CN102492278A - 一种无卤阻燃高光泽pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料及其制备方法。无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，按重量百分比，由以下组分组成：PC 60-80％；ABS 5-15％；增韧剂4-10％；磷酸酯类阻燃剂8-15％；磺酸盐类阻燃剂0.1-0.5％；阻燃协效剂0.2-0.5％；相容剂1-5％；抗氧剂0.1-0.6％；润滑剂0.1-1.0％。本发明制备的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料热变形温度高，高光泽、免喷涂，外观优良，并且具备良好的机械性能以及阻燃性，可广泛运用于电子电器行业，用于手机及笔记本电脑外壳，尤其用于电脑显示器外框及底座和液晶电视机外壳等方面，其制备方法简单，易于操作。

Description

一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料及其制备方法
[技术领域]
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料及其制备方法。
[背景技术]
目前，人们对高光泽塑料产品的要求主要集中在外观感好、质轻等特点，但随着经济的发展以及人们对防火安全意识的提高，对塑料产品的阻燃性能和使用成本的要求越来越高。随着消费者个性化需求的日益提高，以及降低系统成本的迫切要求，电子电器行业的生产厂商面临着严峻的挑战：家电所等所用材料不仅要更加环保，而且材料在安全性和加工性能等方面应该符合更严苛的应用标准。传统的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料的热变形温度不到90℃，长期使用温度为60℃左右，使材料的使用环境很受限制。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种热变形温度高的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，按重量百分比，由以下组分组成：
PC                  60-80％；
ABS                 5-15％；
增韧剂              4-10％；
磷酸酯类阻燃剂      8-15％；
磺酸盐类阻燃剂      0.1-0.5％
阻燃协效剂        0.2-0.5％
相容剂            1-5％；
抗氧剂            0.1-0.6％；
润滑剂            0.1-1.0％。
所述PC是重均分子量为3-5万，密度1.18-1.20g/cm3的聚碳酸酯。
所述ABS是密度为1.04-1.05g/cm3的为丙烯晴--丁二烯--苯乙烯共聚物，。
所述增韧剂为苯乙烯、丙烯腈-丁二烯核壳共聚物，按重量比，胶含量55％-70％，腈含量26％-28％。
所述磷酸酯类阻燃剂按重量比，磷含量＞9.0％。
所述阻燃协效剂为所述的阻燃协效剂为SAN包覆聚四氟乙烯，其中，苯乙烯与丙烯腈的质量比例为4∶1，聚四氟乙烯与SAN的质量比例为1∶1。
所述相容剂为马来酸酐接枝ABS，接枝率＞0.8。
所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)的复配混合物。所述润滑剂为乙撑脂肪酸酰胺。
以上所述的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，按重量百分比，由以下组分组成：
PC                 77-79％；
ABS                5-6％；
增韧剂             5-7％；
磷酸酯类阻燃剂     8-9％；
磺酸盐类阻燃剂     0.1-0.3％
阻燃协效剂         0.2-0.5％
相容剂             1-5％；
抗氧剂          0.1-0.6％；
润滑剂          0.1-1.0％。
一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料制备方法的技术方案，包括以下步骤：步骤一、按上述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的PC、ABS、增韧剂、磷酸酯类阻燃剂、磺酸盐类阻燃剂、阻燃协效剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂、在混合器中混合10-20分钟；
步骤三、将步骤二混合后的物料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒；工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为180-200℃，二区温度为230-245℃，三区温度为230-245℃，四区温度为230-245℃，五区温度为230-245℃，六区温度为220-230℃，七区温度为220-230℃，八区温度为220-230℃，机头为230-250℃，其中七区开真空口进行抽真空；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为360-450r/min，混合料在螺杆中输送时间为50-90秒，熔体压力为5-10Mpa。。
本发明制备的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料热变形温度高，高光泽、免喷涂、外观优良，并且具备良好的机械性能以及阻燃性，可广泛运用于电子电器行业，用于手机及笔记本电脑外壳，尤其用于电脑显示器外框及底座和液晶电视机外壳等方面，其制备方法简单，易于操作。
[具体实施方式]
下面通过实施例对本发明进行进一步阐述：
在下述各个实施例中，PC(聚碳酸酯)是重均分子量为3-5万，密度1.18-1.20g/cm3，如日本帝人的1250Y；
ABS(丙烯晴--丁二烯--苯乙烯共聚物)，密度为1.04-1.05g/cm3，可采用中石化的8391；
增韧剂为苯乙烯、丙烯腈-丁二烯核壳共聚物，按重量比，胶含量55％-70％，腈含量26％-28％，如高胶粉HR181或EM500A；
磷酸酯类阻燃剂，按重量比，磷含量＞9.0％，如山东墨锐的BDP；
磺酸盐类阻燃剂，选用美国SLOSS公司的SLOSS HES；
