CN101787191B - 一种pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PC/ABS合金及其制备方法。所述方法包括S1、将无卤阻燃剂、阻燃抗滴落剂和助剂一起加入高速配料搅拌机中，然后将熔化的无卤阻燃协效剂滴入搅拌机中，搅拌第一时间；S2、加入烘好的PC和ABS，接着一起搅拌第二时间，以备用；S3、将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融挤出造粒。制的PC/ABS合金，包括以下重量份数的原料PC 60～68；ABS 12～18；无卤阻燃剂7～12；无卤阻燃协效剂1～3；阻燃抗滴落剂0.1～1；助剂6～20。本发明的PC/ABS合金阻燃效果好，且无卤环保，综合性能优异；还具有良好的亚光效果，可以用于需要亚光效果的汽车内饰件等器件上。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)，是一种性能优良的非结晶热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变和尺寸稳定性好，耐热性好、吸水率低、无毒性且介电性能优良，是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域，随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。然而，未经改性的聚碳酸酯仍有不足之处，其具体表现在加工流动性不足、耐化学性能较差等方面。
ABS树脂是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)三种单体的共聚物，ABS树脂保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性，又增加了弹性、强度(丁二烯的特性)、耐热和耐腐蚀性(丙烯腈的优良性能)，且表面硬度高、耐化学性好，同时通过改变上述三种组分的比例，可改变ABS的各种性能，故ABS工程塑料具有广泛用途，主要用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业。
PC/ABS合金兼有PC和ABS的优点，一方面可以提高ABS的耐热性能和拉伸强度，另一方面可以降低PC的熔体粘度，改善加工性能以使其可用于成型大面积及复杂的制品，还可以降低制品的内应力，提高耐低温冲击性能。
PC/ABS合金已在汽车工业中得到广泛的应用，是汽车最适宜的内装材料，特别是用作仪表板支架、盖板、通风口、托架、散热隔热珊、转向柱护套的原材料。由于汽车内饰件材料大多由易燃性的纺织品、聚氨酯发泡物、人造革、热熔性粘合剂及一些塑料组成。在发生交通事故中往往会加重火灾的程度，所以汽车内饰件材料的阻燃化具有较大的现实意义。
现有技术的PC/ABS合金的阻燃效果并不好。为了增强其阻燃效果，往往在PC/ABS合金中添加卤系阻燃剂。然而，在实际应用中，卤系阻燃剂在高温下容易放出有毒气体，而且发烟量大。随着对阻燃要求的提高和环保意识的增强，卤系阻燃剂这一缺陷严重限制了其进一步的发展。
因此，需要一种阻燃效果好，又不含卤系阻燃剂PC/ABS合金。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的含卤系阻燃剂的PC/ABS合金在高温下容易放出有毒气体，而且发烟量大的缺陷，提供一种阻燃效果好，又不含卤系阻燃剂PC/ABS合金。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种PC/ABS合金，包括以下重量份数的原料
PC 60～68；
ABS 12～18；
无卤阻燃剂 7～12；
无卤阻燃协效剂 1～3；
阻燃抗滴落剂 0.1～1；
助剂 6～20。
在本发明所述的PC/ABS合金中，所述的聚碳酸酯的折射率为1.58～1.61，透射率为88％～90％；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其橡胶含量为15～60％。
在本发明所述的PC/ABS合金中，所述的无卤阻燃剂为含磷量为6～20％的浓缩型磷酸酯。
在本发明所述的PC/ABS合金中，所述的无卤阻燃协效剂为含磷量为6～15％的齐聚磷酸酯。在本发明的一个优选实施例中，所述的无卤阻燃协效剂为双酚A双二苯基磷酸酯。
在本发明所述的PC/ABS合金中，所述的阻燃抗滴落剂为聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。
在本发明所述的PC/ABS合金中，所述助剂包括以下重量份数的原料：
增韧剂 3～10；
相容剂 1～5；
低光泽处理剂 1～3；
抗氧剂 1～2。
