CN103740085B - 一种抗静电矿物增强无卤阻燃pc/abs材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗静电矿物增强无卤阻燃pc/abs材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于工程塑料领域，提供了一种抗静电矿物增强无卤阻燃PC/ABS材料、其制备方法。该PC/ABS复合材料包括聚碳酸酯、ABS、抗静电矿物、阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂。本发明PC/ABS材料，通过使用抗静电矿物，使得PC/ABS材料具有良好的刚性及抗静电性能，在阻燃剂作用下实现具有抗静电性的矿物增强无卤阻燃PC/ABS材料。本发明PC/ABS材料制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产。本材料强度高，刚性好，且具有抗静电性，可用多种电器外壳，特别适用于在干燥环境下工作的产品。

Description

一种抗静电矿物增强无卤阻燃PC/ABS材料及其制备方法
技术领域
本发明属于工程塑料领域，尤其涉及一种矿物增强PC/ABS材料、其制备方法。
背景技术
日常生活中所用的材料有很多的合成塑胶材料，这些材料的绝缘性非常好，但容易产生静电。静电在某些情况下对我们的生活提供帮助，但也会引起很多问题，如引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰，击穿集成电路和精密的电子元件，或者促使元件老化，在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所静电甚至可能引起爆炸和火灾，在电子电器行业中由于静电吸附灰尘，也可能造成集成电路和半导体元件的污染，大大降低成品率。
矿物增强PC/ABS材料广泛用于电器外壳，如笔记本、平板电脑灯产品，长期使用过程中由于静电作用会在产品外壳内部粘附大量的灰尘影响产品的使用寿命甚至造成电子元器件的损坏严重的甚至会引起火灾，为应对静电引发的灰尘吸附特发明此款材料。
发明内容
本发明提供一种抗静电矿物增强无卤阻燃PC/ABS材料，及该PC/ABS材料制备方法。用于电器外壳可避免静电引发的灰尘吸附。
本发明是这样实现的，
一种抗静电矿物增强无卤阻燃PC/ABS材料，包括如下重量百分比的组分：
上述PC/ABS复合材料制备方法，包括如下步骤：
按配比提供所述聚碳酸酯、ABS、抗静电矿物、阻燃剂、增韧剂、相容剂和/或抗氧剂；
将所述聚碳酸酯、ABS、抗静电矿物、阻燃剂、增韧剂、相容剂和/或抗氧剂混合得到混合物(如阻燃剂含液态组分可以通过侧喂料在挤出过程中加入，抗静电矿物也可通过侧喂料在挤出过程加入)；
将所述混合物熔融挤出，得到PC/ABS复合材料。
本发明PC/ABS材料，关键在于抗静电矿物的制备。市售的抗静电剂产品一般分为三类，阳离子型、阴离子型及非离子型。阳离子型抗静电剂通常是些长链的烷基季铵、磷或鏻盐，通常会对PC有较大影响，用于PC/ABS材料中对材料物性影响非常大；阴离子型抗静电剂通常是些烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的碱金属盐，长链的烷基使得抗静电剂与树脂基体相容性差，容易造成起皮，分层等问题，非离子型抗静电剂用量大成本高。本发明选用阴离子型抗静电剂，预先将矿物和抗静电剂进行混合，使得矿物表面包覆了抗静电剂，改善了矿物自身的团聚，同时改善了矿物与树脂基体的相容性，同时降低了抗静电剂自身的团聚，使得抗静电剂在材料中有极佳的分散性，避免起皮等问题的出现。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种PC/ABS复合材料，包括如下重量百分比的组分：
其中，聚碳酸酯的熔融指数为7-30g/10min（300℃/1.2kg），ABS的熔融指数为16-45g/10min（220℃/10kg），阻燃剂为芳基磷酸酯类阻燃剂（如BDP、RDP、PX-220)与聚四氟乙烯的复配，增韧剂为MBS或高胶粉，相容剂为ABS接枝马来酸酐或SMA。