阻燃协效剂采用改性低分子量聚四氟乙烯，采用上海安特洛普德TN3500，它为表面包覆型产品，特选的苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)包覆材料与通用塑料有更好的相容性。SAN中，苯乙烯S与丙烯腈AN的质量比例为4∶1。PTFE与SAN的质量比例为1∶1；
润滑剂采用乙撑脂肪酸酰胺如EBS；
抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)的复配混合物以下实施例采用上海高桥公司产1010与168复配，方法为按重量比1∶1混合；
相容剂为马来酸酐接枝ABS，接枝率＞0.8，如市售科聚公司产的2010-MAH，其为本黄色颗粒，采用低气味过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂，在双螺杆中经挤出反应接枝上马来酸酐，通过控制反应工艺条件及配方配比调节接枝率。
实施例1
该实施例的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，按重量百分比，由以下组分组成：
PC 67.7％；ABS 12％；增韧剂5％；磷酸酯类阻燃剂12％；磺酸盐类阻燃剂0.1％；阻燃协效剂0.3％；抗氧剂0.4％；润滑剂0.5％；相容剂2％。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的PC、ABS、增韧剂、磷酸酯类阻燃剂、磺酸盐类阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂在中速混合器中混合15分钟；
步骤三、将步骤二混合后的物料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒；生产工艺条件为：双螺杆挤出机各区温度分别为：一区温度190℃、二区温度240℃、三区温度240℃、四区温度240℃、五区温度240℃、六区温度230℃、七区温度230℃、八区温度220℃、机头温度245℃，其中七区开真空口进行抽真空，螺杆转速为360-450r/min，停留时间为50s，熔体压力为5-10Mpa。
实施例2
该实施例的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，按重量百分比，由以下组分组成：
PC 78.1％；ABS 5％；增韧剂6％；磷酸酯类阻燃剂8％；磺酸盐类阻燃剂0.2％；阻燃协效剂0.2％；抗氧剂0.4％；润滑剂0.3％；相容剂1.8％。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的PC、ABS、增韧剂、磷酸酯类阻燃剂、磺酸盐类阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂在中速混合器中混合15分钟；
步骤三、将步骤二混合后的物料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒；生产工艺条件为：双螺杆挤出机各区温度分别为：一区温度190℃、二区温度240℃、三区温度240℃、四区温度240℃、五区温度240℃、六区温度230℃、七区温度230℃、八区温度220℃、机头温度245℃，其中七区开真空口进行抽真空，螺杆转速为360-450r/min，停留时间为50s，熔体压力为5-10Mpa。
实施例3
该实施例的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，按重量百分比，由以下组分组成：
PC 61.6％；ABS 15％；增韧剂7％；磷酸酯类阻燃剂13％；磺酸盐类阻燃剂0.1％；阻燃协效剂0.3％；抗氧剂0.4％；润滑剂0.6％；相容剂2％。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的PC、ABS、增韧剂、磷酸酯类阻燃剂、磺酸盐类阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂在中速混合器中混合15分钟；
步骤三、将步骤二混合后的物料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒；生产工艺条件为：双螺杆挤出机各区温度分别为：一区温度190℃、二区温度240℃、三区温度240℃、四区温度240℃、五区温度240℃、六区温度230℃、七区温度230℃、八区温度220℃、机头温度245℃，其中七区开真空口进行抽真空，螺杆转速为360-450r/min，停留时间为50s，熔体压力为5-10Mpa。
实施例4
该实施例的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，按重量百分比，由以下组分组成：
PC 73.3％；ABS 9％；增韧剂4.6％；磷酸酯类阻燃剂10％；磺酸盐类阻燃剂0.4％；阻燃协效剂0.3％；抗氧剂0.4％；润滑剂0.5％；相容剂1.5％。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的PC、ABS、增韧剂、磷酸酯类阻燃剂、磺酸盐类阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂在中速混合器中混合15分钟；
步骤三、将步骤二混合后的物料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒；生产工艺条件为：双螺杆挤出机各区温度分别为：一区温度190℃、二区温度240℃、三区温度240℃、四区温度240℃、五区温度240℃、六区温度230℃、七区温度230℃、八区温度220℃、机头温度245℃，其中七区开真空口进行抽真空，螺杆转速为360-450r/min，停留时间为50s，熔体压力为5-10Mpa。
实施例5
该实施例的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，按重量百分比，由以下组分组成：
PC 70.9％；ABS 7％；增韧剂6.6％；磷酸酯类阻燃剂11％；磺酸盐类阻燃剂0.2％；阻燃协效剂0.5％；抗氧剂0.4％；润滑剂0.4％；相容剂3％。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的PC、ABS、增韧剂、磷酸酯类阻燃剂、磺酸盐类阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂在中速混合器中混合15分钟；
