CN103788615A - 一种高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物及制备方法和应用，包括组分：PC树脂100份、ABS树脂5-30份、磷酸酯类阻燃剂5-20份、玻纤0-20份、高光助剂0.5-2份、黑种0.5-2份、抗滴落剂0.3~1份、助剂0.1~2份；其制备方法是将PC树脂、ABS树脂、高光助剂、抗滴落剂、黑种及助剂在高速混合机中混合1-2分钟得到预混料，预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，磷酸酯阻燃剂和玻纤侧喂，二级真空造粒制得成品。本发明在阻燃聚碳酸酯组合物中引入高光助剂，在提高材料光泽度的同时能保证力学性能、流动性能及阻燃性能无明显变化，制备得到的阻燃聚碳酸酯组合物光泽度高、流动性好、挥发物少，而且具有优良的力学性能，适用于电子电器如电视机和电脑边框、汽车等高光要求产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻燃聚碳酸酯组合物，具体涉及一种高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用。
背景技术
阻燃PC/ABS合金是一种综合性能良好的材料，不仅兼有PC和ABS的优点，如耐热性好、流动性高、耐化学和应力开裂能力好等，还有较高的阻燃等级。因此，阻燃PC/ABS合金广泛用于电视机等家用电器、汽车工业及通讯设备等。对于无卤阻燃的PC/ABS合金，市场主流是磷酸酯阻燃剂，如欧洲专利EP-A-0174493采用小分子的磷酸三苯酯(TPP)作为PC/ABS合金的阻燃剂并取得良好的阻燃效果。尽管TPP具有良好的阻燃效果，但因其分子量较小使其加工时候易挥发，最终导致成型高光制件时容易析出而影响外观。
制备高光泽且低挥发阻燃PC/ABS合金一直是行业的难点，专利WO2007052074-A2公开了一种钯掺杂分子筛来吸附瓦斯气体，这种分子筛能长期有效地吸附挥发性气体，特别是在潮湿环境中，是一种有效的瓦斯气体去除剂，然而分子筛吸附的物质仍存在体系中，在长期的热老化、光老化作用下，有重新释放的风险。CN 101759978 A在阻燃PC/ABS合金中加入20%左右的PMMA来提高材料的光泽度并取得一定的效果，但是由于PMMA与PC/ABS体系相容性有限使得材料的力学性能不够高。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，该组合物通过添加高光助剂，在不影响组合物力学和加工性能的前提下，能有效提高材料的光泽度。
本发明的另一目的在于提供一种上述高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，按重量份数计，包括以下组分：
PC树脂 100份；
ABS树脂 5~30份；
磷酸酯类阻燃剂 5-20份；
玻璃纤维 0~20份；
高光助剂 0.5~2份；
抗滴落剂 0.3~1份；
黑种 0.5~2份；
助剂 0.1~2 份。
所述PC树脂为双酚A型芳香聚碳酸酯，重均分子量为20000-40000 g/mol，熔融指数在300℃、1.2kg 条件下为1-30g/10min。
所述ABS树脂的密度为1.0-1.1 g/cm3，熔融指数在220℃、10kg 条件下为1-20 g/10min。
所述磷酸酯类阻燃剂为间苯二酚双(二苯基磷酸酯) RDP、聚双酚A双(二苯基磷酸酯) BDP或磷酸三苯酯TPP一种或几种混合物。
所述高光助剂常温为液体，常压下沸点或挥发温度为90~160℃，且无色无味。
优选的，所述高光助剂为水、六甲基二硅氧烷或三乙基硅醇中的一种或几种的混合。
所述抗滴落剂为纯聚四氟乙烯粉、AS包覆改性的聚四氟乙烯粉、PMMA包覆改性的聚四氟乙烯粉中的一种或几种。
所述黑种是以聚烯烃为载体，炭黑或有机黑为填充物的黑色母，填充物的比例为30~70wt%。其中聚烯烃载体优选PE，为了提高材料的热稳定性本发明优选炭黑为填充物，优选炭黑的含量为50wt%；
所述玻璃纤维为无碱玻纤，其直径为5~24 um，长度为3~9mm。
所述助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、脱模剂中的一种或几种的混合物。
所述的抗氧剂可以提高材料在加工和使用过程中的耐热老化性能，通常可选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类的复合物中的一种或几种复配。
所述的光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类、苯并三唑类、苯并噁嗪酮类复合物中的一种或几种复配。
所述的润滑剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂（Cast、Znst）、硬脂酸复合酯或酰胺类（芥酸酰胺）中的一种或几种复配。
本发明所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
将PC树脂、ABS树脂、高光助剂、抗滴落剂、黑种及助剂在高速混合机中混合1-2分钟得到预混料，预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，磷酸酯类阻燃剂和玻璃纤维侧喂，采用二级真空造粒制得成品。
本发明所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物在电子电器、汽车中的应用。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
（1）本发明在阻燃聚碳酸酯组合物中引入高光助剂，在提高材料的光泽度的同时能保证材料的力学性能、流动性能及阻燃性能无明显变化，制备得到的阻燃聚碳酸酯组合物不仅光泽度高、流动性好、挥发物少，而且具有优良的力学性能，适用于电子电器如电视机和电脑边框、汽车等高光要求产品；
（2）本发明的制备方法使用二级真空装置，可进一步对组合物进行脱挥，降低组合物的挥发物成分，降低材料在注塑时瓦斯气体含量。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
本发明的实施例采用以下原料：
聚碳酸酯，日本出光化学，熔融指数约为10 g/10min，牌号FN 2200；
ABS树脂，台湾化纤公司，熔融指数约为17 g/10min，牌号ABS AG12A0；
BDP，聚双酚A双(二苯基磷酸酯)，浙江万盛；
玻纤，ECS303W-3，重庆国际复合材料有限公司，直径为13um；
水，净化自来水，沸点100°C；
六甲基二硅氧烷，道康宁公司，沸点99.5°C，纯度99 %；
