CN103724967A - 一种汽车内饰件用阻燃pc/abs共混材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其包括按照重量百分比的如下配方:PC60~80%,ABS10~30%,无卤阻燃剂5~15%,复配型助剂3~10%;本发明体系中无卤阻燃剂搭配由氢氧化镁、硼酸锌、分子筛活化粉组成的复配型助剂使用,取得良好的效果。无卤阻燃剂阻燃效果好,发烟量低;复配型助剂中不含可挥发的有机物,燃烧后吸热、吸烟效果显著。采用上述技术方案的汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其阻燃性能如氧指数、燃烧发烟量等指标有显著改善,且共混材料的主要VOC指标有明显降低,体现出较高的环保性能,能同时满足现有的汽车内饰件材料对燃烧、VOC等性能的要求。

Description

一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共混材料,具体为汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料及其制备方法。
背景技术
PC/ABS共混材料因其兼具PC和ABS的优良特性而在汽车饰件、工业电子、家用电器等领域有着广泛的应用,其中PC赋予共混材料良好的耐化学性、优良的抗冲击性及耐热性,而ABS的加入能降低PC熔体黏度,明显改善熔体的流动性,提高共混材料的加工性能。
随着现代汽车工业的发展,塑料在汽车中的应用比例越来越高,尤其是与驾乘者接触最多的内饰件。车内空气的质量问题已经越来越被社会所关注。而在近年来爆出的有关车内空气污染的环保事件中,其中并不缺乏一些世界知名的主机厂,针对这一现状,国家已经制定出台了相关的行业标准即《乘用车内空气质量评价指南》,来应对日益严重的车内环境污染问题。
然而,目前的汽车饰件用的阻燃材料大多只注重产品的阻燃性能。CN102604359A提供了一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS,其阻燃剂体系仍为传统的有卤体系,一旦燃烧,其释放的大量有毒烟雾将会对车内人员带来极大的安全隐患,尤其是客车、校车等车内人员密集的特殊用途车辆。从汽车环保性、安全性的角度出发,材料燃烧后的性能表现及材料自身的环保指标都是内饰件选材是必须兼顾的考虑因素。
发明内容
本发明提供了一种汽车内饰件用阻燃聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共混材料,引入无卤阻燃剂及复配型助剂,旨在解决现有汽车内饰件中有卤阻燃剂所导致的烟雾问题,同时改善阻燃材料自身的VOC散发特性,更全面地兼顾了汽车内饰件材料对安全、环保性能的要求。
一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其包括按照重量百分比的如下配方:
Figure BDA0000439579340000021
其中,
所述的聚碳酸酯PC为20000~30000的双酚A型树脂,由多个商业来源获得。
所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS为连续本体法和乳液橡胶接枝-本体SAN掺混法合成的树脂,可由多个商业来源获得。
所述的无卤阻燃剂是由碳源、酸源和气源复配而成的无卤膨胀型阻燃剂IFR,可由多个商业来源获得。所述的碳源选自季戊四醇和淀粉中的一种或两种混合物;所述的酸源选自磷酸和聚磷酸铵APP中的一种或两种;所述的气源选自尿素,双氰胺及其衍生物中的一种或几种。
所述复配型助剂由按共混材料重量百分比的下述组分构成:氢氧化镁0.5~4%,硼酸锌1~6%,分子筛活化粉1~5%。将氢氧化镁、硼酸锌、分子筛活化粉混合,搅拌均匀,即制得该复配型助剂。
上述汽车内饰件用无卤阻燃PC/ABS的制备方法,其步骤为:
(1)按上述重量百分比称取原料,混合均匀,得到混合原料;
(2)将干燥后的混合原料置于双螺杆挤出机的主喂料仓,经喂料螺杆加入到挤出机的主机筒内(螺杆直径35mm,长径比L/D=36),主机筒各分段的控制温度(从加料口到机头出口)为:215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、230℃,主机转速为300转/分钟,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。
发明人通过大量的试验得出,体系中无卤阻燃剂搭配由氢氧化镁、硼酸锌、分子筛活化粉组成的复配型助剂使用,取得良好的效果。无卤阻燃剂阻燃效果好,发烟量低;复配型助剂中不含可挥发的有机物,燃烧后吸热、吸烟效果显著。采用上述技术方案的汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其阻燃性能如氧指数、燃烧发烟量等指标有显著改善,且共混材料的主要VOC指标有明显降低,体现出较高的环保性能,能同时满足现有的汽车内饰件材料对燃烧、VOC等性能的要求。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明,但所述实施例仅用于说明本发明而不是对本发明的限制。