步骤三、将步骤二混合后的物料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒；生产工艺条件为：双螺杆挤出机各区温度分别为：一区温度190℃、二区温度240℃、三区温度240℃、四区温度240℃、五区温度240℃、六区温度230℃、七区温度230℃、八区温度220℃、机头温度245℃，其中七区开真空口进行抽真空，螺杆转速为360-450r/min，停留时间为50s，熔体压力为5-10Mpa。
性能测试：
将上述5个实施例完成造粒的粒子物料在95-105℃的鼓风烘箱中干燥4-6小时，再将干燥的粒子物料在80T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在60-80℃。
拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验，试样类型为I型，样条尺寸(mm)：176(长)×(12.6±0.2)(端部宽度)×(3.05±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量按ASTM D-790标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(128±2)×(12.67±0.2)×(3.11±0.2)，弯曲速度为20mm/min；
缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(63±2)×(12.45±0.2)×(3.1±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为1.9mm；
热变形温度按ASTM D-648标准进行检验，负载为1.80MPa.跨距为100mm；
阻燃性能条按照UL-94标准，试样厚度为1.6毫米。
融指测试条件按照ASTM-D1238260℃2.16kg
实施例1-5的组分和性能测试数据如下表所示：
Figure BDA0000116395560000081
通过上表可以看出，本申请制备的PC/ABS合金材料不仅保持了传统无卤阻燃高光泽PC/ABS合金的高光泽度及优异的力学性能，同时提高了其热变形温度，尤其以实施例2为最佳。少量的磺酸盐类阻燃剂的加入大大降低了BDP油的用量，同时保持了优异的阻燃性能。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，其特征在于，按重量百分比，由以下组分组成：
PC                     60-80％；
ABS                    5-15％；
增韧剂                 4-10％；
磷酸酯类阻燃剂         8-15％；
磺酸盐类阻燃剂         0.1-0.5％
阻燃协效剂             0.2-0.5％
相容剂                 1-5％；
抗氧剂                 0.1-0.6％；
润滑剂                 0.1-1.0％。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，其特征在于，所述PC是重均分子量为3-5万，密度1.18-1.20g/cm3的聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，其特征在于，所述ABS是密度为1.04-1.05g/cm3的为丙烯晴--二烯--苯乙烯共聚物。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，其特征在于，所述增韧剂为苯乙烯、丙烯腈-丁二烯核壳共聚物，按重量比，胶含量55％-70％，腈含量26％-28％。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的磷酸酯类阻燃剂，按重量比，磷含量＞9.0％。
6.根据权利要求1所述的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的阻燃协效剂为SAN包覆聚四氟乙烯，其中，苯乙烯与丙烯腈的质量比例为4∶1，聚四氟乙烯与SAN的质量比例为1∶1。
7.根据权利要求1所述的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝ABS，接枝率＞0.8。
8.根据权利要求1所述的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)的复配混合物；所述润滑剂为乙撑脂肪酸酰胺。
9.根据权利要求1所述的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料，其特征在于，按重量百分比，由以下组分组成：
PC                       77-79％；
ABS                      5-6％；
增韧剂                   5-7％；
磷酸酯类阻燃剂           8-9％；
磺酸盐类阻燃剂           0.1-0.3％
阻燃协效剂               0.2-0.5％
相容剂                   1-5％；
抗氧剂                   0.1-0.6％；
润滑剂                   0.1-1.0％。
10.一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按权利要求1所述的重量百分比称取各个组分；
步骤二、将称取的PC、ABS、增韧剂、磷酸酯类阻燃剂、磺酸盐类阻燃剂、阻燃协效剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂、在混合器中混合10-20分钟；
步骤三、将步骤二混合后的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，造粒；工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为180-200℃，二区温度为230-245℃，三区温度为230-245℃，四区温度为230-245℃，五区温度为230-245℃，六区温度为220-230℃，七区温度为220-230℃，八区温度为220-230℃，机头为230-250℃，其中七区开真空口进行抽真空；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为360-450r/min，混合料在螺杆中输送时间为50-90秒，熔体压力为5-10Mpa。
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