在本发明所述的PC/ABS合金中，所述的增韧剂为橡胶含量为60～80％的核壳型ABS抗冲改性剂；所述的相容剂为接枝率为20～50％的ABS接枝马兰酸酐；所述的低光泽处理剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物；所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。
本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种PC/ABS合金的方法，包括以下步骤：
S1、将无卤阻燃剂、阻燃抗滴落剂和助剂一起加入高速配料搅拌机中，然后将熔化的无卤阻燃协效剂滴入搅拌机中，搅拌第一时间；
S2、加入烘好的PC和ABS，接着一起搅拌第二时间，以备用；
S3、将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融挤出造粒。
在本发明所述的制备PC/ABS合金的方法中，在步骤S3中的工艺条件为：双螺杆一段温度220～230℃、二段温度230～240℃、三段温度240～250℃，模具温度60～100℃，停留时间1～2分钟、压力为10～15MPa。
在本发明所述的制备PC/ABS合金的方法中，所述的聚碳酸酯的折射率为1.58～1.61，透射率为88％～90％；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其橡胶含量为15～60％。
在本发明所述的制备PC/ABS合金的方法中，所述的无卤阻燃剂为含磷量为6～20％的浓缩型磷酸酯。
在本发明所述的制备PC/ABS合金的方法中，所述的无卤阻燃协效剂为含磷量为6～15％的齐聚磷酸酯。在本发明的一个优选实施例中，所述的无卤阻燃协效剂为双酚A双二苯基磷酸酯。
在本发明所述的制备PC/ABS合金的方法中，所述的阻燃抗滴落剂为聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。
在本发明所述的制备PC/ABS合金的方法中，所述助剂包括以下重量份数的原料：
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低光泽处理剂 1～3；
抗氧剂 1～2。
在本发明所述的制备PC/ABS合金的方法中，所述的增韧剂为橡胶含量为60～80％的核壳型ABS抗冲改性剂；所述的相容剂为接枝率为20～50％的ABS接枝马兰酸酐；所述的低光泽处理剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物；所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。
本发明的PC/ABS合金充模流动性好，加工性能优良，阻燃性好，冲击韧性佳，此外由于加入了低光泽处理剂，因而有优异的亚光效果，在未来的汽车内饰件等需要低光泽和高阻燃性的部件中有很好的应用前景。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是根据本发明的PC/ABS合金的制备方法的方法流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明的PC/ABS合金的制备方法的方法流程图。在执行图1所示的步骤之前，首先按照重量份数称取所需原料，每一百份重量份数的原料中包含PC 60～68份，ABS 12～18份；无卤阻燃剂7～12份；无卤阻燃协效剂1～3份；阻燃抗滴落剂0.1～1份；助剂6～20份。
如图1所示，在步骤S1中，将无卤阻燃剂、阻燃抗滴落剂和助剂一起加入高速配料搅拌机中，然后将熔化的无卤阻燃协效剂滴入搅拌机中，搅拌5分钟。
在本发明的一个优选实施例中，所述的无卤阻燃剂为含磷量为6～20％的浓缩型磷酸酯。所述的无卤阻燃协效剂为含磷量为6～15％的齐聚磷酸酯。所述的无卤阻燃协效剂为双酚A双二苯基磷酸酯，所述的阻燃抗滴落剂为聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。在本发明的其他实施例中，也可采用其他的无卤阻燃剂例如，膦菲类化合物-DOPO及其衍生物、金属氢氧化物、硅系阻燃剂及氮系阻燃剂等，由于这些无卤阻燃剂燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体，被称为无公害阻燃剂，因此都可用于本发明。
在本发明的另一优选实施例中，所述助剂包括增韧剂、相容剂和/或抗氧剂。所述的增韧剂为橡胶含量为60～80％的核壳型ABS抗冲改性剂。在本发明的其他实施例中，也可采用其他增韧剂，如苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚酰胺树脂等等，都可用于本发明。
