專利名稱：阻燃熱塑性組合物和由其形成的制品的制作方法
阻燃熱塑性組合物和由其形成的制品背景本發(fā)明公開一般性地涉及熱塑性組合物，并且更特別地涉及阻燃聚碳酸酯組合物。透明聚碳酸酯片材材料普遍用于飛機(jī)和其它運(yùn)輸工具內(nèi)部應(yīng)用。透明聚碳酸酯片材可用于內(nèi)部應(yīng)用，例如間壁、天花板、機(jī)柜壁(cabinet wall)、儲(chǔ)存?zhèn)}室、廚房表面 (galley surface)、光板等。所有這些應(yīng)用具有材料必須滿足以用于內(nèi)部應(yīng)用的各種燃燒安全要求。對用于構(gòu)造這些內(nèi)部面板和部件的材料的阻燃性和發(fā)煙性能設(shè)置了各種要求。 特別的要求包括煙氣密度和火焰擴(kuò)張。在美國，聯(lián)邦航空規(guī)章(FAR)部分25. 853羅列了用于飛機(jī)隔室內(nèi)部的空氣價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)。歐洲使用的用于飛機(jī)和運(yùn)輸系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)包括FAR 25. 5附錄F，部分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)”。在另一個(gè)例子中，飛機(jī)制造商Airbus有ABD0031中所述的煙氣密度和其它安全要求。飛機(jī)工業(yè)希望可以符合或超出用于飛機(jī)內(nèi)部組件的所有各種安全要求的材料。鑒于目前內(nèi)部隔室材料安全標(biāo)準(zhǔn)并且預(yù)期未來更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，尋求超出政府和飛機(jī)制造商要求的材料。此外，工業(yè)中的成本壓力對具有改進(jìn)的可燃性和安全特性的這些熱塑性聚碳酸酯材料的開發(fā)具有直接作用。簡要概述本文公開了阻燃熱塑性組合物和由其形成的用于飛機(jī)和運(yùn)輸工具內(nèi)部的制品。在一種實(shí)施方式中，阻燃熱塑性組合物可以包含聚碳酸酯；芳族磺酸鹽；芳族砜磺酸鹽；和溴化聚碳酸酯。在另一種實(shí)施方式中，一種片材可以包括包含以下組分的熱塑性組合物聚碳酸酯樹脂；芳族磺酸鹽；芳族砜磺酸鹽；和溴化聚碳酸酯樹脂。該片材當(dāng)3mm厚時(shí)，具有根據(jù)如 ASTM E662-06中所述的煙氣密度試驗(yàn)在240秒的暴露時(shí)間下小于200的煙氣密度，和小于 150mm的燃燒長度，小于3秒的滴落燃燒時(shí)間，和根據(jù)如14C. F. R. 25. 853，附錄F，部分I (a) ⑴(ii)中所述的可燃性試驗(yàn)小于15秒的總?cè)紵龝r(shí)間，并且具有根據(jù)ASTM D1003-00，規(guī)程 A，光源C測量的小于或等于4%的霧度水平。還在另一種實(shí)施方式中，熱塑性組合物包含0.01Wt% -0. 芳族磺酸鹽； 0. 01wt% -0. 6wt%芳族砜磺酸鹽；含量使得組合物包含0. 26wt% -2. 6wt%溴的溴化聚碳酸酯樹脂；和聚碳酸酯樹脂。上述和其它特征通過下面的附圖