本发明实施例所用原料:
PC:分子量为24000~27000的双酚A树脂型树脂,韩国三星石化公司。
ABS:连续本体法合成树脂,中石化上海高桥分公司。
无卤阻燃剂:无卤膨胀型阻燃剂IFR,东莞道尔有限公司。
卤系阻燃剂:十溴二苯乙烷,南京恒桥化学有限公司。
氢氧化镁:工业级,市售。
硼酸锌:无水硼酸锌,工业级,市售。
分子筛活化粉:13X分子筛活化粉,市售。
产品性能测试方法:
垂直燃烧等级:按UL94V标准测试,1.6毫米厚度的试样。氧指数OI:按GB/T2406.2-2009标准测试,3.2毫米厚度的试样。
烟密度等级SDR:按GB/T8627-2007标准测试,25×25×3.2毫米的试样,丙烷气体,燃气压力276千帕。
总碳VOC测试:按VDA277:1995标准在HS-GC/FID中进行测试,测试值≤50μgC/g为合格。
实施例1
按照表1中实施例1数据称取氢氧化镁、硼酸锌、分子筛活化粉等三种助剂,搅拌混合均匀,即可制得复配型助剂。
表1复配型助剂配方表(单位:克)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
氢氧化镁 10 28 10 20
硼酸锌 15 10 20 14
分子筛活化粉 25 12 20 16
实施例2
按照表1中实施例2数据称取氢氧化镁、硼酸锌、分子筛活化粉等三种助剂,搅拌混合均匀,即可制得复配型助剂。
实施例3
按照表1中实施例3数据称取氢氧化镁、硼酸锌、分子筛活化粉等三种助剂,搅拌混合均匀,即可制得复配型助剂。
实施例4
按照表1中实施例4数据称取氢氧化镁、硼酸锌、分子筛活化粉等三种助剂,搅拌混合均匀,即可制得复配型助剂。
实施例5
按照表2中对应的实施例4数据称取各组分,将各组分投入到双螺杆挤出的主机筒中,螺杆直径35毫米,长径比L/D=36,主机转速400转/分钟,机筒各段控制温度(从加料口到机头出口)为215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、230℃,主机转速为300转/分钟,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。用注塑机制备标准测试样条进行燃烧、VOC等性能,测试结果见表3。
表2汽车内饰用阻燃PC/ABS配方表(单位:克)
实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
PC 60 60 62 65
ABS 24 20 20 15
无卤阻燃剂 8 15 8 10
实施例1的复配型助剂 8
实施例2的复配型助剂 5
实施例3的复配型助剂 10
实施例4的复配型助剂 10
实施例6
按照表2中对应的实施例5数据称取各组分,将各组分投入到双螺杆挤出的主机筒中,螺杆直径35毫米,长径比L/D=36,主机转速400转/分钟,机筒各段控制温度(从加料口到机头出口)为215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、230℃,主机转速为300转/分钟,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。用注塑机制备标准测试样条进行燃烧、VOC等性能,测试结果见表3。
实施例7
按照表2中对应的实施例6数据称取各组分,将各组分投入到双螺杆挤出的主机筒中,螺杆直径35毫米,长径比L/D=36,主机转速400转/分钟,机筒各段控制温度(从加料口到机头出口)为215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、230℃,主机转速为300转/分钟,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。用注塑机制备标准测试样条进行燃烧、VOC等性能,测试结果见表3。
实施例8
按照表2中对应的实施例7数据称取各组分,将各组分投入到双螺杆挤出的主机筒中,螺杆直径35毫米,长径比L/D=36,主机转速400转/分钟,机筒各段控制温度(从加料口到机头出口)为215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、230℃,主机转速为300转/分钟,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。用注塑机制备标准测试样条进行燃烧、VOC等性能,测试结果见表3。
对比例1
