阻燃熱塑性組合物和由其形成的製品的製作方法

2023-10-04 06:47:49 2

專利名稱：阻燃熱塑性組合物和由其形成的製品的製作方法
阻燃熱塑性組合物和由其形成的製品背景本發明公開一般性地涉及熱塑性組合物，並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於飛機和其它運輸工具內部應用。透明聚碳酸酯片材可用於內部應用，例如間壁、天花板、機櫃壁(cabinet wall)、儲存倉室、廚房表面 (galley surface)、光板等。所有這些應用具有材料必須滿足以用於內部應用的各種燃燒安全要求。對用於構造這些內部面板和部件的材料的阻燃性和發煙性能設置了各種要求。 特別的要求包括煙氣密度和火焰擴張。在美國，聯邦航空規章(FAR)部分25. 853羅列了用於飛機隔室內部的空氣價值標準。歐洲使用的用於飛機和運輸系統的安全標準包括FAR 25. 5附錄F，部分V中規定的煙氣密度試驗。可燃性要求包括FAR 25. 853(a)和(a_l)中規定的「60秒試驗」。在另一個例子中，飛機製造商Airbus有ABD0031中所述的煙氣密度和其它安全要求。飛機工業希望可以符合或超出用於飛機內部組件的所有各種安全要求的材料。鑑於目前內部隔室材料安全標準並且預期未來更嚴格的標準，尋求超出政府和飛機製造商要求的材料。此外，工業中的成本壓力對具有改進的可燃性和安全特性的這些熱塑性聚碳酸酯材料的開發具有直接作用。簡要概述本文公開了阻燃熱塑性組合物和由其形成的用於飛機和運輸工具內部的製品。在一種實施方式中，阻燃熱塑性組合物可以包含聚碳酸酯；芳族磺酸鹽；芳族碸磺酸鹽；和溴化聚碳酸酯。在另一種實施方式中，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；芳族碸磺酸鹽；和溴化聚碳酸酯樹脂。該片材當3mm厚時，具有根據如 ASTM E662-06中所述的煙氣密度試驗在240秒的暴露時間下小於200的煙氣密度，和小於 150mm的燃燒長度，小於3秒的滴落燃燒時間，和根據如14C. F. R. 25. 853，附錄F，部分I (a) ⑴(ii)中所述的可燃性試驗小於15秒的總燃燒時間，並且具有根據ASTM D1003-00，規程 A，光源C測量的小於或等於4%的霧度水平。還在另一種實施方式中，熱塑性組合物包含0.01Wt% -0. 芳族磺酸鹽； 0. 01wt% -0. 6wt%芳族碸磺酸鹽；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。上述和其它特徵通過下面的附圖
和詳述舉例說明。詳述如上所述，現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滷素添加劑(例如溴化聚碳酸酯)以通過聯邦航空規章(FAR)部分 25. 853可燃性試驗，但滷素將造成片材當燃燒時發出更多的煙氣。因此，該材料對於通過一些發煙標準可能存在問題。本文公開了可例如用於飛機或其它運輸工具內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有的阻燃聚碳酸酯片材組合物少的滷代阻燃材料， 仍然能夠符合用於飛機內部的可燃性和安全要求。通過減少組合物中滷素阻燃劑(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。對於現有的用於飛機內部應用的阻燃聚碳酸酯，可燃性等級和煙氣密度標準是矛盾的要求。由於在改進片材的火焰擴張性能中的有效性並且滿足嚴格的飛機內部可燃性標準，滷代阻燃劑例如溴用於聚碳酸酯組合物。然而，當片材組合物點燃時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碸磺酸鹽(例如二苯碸-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，製得滿足可燃性和煙氣密度測試的透明片材。

