景，比如行李架部件、 座椅部件、手推车部件、空调部件、箱柜部件、天花板、舷窗、壁板、餐板、地板、货舱地垫、航 空托盘等，由于具有低比重特性，可以有效降低飞机负荷，节省燃油，减少二氧化碳排放。 迄今为止，已经有多种方法来降低聚碳酸酯材料的热释放，以使其达到舱内材料 使用标准。USP4629759公开了一种聚碳酸酯和聚醚酰亚胺共混物的阻燃方法，通过添加溴化 聚苯乙烯阻燃剂得到了热释放峰值小于100KW/m2的材料。USP4923933将含双酚A、间苯二甲酸和对苯二甲酸的聚碳酸酯、含四溴双酚A的聚 碳酸酯和聚酰亚胺-硅氧烷共聚物共混，制得了热释放峰值小于50KW/m2的低热释放聚碳 酸酯。CN94115303. 7选用含间苯二甲酸和对苯二甲酸的聚碳酸酯与聚醚酰亚胺和聚酰 亚胺-硅氧烷共聚物共混，制得了低热释放的舱板材料。 CN200680049993. 5和USP7652107将含间苯二酚的聚芳基酯或聚芳基碳酸酯和聚 酰亚胺-硅氧烷共聚物共混，得到了低热释放的热塑性材料。 USP7790262公开了 一种聚硅氧烷、间苯二酚和双酚A的碳酸酯共聚物及其制备方 法，该共聚物具有低热释放特性。 这些方法有的将聚醚酰亚胺和普通聚碳酸酯共混，有的将对、间苯结构引入聚碳 酸酯再与聚酰亚胺-硅氧烷共聚物共混，有的将对、间苯结构和聚硅氧烷直接引入聚碳酸 酯。聚醚酰亚胺和聚碳酸酯的共混需要超过300摄氏度的温度，这会导致聚碳酸酯降解，而 且，通常不易得到浅色效果。具有间苯结构的聚碳酸酯或聚芳酯需要特殊合成，并不是一种 简单可行的工艺。
技术实现思路
为解决现有的聚碳酸酯材料的缺点，本专利技术的目的是提供一种低热释放聚碳酸酯 材料及其制备方法，本专利技术将溴系阻燃剂、半芳香族聚酯和硅氧烷聚碳酸酯组合物通过机 械熔融共混，得到2分钟热释放总量小于65kW?min/m2,5分钟峰值热释放速率小于65kW/ m2的低热释放聚碳酸酯，满足了FAR25. 853对舱内材料热释放水平的要求。 本专利技术的低热释放聚碳酸酯材料的配方包括以下重量百分比的原料：溴系阻燃 剂以溴的质量计算为组合物总量的5% -40%、半芳香族聚酯2% -50%、硅氧烷聚碳酸酯 30% -90%。 所述的溴系阻燃剂为十溴二苯醚、溴化聚苯乙烯、三（三溴苯基）氰尿酸酯、含四 溴双酚A的聚碳酸酯或三溴苯酚封端的四溴双酚A聚碳酸酯齐聚物，所述的溴系阻燃剂中 溴的质量百分含量在30% -90%。 优选所述的溴系阻燃剂以溴的质量计算为聚碳酸酯材料总量的10% -25%。 所述的半芳香族聚酯为普通PET聚酯切片或含溴或磷成份的阻燃共聚酯。 优选所述的半芳香族聚酯在聚碳酸酯材料中添加质量为5% -30%。 所述的硅氧烷聚碳酸酯优选但不仅限于市售产品。 优选所述的硅氧烷聚碳酸酯在聚碳酸酯材料中添加质量为40% -80%。 所述的硅氧烷聚碳酸酯中，硅氧烷是以共聚形式存在于聚碳酸酯中，硅氧烷质量 百分含量为1% -10%。 所述的低热释放聚碳酸酯材料中还含有添加剂，所述添加剂为颜料、填充剂、增强 剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂、脱模剂或抗滴落剂中的一种或几种，添加剂在聚碳酸酯材料 中添加量为〇. 1% -30%。 本专利技术的低热释放聚碳酸酯材料的制备方法的具体步骤如下： (1)按配比称取原料； (2)将步骤⑴称取的原料进行干燥； (3)将干燥后的原料通过密炼机或螺杆挤出机在250°C_330°C范围内熔融混合， 挤出冷却后得到本专利技术的低热释放聚碳酸酯材料。 与现有技术相比，本专利技术的技术效果如下： 本专利技术通过熔融共混的方法，将溴系阻燃剂加入硅氧烷聚碳酸酯，虽然可以显著 降低其热释放数值，但在合适的添加量下，尚不能达到FAR25. 853(d)要求的2分钟总放热 量的平均值不得超过65kW^化/!!!2』分钟内峰值热释放速率的平均值不得超过65kW m2。惊奇的是，在上述两种组合物中添加聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)，进一步显著降低了 热释放数值，得到了满足FAR25. 853 (d)要求的阻燃共混物。 本专利技术全部采用市售原料，没有采用特殊合成原料，其中聚对苯二甲酸乙二醇酯 还可以是再生料，不但成本低廉，而且具有特殊环保意义。 如此，本专利技术提供了一种原料来源广泛，加工方法简单易行的配方及工艺，得到了 2分钟热释放总量小于65kW?min/m2、5分钟峰值热释放速率小于65kW/m2的低热释放聚碳 酸酯，满足FAR25. 853对舱内材当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低热释放聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的聚碳酸酯材料的配方包括以下重量百分比的原料：溴系阻燃剂以溴的质量计算为组合物总量的5%‑40%、半芳香族聚酯2%‑50%、硅氧烷聚碳酸酯30%‑90%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢飞，文彦飞，苏正良，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51