预先制备抗静电矿物，使用带加热的高速混合机将2000目的滑石粉或硅灰石加热至70-120℃，加入抗静电剂HS1混合30-90min，冷却，粉碎得抗静电矿物。
按配比提供所述聚碳酸酯、ABS、抗静电矿物、阻燃剂、增韧剂、相容剂、润滑剂和/或抗氧剂；
将所述聚碳酸酯、ABS、抗静电矿物、阻燃剂、增韧剂、相容剂和/或抗氧剂混合得到混合物，具体来说，阻燃剂含液态组分通过侧喂料在挤出过程中加入，抗静电矿物也可通过侧喂料在挤出过程加入；
将所述混合物熔融挤出，得到PC/ABS复合材料。
熔融挤出工艺条件为：
一区180-220℃，二区220-240℃，三区240-260℃，四区240-260℃，五区220-240℃，六区210-230℃，七区200-200℃，八区220-240℃，模头温度250-270℃，转速为300-450r/min。
本发明实施例进一步提供上述PC复合材料制备方法，包括如下步骤：
步骤S01，预制抗静电矿物
使用带加热的高速混合机将2000目的滑石粉或硅灰石加热至70-120℃，加入抗静电剂HS1混合30-90min，冷却，粉碎得抗静电矿物。
步骤S02，提供原料：
按配比提供所述聚碳酸酯、ABS、抗静电矿物、阻燃剂、增韧剂、相容剂、润滑剂和/或抗氧剂；
步骤S03，混合：
将将所述聚碳酸酯、ABS、抗静电矿物、阻燃剂、增韧剂、相容剂和/或抗氧剂混合得到混合物(如阻燃剂含液态组分可以通过侧喂料在挤出过程中加入，抗静电矿物也可通过侧喂料在挤出过程加入)；
步骤S04，熔融挤出：
将所述混合物熔融挤出，得到PC/ABS复合材料。
具体地，步骤S01中，所使用的滑石粉或硅灰石应与130℃预先干燥3-6小时以除去矿物吸附的水分，抗静电剂务必密封保存，如已经吸水需真空50℃干燥24小时。
步骤S02中按配比提供各项原料及助剂，PC树脂与120℃干燥4-6小时后使用。
步骤S03中，将将所述聚碳酸酯、ABS、抗静电矿物、阻燃剂、增韧剂、相容剂和/或抗氧剂混合得到混合物(如阻燃剂含液态组分可以通过侧喂料在挤出过程中加入，抗静电矿物也可通过侧喂料在挤出过程加入)，需混合15-30min；
步骤S04中，熔融挤出的设备为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，熔融挤出的工艺条件为：
一区180-220℃，二区220-240℃，三区240-260℃，四区240-260℃，五区220-240℃，六区210-230℃，七区200-200℃，八区220-240℃，模头温度250-270℃，转速为300-450r/min。
本发明PC/ABS复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产，通过使用抗静电剂对矿物进行预处理，同时了矿物和抗静电剂与树脂基体的结合作用，抗静电矿物与阻燃剂共同作用实现所制备的PC/ABS材料具有良好的强度、刚性、阻燃性和抗静电性。
以下结合具体实施例对上述PC/ABS复合材料制备方法进行详细阐述。
实施例1
预制抗静电矿物：2000目硅灰石96%，抗静电剂HS14%。将硅灰石于130℃烘干4小时，在高速混合机中混合20min,升温至100℃，加入抗静电剂HS1混合30min。
按重量百分比称取物料：PC树脂60%，ABS6%，抗静电矿物15%，阻燃剂（芳基磷酸酯12%聚四氟乙烯0.5%），增韧剂MBS4%，相容剂SMA2%抗氧剂0.2%，润滑剂0.3%。
将PC树脂在干燥箱中于120℃下烘干4小时，加入阻燃剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂，在高速混合机中400r/min混合15min，经双螺杆挤出机挤出造粒同时添加玻纤15%，双螺杆工艺参数为：一区180-220℃，二区220-240℃，三区240-260℃，四区240-260℃，五区220-240℃，六区210-230℃，七区200-200℃，八区220-240℃，模头温度250-270℃，转速为300-450r/min。
挤出造粒完成后将所得粒子于90℃烘干4小时，部分用于注射ASTM标准样条，对材料进行机械性能测试，部分注射2mm厚的平板用于测试透光率及雾度(注射机需带有模温机，模温90-130℃)。