在一種實施方式中，熱塑性樹脂組合物可以包含聚碳酸酯樹脂、芳族磺酸鹽、 芳族碸磺酸鹽，和溴化聚碳酸酯。該組合物當為3mm擠出片材的形式時，通過如ASTM E662-06中所述的煙氣密度試驗和如14C. F. R. 25. 853，附錄F，部分I (a) (1) (ii)中所述的可燃性試驗。基於組合物總重量，芳族碸磺酸鹽(例如鹼金屬碸磺酸鹽例如二苯碸磺酸鉀)可以0. 01wt%-0. 6wt%，特別地0. -0. 4wt%的量存在。基於組合物總重量，芳族磺酸鹽(例如甲苯磺酸的鹼金屬鹽，例如甲苯磺酸鈉)可以0. Olwt % -0. Iwt %，特別地0.02wt% -0.06wt%的量存在。基於溴化聚碳酸酯的總重量，溴化聚碳酸酯可以包含 24wt% -28wt%溴。溴化聚碳酸酯可以基於組合物總重量的lwt% -10wt%，特別地基於聚碳酸酯樹脂總重量的-8wt%的量存在。基於組合物總重量，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，該組合物當為3mm擠出片材的形式時，通過如ASTM E662-06中所述的煙氣密度試驗和如14C. F. R. 25. 853，附錄F，部分I (a) (1) (ii)中所述的可燃性試驗，並且任選地具有根據 ASTM D1003-00，規程A，光源C測量的小於或等於4%的霧度水平。在下面的實施方式中， 這些要素(量、性能等)也可以單獨和組合存在，只要符合實施方式中確定的性能。例如，在各種實施方式中，熱塑性組合物可以包含0.01wt% -0. 1襯％芳族磺酸鹽；0. 01wt% -0. 6wt%芳族碸磺酸鹽；含量使得組合物包含0. 25wt% -2. 5wt%溴的溴化聚碳酸酯；和餘量的聚碳酸酯。上述組合物可以形成片材。例如，包含根據ASTM D1003-00，規程A，光源C測量的小於或等於4%的霧度水平的片材。片材可以成型為飛機內部組件，例如隔牆、櫥櫃壁、側壁板、天花板、門板、設備板、發光板、窗戶模製品、滑窗、儲藏室、廚房表面、裝置外殼、座位外殼、揚聲器外殼、管外殼、儲存外殼、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於飛機內部應用的可燃性和發煙限制的量的芳族磺酸鹽、芳族碸磺酸鹽和溴化聚碳酸酯樹脂的組合。如本文使用的， 實現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。 在相關部分，本文描述的試驗闡述了當垂直試驗時材料必須自熄，並且平均燃燒長度不可以超過8英寸(203毫米)，並且移去燃燒源後的平均燃燒時間不可以超過15秒。此外，試驗說明來自試驗樣品的滴落物在下落後不可以繼續燃燒超過平均3秒。為了簡單起見，將該試驗稱為進行的「可燃性試驗」。同樣如本文使用，滿足用於飛機隔室內部的發煙要求的組合物是指滿足美國試驗和材料協會(ASTM)標準E662(2006)的組合物。該試驗方法使用光度標測量材料產生的煙氣密度。根據ASTM E662-06，滿足飛機內部的發煙要求的聚碳酸酯片材具有小於200的煙氣密度。再次，為了簡單起見，現將該試驗稱為「煙氣密度試驗」。 儘管選擇這些試驗來說明本文所述的阻燃聚碳酸酯組合物滿足用於飛機內部的發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的可燃性和安全試驗。其它這些試驗的例子可以沒有限制地包括，FR-One試驗例如NFP 92-505，Airbus飛機製造商試驗例如 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碸磺酸鹽。存在於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和煙氣密度試驗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碸磺酸鹽可由下式(I)表示