和詳述舉例說明。詳述如上所述，現(xiàn)有的阻燃聚碳酸酯不符合所有的阻燃和煙氣密度要求。例如，阻燃聚碳酸酯片材可以包含鹵素添加劑(例如溴化聚碳酸酯)以通過聯(lián)邦航空規(guī)章(FAR)部分 25. 853可燃性試驗(yàn)，但鹵素將造成片材當(dāng)燃燒時(shí)發(fā)出更多的煙氣。因此，該材料對于通過一些發(fā)煙標(biāo)準(zhǔn)可能存在問題。本文公開了可例如用于飛機(jī)或其它運(yùn)輸工具內(nèi)部的透明阻燃熱塑性聚碳酸酯片材組合物。該聚碳酸酯組合物包含比現(xiàn)有的阻燃聚碳酸酯片材組合物少的鹵代阻燃材料， 仍然能夠符合用于飛機(jī)內(nèi)部的可燃性和安全要求。通過減少組合物中鹵素阻燃劑(例如溴)的量，熱塑性聚碳酸酯片材滿足煙氣密度和可燃性測試。對于現(xiàn)有的用于飛機(jī)內(nèi)部應(yīng)用的阻燃聚碳酸酯，可燃性等級和煙氣密度標(biāo)準(zhǔn)是矛盾的要求。由于在改進(jìn)片材的火焰擴(kuò)張性能中的有效性并且滿足嚴(yán)格的飛機(jī)內(nèi)部可燃性標(biāo)準(zhǔn)，鹵代阻燃劑例如溴用于聚碳酸酯組合物。然而，當(dāng)片材組合物點(diǎn)燃時(shí)溴化阻燃添加劑造成煙氣增加。本文描述的阻燃熱塑性聚碳酸酯組合物有利地使用了減少量的溴化聚碳酸酯與芳族砜磺酸鹽(例如二苯砜-3-磺酸鉀(KSS))阻燃劑鹽和芳族磺酸鹽(例如甲苯磺酸鈉(NaTS)阻燃劑的組合，制得滿足可燃性和煙氣密度測試的透明片材。

在一種實(shí)施方式中，熱塑性樹脂組合物可以包含聚碳酸酯樹脂、芳族磺酸鹽、 芳族砜磺酸鹽，和溴化聚碳酸酯。該組合物當(dāng)為3mm擠出片材的形式時(shí)，通過如ASTM E662-06中所述的煙氣密度試驗(yàn)和如14C. F. R. 25. 853，附錄F，部分I (a) (1) (ii)中所述的可燃性試驗(yàn)?；诮M合物總重量，芳族砜磺酸鹽(例如堿金屬砜磺酸鹽例如二苯砜磺酸鉀)可以0. 01wt%-0. 6wt%，特別地0. -0. 4wt%的量存在。基于組合物總重量，芳族磺酸鹽(例如甲苯磺酸的堿金屬鹽，例如甲苯磺酸鈉)可以0. Olwt % -0. Iwt %，特別地0.02wt% -0.06wt%的量存在?；阡寤厶妓狨サ目傊亓?，溴化聚碳酸酯可以包含 24wt% -28wt%溴。溴化聚碳酸酯可以基于組合物總重量的lwt% -10wt%，特別地基于聚碳酸酯樹脂總重量的-8wt%的量存在。基于組合物總重量，溴化聚碳酸酯可以使得組合物包含0. 25wt% -2. 5wt%溴的量存在。本文還包括包含上述要素的任意組合的組合物，該組合物當(dāng)為3mm擠出片材的形式時(shí)，通過如ASTM E662-06中所述的煙氣密度試驗(yàn)和如14C. F. R. 25. 853，附錄F，部分I (a) (1) (ii)中所述的可燃性試驗(yàn)，并且任選地具有根據(jù) ASTM D1003-00，規(guī)程A，光源C測量的小于或等于4%的霧度水平。在下面的實(shí)施方式中， 這些要素(量、性能等)也可以單獨(dú)和組合存在，只要符合實(shí)施方式中確定的性能。例如，在各種實(shí)施方式中，熱塑性組合物可以包含0.01wt% -0. 1襯％芳族磺酸鹽；0. 01wt% -0. 6wt%芳族砜磺酸鹽；含量使得組合物包含0. 25wt% -2. 5wt%溴的溴化聚碳酸酯；和余量的聚碳酸酯。上述組合物可以形成片材。例如，包含根據(jù)ASTM D1003-00，規(guī)程A，光源C測量的小于或等于4%的霧度水平的片材。片材可以成型為飛機(jī)內(nèi)部組件，例如隔墻、櫥柜壁、側(cè)壁板、天花板、門板、設(shè)備板、發(fā)光板、窗戶模制品、滑窗、儲(chǔ)藏室、廚房表面、裝置外殼、座位外殼、揚(yáng)聲器外殼、管外殼、儲(chǔ)存外殼、擱板、盤子，或包括前述至少一種的組合。