CN103709756B - Pc/abs合金用阻燃剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PC/ABS合金用阻燃剂，其是以正硅酸乙酯和六甲基二硅氧烷为原料，有机溶剂作为反应溶剂，在浓盐酸催化下加入去离子水进行反应，反应结束后，经过静置分液至物料析出，将析出的物料用甲苯、二甲苯或正丁醇溶解，并水洗至中性，减压蒸馏，最后加入甲基硅油混匀即得。本发明的优点是原料易得，反应条件温和，工艺简单易行。采用本发明制得的PC/ABS合金用阻燃剂，其分子量为9万-18万道尔顿，呈液态使用方便，按照塑料加工行业中常用的比例混入PC/ABS合金中，使塑料具有更好的加工流动性、脱膜性，加工产品的阻燃等级可达到V-1以上。

Description

PC/ABS合金用阻燃剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工领域，具体地说，涉及一种PC/ABS合金用阻燃剂及其制备方法。

背景技术

PC/ABS合金是由聚碳酸酯(Polycarbonate)和聚丙烯精(ABS)合金而成的热可塑性塑胶。随着PC/ABS合金材料的研究不断进展，PC/ABS合金的应用范围不断扩大，在50多年的发展历程中，应用领域不断拓展。合金广泛应用于汽车工业、家用电器和办公室机械产品。为了满足一些应用领域中的防火安全要求，合金必须兼具有良好的阻燃性。常规阻燃剂主要有磷系、氮系、卤系及无机阻燃剂，添加此类阻燃剂可以达到阻燃效果。但是，磷系、氮系、卤系阻燃剂自身有一定毒性，在高热或燃烧过程中又将会产生含磷、氮、卤的有毒裂解物，造成对环境污染，影响人体健康，一旦发生火灾，极容易造成人员中毒或窒息死亡。无机阻燃剂如氢氧化镁，具有安全性高、抑烟、无毒、价廉等优点，其缺点是用量大（一般为50-60%），对材料的力学性能（室温缺口冲击强度、低温室温缺口冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率）及电性能影响较大，并且燃烧时产生熔滴。硅系阻燃剂在阻燃剂家族中发展较晚，然而因其优异的阻燃性(低燃速、低释热、防滴落)、良好的加工性(高流动性)以及满意的力学性能，特别是对环境友好(低烟、低碳生成量)而备受人们重视，有着广阔的发展前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种PC/ABS合金用阻燃剂及其制备方法。

为了实现本发明目的，本发明提供的PC/ABS合金用阻燃剂的制备方法，以正硅酸乙酯和六甲基二硅氧烷为原料，有机溶剂作为反应溶剂，在浓盐酸催化下加入去离子水进行反应，反应结束后，经过静置分液至物料析出，将析出的物料用甲苯、二甲苯或正丁醇溶解，并水洗至中性，减压蒸馏，最后加入甲基硅油混匀即得。

具体地，本发明的方法包括以下步骤：

1）将4mol正硅酸乙酯、1.9-2.6mol六甲基二硅氧烷和4mol有机溶剂，依次加入到三口烧瓶中，搅拌均匀，常温下加入浓度37%的盐酸30～50mL；

2）升温至60-80℃开始加入去离子水200-400mL，分2小时加完；去离子水加完后，升温至冷凝器中形成乙醇回流，维持回流反应2-5小时；

3）将步骤2）得到的产物静置分液，将下层物料转移至另一三口烧瓶中，加入800-2000mL甲苯充分溶解；

4）将步骤3）所得溶液水洗至中性，于120-160℃，减压条件下蒸馏脱除溶剂和低沸物；

5）将步骤4）所得产物与甲基硅油搅拌均匀，即得。

前述方法中，步骤1）中所述的有机溶剂为乙醇。

前述方法中，步骤1）中采用恒压漏斗匀速滴加浓盐酸，滴加时间为5-10分钟。

前述方法中，步骤2）中采用恒压漏斗匀速加入去离子水，前1小时加入总水量的1/3，后1小时加入余量的水。

前述方法中，步骤3）中采用梨形分液漏斗对步骤2）得到的产物进行静置分液，自然冷却至下层有物料析出。

前述方法中，步骤5）中所述的甲基硅油的分子量在150000-200000道尔顿，加入量为步骤4）中所得产物重量的30-70%。

将根据前述方法制备阻燃剂用于制备PC/ABS合金，所述阻燃剂在PC/ABS合金中的加入量为合金重量的5%。

本发明的优点是原料易得，反应条件温和，工艺简单易行。采用本发明制得的PC/ABS合金用阻燃剂，其分子量为9万-18万道尔顿，呈液态使用方便，按照塑料加工行业中常用的比例混入PC/ABS合金中，使塑料具有更好的加工流动性、脱膜性，加工产品的阻燃等级可达到V-1以上。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