所述的相容剂为接枝率为20～50％的ABS接枝马兰酸酐。所述的低光泽处理剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。这两种抗氧剂可单独使用，也可共同使用。当同时使用两种抗氧剂时，其使用配比为1∶1。在本发明的一个优选实施例中，所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。在本发明中，提及含磷量、橡胶含量时，均是指质量百分比。在本发明的其他实施例中，也可采用其他增韧剂、相容剂和/或抗氧剂。根据本发明的教导，本领域技术人员可以根据需要，选择适用的增韧剂、相容剂和/或抗氧剂。
在步骤S2、加入烘好的PC和ABS，接着一起搅拌5到8分钟，以备用。在本发明的优选实施例中，优选折射率为1.58～1.61，透射率为88％～90％的聚碳酸酯、橡胶含量为15～60％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
在步骤S3中，将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融挤出造粒，其工艺条件为：双螺杆一段温度220～230℃、二段温度230～240℃、三段温度240～250℃，模具温度60～100℃，停留时间1～2分钟、压力为10～15MPa。
下面通过实施例对本发明进行进一步阐述：
实施例1：
将无卤阻燃剂10％、阻燃抗滴落剂1％、增韧剂5％、相容剂1％、低光泽处理剂1％、抗氧剂1％一起加入高速配料搅拌机中，随后将熔化的无卤阻燃协效剂3％滴入搅拌机中，搅拌5分钟，以上各个组分均为质量百分比。随后加入烘好的60％PC和18％ABS，接着一起搅拌5分钟，以备用。将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融挤出造粒，其工艺条件为：双螺杆一段温度220～230℃、二段温度230～240℃、三段温度240～250℃，模具温度60～100℃，停留时间1～2分钟、压力为10～15MPa。
在本实施例中，所述的增韧剂为橡胶含量为60～80％的核壳型ABS抗冲改性剂。所述的相容剂为接枝率为20～50％的ABS接枝马兰酸酐。所述的低光泽处理剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物；所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。所述的无卤阻燃剂为含磷量为6～20％的浓缩型磷酸酯。所述的无卤阻燃协效剂为含磷量为6～15％的齐聚磷酸酯。所述的无卤阻燃协效剂为双酚A双二苯基磷酸酯，所述的阻燃抗滴落剂为聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。
所述PC选用折射率为1.58～1.61，透射率为88％～90％的聚碳酸酯、ABS选用橡胶含量为15～60％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
实施例二：将无卤阻燃剂12％、阻燃抗滴落剂0.1％、增韧剂7.9％、相容剂1％、低光泽处理剂2％、抗氧剂2％一起加入高速配料搅拌机中，随后将熔化的无卤阻燃协效剂1％滴入搅拌机中，搅拌5分钟，以上各个组分均为质量百分比。随后加入烘好的62％PC和12％ABS，接着一起搅拌7分钟，以备用。将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融挤出造粒，其工艺条件为：双螺杆一段温度220～230℃、二段温度230～240℃、三段温度240～250℃，模具温度60～100℃，停留时间1～2分钟、压力为10～15MPa。
在本实施例中，所述的增韧剂为橡胶含量为60～80％的核壳型ABS抗冲改性剂。所述的相容剂为接枝率为20～50％的ABS接枝马兰酸酐。所述的低光泽处理剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物；所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。所述的无卤阻燃剂为含磷量为6～20％的浓缩型磷酸酯。所述的无卤阻燃协效剂为含磷量为6～15％的齐聚磷酸酯。所述的无卤阻燃协效剂为双酚A双二苯基磷酸酯，所述的阻燃抗滴落剂为聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。
所述PC选用折射率为1.58～1.61，透射率为88％～90％的聚碳酸酯、ABS选用橡胶含量为15～60％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
实施例三：将无卤阻燃剂7％、阻燃抗滴落剂0.5％、增韧剂3％、相容剂3％、低光泽处理剂3％、抗氧剂1％一起加入高速配料搅拌机中，随后将熔化的无卤阻燃协效剂3％滴入搅拌机中，搅拌5分钟，以上各个组分均为质量百分比。随后加入烘好的67％PC和12％ABS，接着一起搅拌8分钟，以备用。将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融挤出造粒，其工艺条件为：双螺杆一段温度220～230℃、二段温度230～240℃、三段温度240～250℃，模具温度60～100℃，停留时间1～2分钟、压力为10～15MPa。