該阻燃熱塑性聚碳酸酯組合物使用有效地通過所述用于飛機(jī)內(nèi)部應(yīng)用的可燃性和發(fā)煙限制的量的芳族磺酸鹽、芳族砜磺酸鹽和溴化聚碳酸酯樹脂的組合。如本文使用的， 實(shí)現(xiàn)可燃性等級的組合物是指滿足14C. F. R. 25. 853附錄F，部分I (a) (1) (ii)的組合物。 在相關(guān)部分，本文描述的試驗(yàn)闡述了當(dāng)垂直試驗(yàn)時(shí)材料必須自熄，并且平均燃燒長度不可以超過8英寸(203毫米)，并且移去燃燒源后的平均燃燒時(shí)間不可以超過15秒。此外，試驗(yàn)說明來自試驗(yàn)樣品的滴落物在下落后不可以繼續(xù)燃燒超過平均3秒。為了簡單起見，將該試驗(yàn)稱為進(jìn)行的“可燃性試驗(yàn)”。同樣如本文使用，滿足用于飛機(jī)隔室內(nèi)部的發(fā)煙要求的組合物是指滿足美國試驗(yàn)和材料協(xié)會(huì)(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)E662(2006)的組合物。該試驗(yàn)方法使用光度標(biāo)測量材料產(chǎn)生的煙氣密度。根據(jù)ASTM E662-06，滿足飛機(jī)內(nèi)部的發(fā)煙要求的聚碳酸酯片材具有小于200的煙氣密度。再次，為了簡單起見，現(xiàn)將該試驗(yàn)稱為“煙氣密度試驗(yàn)”。 盡管選擇這些試驗(yàn)來說明本文所述的阻燃聚碳酸酯組合物滿足用于飛機(jī)內(nèi)部的發(fā)煙和可燃性要求的能力，但組合物可以有利地遵從其它相關(guān)的可燃性和安全試驗(yàn)。其它這些試驗(yàn)的例子可以沒有限制地包括，F(xiàn)R-One試驗(yàn)例如NFP 92-505，Airbus飛機(jī)制造商試驗(yàn)例如 ABD0031 等。此外，本文所述的阻燃熱塑性聚碳酸酯組合物包括包含溴化聚碳酸酯的聚碳酸酯樹脂及加入其中的芳族磺酸鹽和芳族砜磺酸鹽。存在于聚碳酸酯組合物中的這三種組分可以有效地符合可燃性試驗(yàn)和煙氣密度試驗(yàn)的任何量存在組合物中各組分的例舉的濃度。熱塑性組合物中的芳族砜磺酸鹽可由下式(I)表示
權(quán)利要求
1.一種熱塑性樹脂組合物，包含 聚碳酸酯樹脂；芳族磺酸鹽； 芳族砜磺酸鹽；和溴化聚碳酸酯樹脂；其中該組合物當(dāng)為3mm厚的擠出片材的形式時(shí)，具有根據(jù)如ASTME662-06中所述的煙氣密度試驗(yàn)在240秒的暴露時(shí)間下小于200的煙氣密度，和小于150mm的燃燒長度，小于3 秒的滴落燃燒時(shí)間，和根據(jù)如14C. F. R. 25. 853，附錄F，部分I (a)⑴(ii)中所述的可燃性試驗(yàn)小于15秒的總?cè)紵龝r(shí)間。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中基于組合物總重量，芳族砜磺酸鹽以0.01wt% -0. 6wt% 的量存在。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中基于組合物總重量，芳族砜磺酸鹽以0.Iwt %-0. 的量存在。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的組合物，其中基于組合物總重量，芳族磺酸鹽以 0. 01wt% -0. Iwt % 的量存在。