三乙基硅烷醇，诺泰化工公司，沸点154°C，密度0.822 g/cm3，纯度99 %；
PA-5935，抗滴落剂，AS包覆的聚四氟乙烯，3M公司。
黑种PE2718，卡伯特公司，PE为基体，炭黑为填充物，含量各占50wt%；
脱模剂OP蜡，克莱恩公司；
抗氧剂，四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，瑞士汽巴公司，1010；
材料性能测试方法：
（1）悬臂梁缺口冲击强度：按ISO180测试，A型缺口；
（2）熔体流动速率（MFR）：按ISO1133测试，条件为260℃，2.16Kg；
（3）阻燃测试：按照UL94-2006标准测试，样条厚度为1.5mm；
（4）有机化合物排放测定（TVOC）：按照TS-INT-002测试，测试温度为120℃；
（5）光泽度测试： 按照ISO 2813测试，测试角度为60度。
实施例1~20和对比例1~5
按照表1~2中的比例，将干燥后的PC树脂、ABS树脂、高光助剂、抗滴落剂、黑种及助剂在高速混合机中混合1-2分钟得到预混料，预混料加入双螺杆挤出机中（螺杆直径为35mm, 长径比L/D=36）熔融挤出，磷酸酯类阻燃剂和玻璃纤维侧喂，采用二级真空造粒制得成品。其中双螺杆挤出机各螺筒温度(由加料口到机头)分别是：140℃、240℃、250℃、250℃、240℃、240℃，螺杆转速为300转/分钟，喂料量50kg/h。将上述的得到的产品在100℃的烘箱里面干燥3-4小时后注塑标准样条，注塑温度为250℃。注塑好的标准样条在25℃，50%的相对湿度下放置24小时后再测试性能。性能测试结果见表1-2。
表1高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物各组分及性能测试（表中组份含量为重量份）
由实施例5-7的结果可以看出，提高磷酸酯类阻燃剂和ABS的用量会使阻燃聚碳酸酯组合物的TVOC含量增加；通过增加BDP阻燃剂含量和降低ABS树脂的含量可提高阻燃聚碳酸酯组合物的光泽度，但是该体系的阻燃效果及力学性能会下降，而加入少量的高光助剂后阻燃聚碳酸酯组合物的光泽度有一定的提高，材料TVOC也明显降低，如实施例2与对比例1相比，加入1% 的水后，材料的光泽度提高了7.9 G.U，且材料冲击强度、熔融指数及阻燃性能无明显变化，TVOC由112 μgC/g降低到76 μgC/g。
表2玻纤增强高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物的组分及性能测试（表中组份含量为重量份）
由表2的结果可知，加入低含量的玻纤，该阻聚燃碳酸酯组合物体系仍能保持较高的光泽度，加入0.5~2份的高光剂使得材料的光泽度有所提高，同时TVOC含量显著降低。由对比例5的结果可以看出，高光助剂的含量过高，不仅不能提高材料的光泽度，影响材料的外观，还会使材料的力学性能下降。
本发明的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物不仅光泽度高、挥发物少，而且具有优良的力学性能，适用于电子电器如电视机何电脑边框、汽车等高光要求产品。
Claims (12)
1.一种高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，其特征在于：按重量份数计，包括以下组分：
PC树脂 100份；
ABS树脂 5~30份；
磷酸酯类阻燃剂 5-20份；
玻璃纤维 0~20份；
高光助剂 0.5~2份；
抗滴落剂 0.3~1份；
黑种 0.5~2份；
助剂 0.1~2 份。
2.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，其特征在于：所述PC树脂为双酚A型芳香聚碳酸酯，重均分子量为20000-40000 g/mol，熔融指数在300℃、1.2kg 条件下为1-30g/10min。
3.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，其特征在于：所述ABS树脂的密度为1.0-1.1 g/cm3，熔融指数在220℃、10kg 条件下为1-20 g/10min。
4.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，其特征在于：所述磷酸酯类阻燃剂为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、聚双酚A双(二苯基磷酸酯)或磷酸三苯酯一种或几种混合物。
5.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，其特征在于：所述高光助剂常温为液体，常压下沸点或挥发温度为90~160℃，且无色无味。
6.根据权利要求5所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，其特征在于：所述高光助剂为水、六甲基二硅氧烷或三乙基硅醇中的一种或几种的混合。
7.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，其特征在于：所述抗滴落剂为纯聚四氟乙烯粉、AS包覆改性的聚四氟乙烯粉、PMMA包覆改性的聚四氟乙烯粉中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，其特征在于：所述黑种是以聚烯烃为载体，炭黑或有机黑为填充物的黑色母。
9.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，其特征在于：所述玻璃纤维为无碱玻纤，其直径为5~24 um，长度为3~9mm。
10.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物，其特征在于：所述助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、脱模剂中的一种或几种的混合物。
11.权利要求1~10任一项所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将PC树脂、ABS树脂、高光助剂、抗滴落剂、黑种及助剂在高速混合机中混合1-2分钟得到预混料，预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，磷酸酯类阻燃剂和玻璃纤维侧喂，采用二级真空造粒制得成品。
12.权利要求1~10任一项所述的高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物在电子电器、汽车中的应用。
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