在本实施例中，所述的增韧剂为橡胶含量为60～80％的核壳型ABS抗冲改性剂。所述的相容剂为接枝率为20～50％的ABS接枝马兰酸酐。所述的低光泽处理剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物；所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。所述的无卤阻燃剂为含磷量为6～20％的浓缩型磷酸酯。所述的无卤阻燃协效剂为含磷量为6～15％的齐聚磷酸酯。所述的无卤阻燃协效剂为双酚A双二苯基磷酸酯，所述的阻燃抗滴落剂为聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。
所述PC选用折射率为1.58～1.61，透射率为88％～90％的聚碳酸酯、ABS选用橡胶含量为15～60％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
下表是本发明的PC/ABS合金的三个实施例的性能对照表：
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 常温冲击强度(J/m) | 530 | 560 | 490 |
| 拉伸强度(MPa) | 50 | 53 | 56 |
| 伸长率(％) | 45 | 37 | 35 |
| 弯曲强度(MPa) | 86 | 84 | 87 |
| 弯曲模量(MPa) | 2370 | 2367 | 2378 |
| 热变形温度(℃) | 108 | 110 | 115 |
| 熔流指数(g/10min)260℃/2.16kg | 21 | 19 | 17 |
| 阻燃性UL 94 | V0 | V0 | V0 |
| 光泽度 | 30 | 28 | 23 |
通过对比可以看到本发明的PC/ABS合金的具有以下优点：
1、本发明PC/ABS合金阻燃效果好，且无卤环保，综合性能优异；
2、本发明的PC/ABS合金，具有良好的亚光效果，可以用于需要亚光效果的汽车内饰件等器件上。
Claims (8)
1.一种PC/ABS合金，其特征在于，包括以下重量份数的原料
PC 60～68；
ABS 12～18；
无卤阻燃剂 7～12；
无卤阻燃协效剂 1～3；
阻燃抗滴落剂 0.1～1；
助剂 6～20；
其中所述的无卤阻燃剂为含磷量为6～20％的浓缩型磷酸酯，
所述的无卤阻燃协效剂为含磷量为6～15％的齐聚磷酸酯。
2.根据权利要求1所述的PC/ABS合金，其特征在于，所述的聚碳酸酯的折射率为1.58～1.61，透射率为88％～90％；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其橡胶含量为15～60％。
3.根据权利要求1所述的PC/ABS合金，其特征在于，所述的无卤阻燃协效剂为双酚A双二苯基磷酸酯。
4.根据权利要求1所述的PC/ABS合金，其特征在于，所述的阻燃抗滴落剂为聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。
5.根据权利要求1所述的PC/ABS合金，其特征在于，所述助剂包括以下重量份数的原料：
增韧剂 3～10；
相容剂 1～5；
低光泽处理剂 1～3；
抗氧剂 1～2。
6.根据权利要求5所述的PC/ABS合金，其特征在于，所述的增韧剂为橡胶含量为60～80％的核壳型ABS抗冲改性剂；所述的相容剂为接枝率为20～50％的ABS接枝马兰酸酐；所述的低光泽处理剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物；所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。
7.制备权利要求1-6中任一权利要求所述的PC/ABS合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将无卤阻燃剂、阻燃抗滴落剂和助剂一起加入高速配料搅拌机中，然后将熔化的无卤阻燃协效剂滴入搅拌机中，搅拌5分钟；
S2、加入烘好的PC和ABS，接着一起搅拌5到8分钟，以备用；
S3、将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融挤出造粒。
8.根据权利要求7所述的制备PC/ABS合金的方法，其特征在于，
在步骤S3中的工艺条件为：双螺杆一段温度220～230℃、二段温度230～240℃、三段温度240～250℃，模具温度60～100℃，停留时间1～2分钟、压力为10～15MPa。
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