实施例1PC/ABS合金用阻燃剂及其制备

将900g正硅酸乙酯、315g六甲基二硅氧烷和200g乙醇，依次加入到3000mL的三口烧瓶中，搅拌均匀，常温下匀速滴入30mL浓度37%的浓盐酸，然后升温至70℃开始滴加220mL水，前1小时匀速滴加80mL，后1小时匀速滴加140mL。滴加完水后，升温至冷凝器有乙醇回流形成，维持回流反应2h。回流反应完后，将物料倒入梨形分液漏斗，自然冷却静置待下层物料析出。将下层物料分出装入干净的三口烧瓶中，加入1000mL甲苯充分溶解。经水洗至中性，在140℃减压条件下脱除溶剂和低沸物。得到的物料约为480g，然后向产物中加入产物重量70%的甲基硅油搅拌均匀，得到终产物，分子量为16.7万，在PC／ABS合金中的加入量为5%（重量百分数），其注塑加工制品阻燃等级为V-0。

实施例2PC/ABS合金用阻燃剂及其制备

将900g正硅酸乙酯、386g六甲基二硅氧烷和200g乙醇，依次加入到3000mL的三口烧瓶中，搅拌均匀，常温下匀速滴入30mL浓度37%的浓盐酸，然后升温至60℃开始滴加330mL水，前1小时匀速滴加110mL，后1小时匀速滴加220mL。滴加完水后，升温至冷凝器有乙醇回流形成，维持回流反应2h。回流反应完后，将物料倒入梨形分液漏斗，自然冷却静置待下层物料析出。将下层物料分出装入干净的三口烧瓶中，加入1000mL甲苯充分溶解。经水洗至中性，在120℃、减压条件下脱除溶剂和低沸物。得到的物料约为510g，然后向产物中加入产物重量60%的甲基硅油搅拌均匀，得到终产物，分子量为12.5万，在PC／ABS合金中的加入量为5%（重量百分数），其注塑加工制品阻燃等级为V-0。

实施例3PC/ABS合金用阻燃剂及其制备

将900g正硅酸乙酯、410g六甲基二硅氧烷和200g乙醇，依次加入到3000mL的三口烧瓶中，搅拌均匀，常温下匀速滴入30mL浓度37%的浓盐酸，然后升温至80℃开始滴加360mL水，前1小时匀速滴加120mL，后1小时匀速滴加240mL。滴加完水后，升温至冷凝器有乙醇回流形成，维持回流反应2h。回流反应完后，将物料倒入梨形分液漏斗，自然冷却静置待下层物料析出。将下层物料分出装入干净的三口烧瓶中，加入1000mL甲苯充分溶解。经水洗至中性，在160℃、减压条件下脱除溶剂和低沸物。得到的物料约为550g，然后向产物中加入产物重量55%的甲基硅油搅拌均匀，得到终产物，分子量为9.6万，在PC／ABS合金中的加入量为5%（重量百分数），其注塑加工制品阻燃等级为V-1。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.PC/ABS合金用阻燃剂的制备方法，其特征在于，以正硅酸乙酯和六甲基二硅氧烷为原料，有机溶剂作为反应溶剂，在浓盐酸催化下加入去离子水进行反应，反应结束后，经过静置分液至物料析出，将析出的物料用甲苯、二甲苯或正丁醇溶解，并水洗至中性，减压蒸馏，最后加入甲基硅油混匀即得；

包括以下步骤：

1)将4mol正硅酸乙酯、1.9-2.6mol六甲基二硅氧烷和4mol有机溶剂，依次加入到三口烧瓶中，搅拌均匀，常温下加入浓度37％的盐酸30-50mL；

2)升温至60-80℃开始加入去离子水200-400mL，分2小时加完；去离子水加完后，升温至冷凝器中形成乙醇回流，维持回流反应2-5小时；

3)将步骤2)得到的产物静置分液，将下层物料转移至另一三口烧瓶中，加入800-2000mL甲苯充分溶解；

4)将步骤3)所得溶液水洗至中性，于120-160℃，减压条件下蒸馏脱除溶剂和低沸物；

5)将步骤4)所得产物与甲基硅油搅拌均匀，即得。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的有机溶剂为乙醇。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中采用恒压漏斗匀速滴加盐酸，滴加时间为5-10分钟。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中采用恒压漏斗匀速加入去离子水，前1小时加入总水量的1/3，后1小时加入余量的水。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中采用梨形分液漏斗对步骤2)得到的产物进行静置分液，自然冷却至下层有物料析出。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中所述的甲基硅油的分子量在150000-200000道尔顿，加入量为步骤4)中所得产物重量的30-70％。

7.根据权利要求1-6任一项所述方法制备的PC/ABS合金用阻燃剂。

8.权利要求7所述阻燃剂在制备PC/ABS合金中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述阻燃剂在PC/ABS合金中的加入量为合金重量的5％。