称取70克PC、20克ABS、10克无卤阻燃剂,混合均匀后将各组分投入到双螺杆挤出的主机筒中,螺杆直径35毫米,长径比L/D=36,主机转速400转/分钟,机筒各段控制温度(从加料口到机头出口)为215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、230℃,主机转速为300转/分钟,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。用注塑机制备标准测试样条进行燃烧、VOC等性能,测试结果见表3。
对比例2
称取70克PC、20克ABS、10克卤系阻燃剂,混合均匀后将各组分投入到双螺杆挤出的主机筒中,螺杆直径35毫米,长径比L/D=36,主机转速400转/分钟,机筒各段控制温度(从加料口到机头出口)为215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、230℃,主机转速为300转/分钟,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。用注塑机制备标准测试样条进行燃烧、VOC等性能,测试结果见表3。
表3汽车内饰件用阻燃PC/ABS的性能测试结果
Figure BDA0000439579340000061
由上表可知,当PC/ABS共混材料只用传统的卤系阻燃剂(对比例2)如十溴二苯乙烷时,不仅燃烧发烟量大,阻燃等级也相对较低,必须增加使用量才能改善,但这会进一步加剧燃烧发烟状况。无卤系阻燃剂(对比例1)的使用可以缓解上述状况,但其自身带来的有机挥发物对材料的环保性能带来了负面影响。
本发明通过复配型助剂与无卤阻燃剂的搭配使用,兼顾了阻燃等级、燃烧发烟以及材料自身的环保性能等三个方面,实现了上述性能的共同提高,而不是牺牲其中的某一方面来换取其余性能的提升,而且能通过调节所用复配型助剂的组分,有针对性突出其中的某一项性能,更好地契合共混材料的实际用途。
通过本发明得到模塑制品的各项指标均能满足汽车内饰件的相关国家标准,可广泛应用于乘用车,特别是应用于客车、校车等人员密集车辆的内饰件中,体现出了很高的安全、环保性能,对提升车内的空气质量有明显效果。

Claims (9)

1.一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其特征在于:其包括按照重量百分比的如下配方:
2.根据权利要求1所述的一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其特征在于:所述的聚碳酸酯PC为20000~30000的双酚A型树脂。
3.根据权利要求1所述的一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其特征在于:所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS为连续本体法和乳液橡胶接枝-本体SAN掺混法合成的树脂。
4.根据权利要求1所述的一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其特征在于:所述的无卤阻燃剂是由碳源、酸源和气源复配而成的无卤膨胀型阻燃剂IFR。
5.根据权利要求4所述的一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其特征在于:所述的碳源选自季戊四醇和淀粉中的一种或两种混合物。
6.根据权利要求4所述的一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其特征在于:所述的酸源选自磷酸和聚磷酸铵APP中的一种或两种。
7.根据权利要求4所述的一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其特征在于:所述的气源选自尿素,双氰胺及其衍生物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种汽车内饰件用阻燃PC/ABS共混材料,其特征在于:所述复配型助剂由按共混材料重量百分比的下述组分构成:氢氧化镁0.5~4%,硼酸锌1~6%,分子筛活化粉1~5%。将氢氧化镁、硼酸锌、分子筛活化粉混合,搅拌均匀,即制得该复配型助剂。
9.一种制备权利要求1所述汽车内饰件用无卤阻燃PC/ABS的方法,其特征在于:其步骤为:
(1)按上述重量百分比称取原料,混合均匀,得到混合原料;
(2)将干燥后的混合原料置于双螺杆挤出机的主喂料仓,经喂料螺杆加入到挤出机的主机筒内,螺杆直径35mm,长径比L/D=36,主机筒各分段的控制温度从加料口到机头出口依次为:215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、230℃,主机转速为300转/分钟,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。
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