实施例2
预制抗静电矿物：2000目硅灰石96%，抗静电剂HS14%。将硅灰石于130℃烘干4小时，在高速混合机中混合20min,升温至100℃，加入抗静电剂HS1混合30min。
按重量百分比称取物料：PC树脂58%，ABS4%，抗静电矿物20%，阻燃剂（芳基磷酸酯12%聚四氟乙烯0.5%），增韧剂MBS3%，相容剂SMA2%抗氧剂0.2%，润滑剂0.3%，其他步骤同实施例1。
实施例3
预制抗静电矿物：2000目硅灰石96%，抗静电剂HS15%。将硅灰石于130℃烘干4小时，在高速混合机中混合20min,升温至100℃，加入抗静电剂HS1混合30min。
按重量百分比称取物料：PC树脂65%，ABS6%，抗静电矿物10%，阻燃剂（芳基磷酸酯12%聚四氟乙烯0.5%），增韧剂MBS4%，相容剂SMA2%抗氧剂0.2%，润滑剂0.3%，其他步骤同实施例1。
实施例4
预制抗静电矿物：2000目滑石粉96%，抗静电剂HS14%。将硅灰石于130℃烘干4小时，在高速混合机中混合20min,升温至100℃，加入抗静电剂HS1混合30min。
按重量百分比称取物料：PC树脂60%，ABS6%，抗静电矿物15%，阻燃剂（芳基磷酸酯12%聚四氟乙烯0.5%），增韧剂MBS4%，相容剂SMA2%，抗氧剂0.2%，润滑剂0.3%，其他步骤同实施例1。
对比例1
称取物料：PC树脂60%，ABS6%，2000目滑石粉（130度预先干燥4小时）14.6%，抗静电剂HS10.6%，阻燃剂（芳基磷酸酯12%聚四氟乙烯0.5%），增韧剂MBS4%，相容剂SMA2%，抗氧剂0.2%，润滑剂0.3%，其他步骤同实施例1。
测试结果如下表所示：
通过以上实施例及对比例可以发现制备抗静电矿物增强无卤阻燃PC/ABS比普通未使用抗静电剂对矿物进行表面处理的材料具有更高的刚度和韧性，同时表面电阻具有有明显降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗静电矿物增强无卤阻燃PC/ABS材料，包括如下重量百分比的组分：
2.如权利要求1所述的PC/ABS材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的熔融指数为7-30g/10min（300℃/1.2kg）。
3.如权利要求1所述的PC/ABS材料，其特征在于，所述ABS的熔融指数为16-45g/10min（220℃/10kg）。
4.如权利要求1所述的PC/ABS材料，其特征在于，所述抗静电矿物包含如下重量百分比的组分:
2000目滑石粉或硅灰石95-99%
抗静电剂HS11-5%
5.如权利要求1所述的PC/ABS材料，其特征在于，所述抗静电矿物由如下方法制备：使用带加热的高速混合机将矿物加热至70-120℃，加入抗静电剂HS1混合30-90min。
6.如权利要求1所述的PC/ABS材料，其特征在于，所述阻燃剂为芳基磷酸酯类阻燃剂与聚四氟乙烯的复配。
7.如权利要求1所述的PC/ABS材料，其特征在于，所述增韧剂为MBS或高胶粉。
8.如权利要求1所述的PC/ABS材料，其特征在于，所述相容剂为ABS接枝马来酸酐或SMA。
9.如权利要求1所述的PC/ABS材料制备方法，包括如下步骤：
（1）按配比提供所述聚碳酸酯、ABS、抗静电矿物、阻燃剂、增韧剂、相容剂和/或抗氧剂；
（2）将所述聚碳酸酯、ABS、抗静电矿物、阻燃剂、增韧剂、相容剂和/或抗氧剂混合得到混合物。所述阻燃剂含液态组分通过侧喂料在挤出过程中加入，抗静电矿物也通过侧喂料在挤出过程加入；
（3）将所述混合物熔融挤出，得到PC/ABS复合材料。
10.如权利要求6所述的PC复合材料制备方法，其特征在于，所述熔融挤出工艺条件为：
一区180-220℃，二区220-240℃，三区240-260℃，四区240-260℃，五区220-240℃，六区210-230℃，七区200-200℃，八区220-240℃，模头温度250-270℃，转速为300-450r/min。
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