權利要求
1.一種熱塑性樹脂組合物，包含 聚碳酸酯樹脂；芳族磺酸鹽； 芳族碸磺酸鹽；和溴化聚碳酸酯樹脂；其中該組合物當為3mm厚的擠出片材的形式時，具有根據如ASTME662-06中所述的煙氣密度試驗在240秒的暴露時間下小於200的煙氣密度，和小於150mm的燃燒長度，小於3 秒的滴落燃燒時間，和根據如14C. F. R. 25. 853，附錄F，部分I (a)⑴(ii)中所述的可燃性試驗小於15秒的總燃燒時間。
2.權利要求1的組合物，其中基於組合物總重量，芳族碸磺酸鹽以0.01wt% -0. 6wt% 的量存在。
3.權利要求2的組合物，其中基於組合物總重量，芳族碸磺酸鹽以0.Iwt %-0. 的量存在。
4.權利要求1-3任一項的組合物，其中基於組合物總重量，芳族磺酸鹽以 0. 01wt% -0. Iwt % 的量存在。
5.權利要求4的組合物，其中基於組合物總重量，芳族磺酸鹽以0.02wt%-0. 06wt%的量存在。
6.權利要求1-5任一項的組合物，其中基於溴化聚碳酸酯總重量，溴化聚碳酸酯包含 24wt% -28wt%溴。
7.權利要求6的組合物，其中基於組合物總重量，溴化聚碳酸酯以-10wt%的量存在。
8.權利要求7的組合物，其中基於聚碳酸酯樹脂總重量，溴化聚碳酸酯以Nt^-SwtW 的量存在。
9.權利要求1-8任一項的組合物，其中芳族碸磺酸鹽包括二苯碸磺酸鹼金屬鹽，和芳族磺酸鹽包括甲苯磺酸鹼金屬鹽。
10.權利要求1-9任一項的組合物，其中芳族磺酸鹽包括甲苯磺酸的鈉鹽。
11.權利要求1-10任一項的組合物，其中芳族碸磺酸鹽包括二苯碸磺酸鉀。
12.權利要求1的組合物，其中芳族磺酸鹽包括甲苯磺酸鈉並且以0. 01wt% -0. 的量存在； 芳族碸磺酸鹽包括二苯碸-3-磺酸鉀並且以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.包含權利要求1-12任一項的熱塑性組合物的片材。
14.權利要求13的片材，其中基於組合物總重量，芳族磺酸鹽以0.02wt%-0. 06wt%的量存在，並且組合物包含0. 52wt% -2. 08wt%的溴。
15.權利要求13-14任一項的片材，其中根據ASTMD1003-00，規程A，光源C，片材具有小於或等於4%的霧度水平。
16.權利要求13-15任一項的片材，其中當熱塑性組合物形成3mm厚的擠出片材時，該片材具有根據如ASTM E662-06中所述的煙氣密度試驗在240秒的暴露時間下小於200的煙氣密度，和小於150mm的燃燒長度，小於3秒的滴落燃燒時間，和根據如14C. F. R. 25. 853，附錄F，部分1(a)⑴(ii)中所述的可燃性試驗小於15秒的總燃燒時間。
17.包含權利要求13-16任一項的片材的飛機內部組件。
全文摘要
一種熱塑性組合物可以包含聚碳酸酯、芳族碸磺酸鹽、芳族磺酸鹽和溴化聚碳酸酯。在一種實施方式中，當組合物形成3mm厚的擠出片材時，該片材可以具有根據如ASTM E662-06中所述的煙氣密度試驗在240秒的暴露時間下小於200的煙氣密度，和小於150mm的燃燒長度，小於3秒的滴落燃燒時間，和根據如14C.F.R.25.853，附錄F，部分I(a)(1)(ii)中所述的可燃性試驗小於15秒的總燃燒時間。
文檔編號C08J5/18GK102164991SQ200980137571
公開日2011年8月24日 申請日期2009年9月16日 優先權日2008年9月25日
發明者喬舒亞·A·范登博格德, 克裡斯琴納斯·J·J·馬斯, 安德裡斯·A·沃爾克斯, 阿詹·卡萊曼斯 申請人:沙伯基礎創新塑料智慧財產權有限公司