传统的阻燃聚碳酸酯(PC)材料常采用溴系阻燃剂(BFR)阻燃,如加入质量分数6%~9%的含溴环氧低聚物(一般不添加Sb2O3,以免引起PC降解和恶化PC的透明性)即可使PC的阻燃等级达到UL94V-0级,且对其热变形温度(HDT)影响甚小,甚至可增加PC的冲击强度。在此类阻燃PC材料中加入一定量的热致液晶聚酯,可改善其流动性,因而可用于注塑薄壁型制品。又如加入质量分数约10%的含溴碳酸酯低聚物也可使PC达到UL94V-0级,且阻燃PC的物理性能较佳。另外,溴代三甲基苯基氢化茚也是很适于PC的溴系阻燃剂,但为了使PC达到UL94V-0级,添加的质量分数需15%以上。含溴磷酸酯[三(二溴苯基)磷酸酯]具有分子内磷-溴协同效应,质量分数为8%~10%时即可赋予PCUL94V-0级。

但随着对阻燃高分子材料环保方面的要求越来越高,BFR的应用受到越来越多的限制,因此无卤阻燃剂开始在阻燃PC中得到越来越广泛的应用。可用于PC的无卤阻燃剂有新型固态磷酸酯阻燃剂,反应型磷系阻燃剂,磺酸盐、磺酰胺盐、有机硅系阻燃剂及红磷等,与BFR相比,它们均有利于保护生态环境及人类健康以磷酸酯类阻燃剂阻燃PC,在性能、价格、环保三方面都具有一定的优势,尽管现在工业上生产的一些磷酸酯如TPP、RDP、BDP及它们的复配物用于阻燃PC/ABS共混物时效果较好,但用于阻燃单一PC时存在一些缺点,如降低PC的水解稳定性及HDT、恶化透明性、材料易应力开裂等,且RDP及BDP均为液态,不易于处理。

磷酸酯DHBDP为齐聚物,其阻燃PC的机理主要是在凝聚相中发挥阻燃功能,但也不排除气相阻燃作用。这种磷酸酯可充当PC的成炭促进剂,通过改变固相材料的分解模式,发生酸催化交联和成炭,并形成良好的抑制传热、传质的屏障。但实验证明,这种磷酸酯阻燃的PC与未阻燃PC的残炭率相差无几,其阻燃作用主要依靠提高成炭速率和改善炭层质量。另外,磷酸酯还可能具有抗氧化作用,抑制碳被氧化为二氧化碳,降低氧化释热量。

磺酸盐(磺酰胺盐)对PC的阻燃机理主要在凝聚相起作用,气相阻燃的贡献甚小(LOI与NOI的变化规律平行)。在高温下磺酸盐能促进PC的异构化,并放出CO2和H2O等不燃物。异构化能提高PC的交联和成炭速率,在PC表面形成炭层;不燃气体可稀释可燃物,这都有助于PC的阻燃。而这类含氟盐则可抑制PC熔滴的形成。

可用于阻燃PC的重要无卤阻燃剂包括有机磷系、有机硅系、磺酸盐、磺酰胺盐等,它们基本上是在凝聚相内通过加速PC的交联及成炭而发挥阻燃功能,气相阻燃的贡献极小。这些无卤阻燃剂具有与环境友好的优势。 阻燃PC的有机硅系阻燃剂主要是聚硅氧烷,但要获得良好的阻燃效果,应仔细选择聚硅氧烷的分子结构及其理化性能,使之能在PC中分散良好而稳定,技术难度较高。用磺酸盐(磺酰胺盐)及其复配体系阻燃PC时,只需质量分数1%以下的添加量即可满足很多阻燃应用要求,但极少量的阻燃剂在PC中的均匀分散是一个值得重视的问题。