5.權(quán)利要求4的組合物，其中基于組合物總重量，芳族磺酸鹽以0.02wt%-0. 06wt%的量存在。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的組合物，其中基于溴化聚碳酸酯總重量，溴化聚碳酸酯包含 24wt% -28wt%溴。
7.權(quán)利要求6的組合物，其中基于組合物總重量，溴化聚碳酸酯以-10wt%的量存在。
8.權(quán)利要求7的組合物，其中基于聚碳酸酯樹脂總重量，溴化聚碳酸酯以Nt^-SwtW 的量存在。
9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的組合物，其中芳族砜磺酸鹽包括二苯砜磺酸堿金屬鹽，和芳族磺酸鹽包括甲苯磺酸堿金屬鹽。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的組合物，其中芳族磺酸鹽包括甲苯磺酸的鈉鹽。
11.權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)的組合物，其中芳族砜磺酸鹽包括二苯砜磺酸鉀。
12.權(quán)利要求1的組合物，其中芳族磺酸鹽包括甲苯磺酸鈉并且以0. 01wt% -0. 的量存在； 芳族砜磺酸鹽包括二苯砜-3-磺酸鉀并且以0. 01wt% -0. 6襯％的量存在；和溴化聚碳酸酯樹脂以使得組合物包含0. 26wt% -2. 6wt%溴的量存在。
13.包含權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)的熱塑性組合物的片材。
14.權(quán)利要求13的片材，其中基于組合物總重量，芳族磺酸鹽以0.02wt%-0. 06wt%的量存在，并且組合物包含0. 52wt% -2. 08wt%的溴。
15.權(quán)利要求13-14任一項(xiàng)的片材，其中根據(jù)ASTMD1003-00，規(guī)程A，光源C，片材具有小于或等于4%的霧度水平。
16.權(quán)利要求13-15任一項(xiàng)的片材，其中當(dāng)熱塑性組合物形成3mm厚的擠出片材時(shí)，該片材具有根據(jù)如ASTM E662-06中所述的煙氣密度試驗(yàn)在240秒的暴露時(shí)間下小于200的煙氣密度，和小于150mm的燃燒長度，小于3秒的滴落燃燒時(shí)間，和根據(jù)如14C. F. R. 25. 853，附錄F，部分1(a)⑴(ii)中所述的可燃性試驗(yàn)小于15秒的總?cè)紵龝r(shí)間。
17.包含權(quán)利要求13-16任一項(xiàng)的片材的飛機(jī)內(nèi)部組件。
全文摘要
一種熱塑性組合物可以包含聚碳酸酯、芳族砜磺酸鹽、芳族磺酸鹽和溴化聚碳酸酯。在一種實(shí)施方式中，當(dāng)組合物形成3mm厚的擠出片材時(shí)，該片材可以具有根據(jù)如ASTM E662-06中所述的煙氣密度試驗(yàn)在240秒的暴露時(shí)間下小于200的煙氣密度，和小于150mm的燃燒長度，小于3秒的滴落燃燒時(shí)間，和根據(jù)如14C.F.R.25.853，附錄F，部分I(a)(1)(ii)中所述的可燃性試驗(yàn)小于15秒的總?cè)紵龝r(shí)間。
文檔編號(hào)C08J5/18GK102164991SQ200980137571
公開日2011年8月24日 申請日期2009年9月16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, 克里斯琴納斯·J·J·馬斯, 安德里斯·A·沃爾克斯, 阿詹·卡萊曼斯 申請人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司