CN104448679B - 一种辐射交联无卤阻燃abs/pc复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辐射交联无卤阻燃ABS/PC复合材料及其制备方法,该材料可采用电子加速器对ABS/PC复合材料进行交联改性,主要改善传统ABS/PC复合材料耐热性不足、流动性和刚性方面欠佳,不能用于汽车、耐热电子电器元件、大尺寸注塑件的缺点。该发明提供了一种辐射交联无卤阻燃ABS/PC复合材料,突破其耐热性界限,提高其耐热温度,同时改善了材料刚性,确保薄壁化后制件的支撑强度,满足市场的需求。产品主要原料为ABS树脂、聚碳酸酯、苯乙烯‑马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、磷酸三苯酯、聚磷酸铵、硼酸锌、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、甲基乙烯基硅橡胶等原料。
Description
技术领域
本发明涉及一种辐射交联无卤阻燃ABS/PC复合材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物ABS韧性好,具备良好的成型加工性能,但刚度不足,冲击强度较低;聚碳酸酯(PC)特性是刚度大,冲击强度高、但韧性差,加工流动性差,易开裂;ABS与聚碳酸酯树脂共混,得到ABS/PC复合材料,可以在刚性和韧性间找一个平衡点,使其在性能上互补,该复合材料可具有PC和ABS二者的优良性能。但ABS/PC复合物的耐热性不够高,不能用于汽车、耐热电子电器元件,使用过程中易老化,使用寿命短。因此,需对ABS/PC复合物进行耐热性改性,突破其耐热性界限,提高其耐热温度,使其可应用于汽车耐热件和电器电子元件等领域。采用电子加速器对ABS/PC复合物进行辐射交联改性,能大幅提高其耐热性能,使树脂的热变形温度和热降解温度得到极大的提高。该材料由于具备流动性好、注塑件交联改性后耐老化、耐热等优点,特别适用于大尺寸电器设备的注塑件。
发明内容
本发明的目的是制备高流动无卤阻燃ABS/PC复合材料,并对其进行交联改性,使该复合材料能用于耐热元器件。该复合材料可用于汽车、耐热电子电器元件大、尺寸LCD液晶电视的外壳,以及计算机、通讯器材、办公设备等。
为实现以上目的,本发明的技术解决方案是:
一种辐射交联无卤阻燃ABS/PC复合材料及其制备方法,包括以下步骤:
第一步:超细滑石粉的活化处理:
将滑石粉(3500目)在干燥器中干燥3小时,干燥温度70-80℃,干燥后自然冷却到室温,然后将滑石粉加入到高速混合机中,开动混合机,然后加入铝酸酯偶联剂,高速搅拌2-3分钟,得到活化滑石粉,滑石粉、铝酸酯偶联剂的质量比例为80-100:1-3。
第二步:原料的混合
将ABS树脂、PC树脂、苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、引发剂TMPTMA(三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)、磷酸三苯酯(TPP)、聚磷酸铵(APP)、硼酸锌、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、甲基乙烯基硅橡胶、10号白油、活化滑石粉加入到高速混合机中,常温混合3-5分钟,ABS树脂、PC树脂、SMA、MBS、TMPTMA、TPP、APP、硼酸锌、RDP、甲基乙烯基硅橡胶、10号白油的质量比例为:70-100:20-30:2-3:2-3:1-2:3-6:3-6:5-8:5-8:3-5:2-3。
第三步:平行双螺杆挤出造粒
把第二步混合好的物料排入到平行双螺杆挤出造粒机中,熔融挤出,水下模面切粒,粒子脱水后烘干,制备高流动无卤阻燃ABS/PC复合材料颗粒;挤出机的工作温度为:一区200±5℃,二区210±5℃,三区230±5℃,四区230±5℃,五区220±5℃。
本发明所用主要原材料说明:
ABS树脂:丙烯睛/丁二烯/苯乙烯共聚物,颗粒,ABS镇江奇美PA-757K;
PC树脂:聚碳酸酯,颗粒,熔融指数20-36g/10min;
SMA:苯乙烯-马来酸酐共聚物,马来酸酐含量5-25%;
MBS:甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物,浅稻草黄色透明固体颗粒;
引发剂TMPTMA:无色或微黄色透明液体,辐照交联引发助剂;
TPP:磷酸三苯酯,白色结晶性粉末,阻燃剂;
APP:聚磷酸铵,白色结晶或无定形微细粉末,阻燃剂;
硼酸锌:白色或淡黄色粉末,阻燃剂;
RDP:间苯二酚双(二苯基磷酸酯),无色或浅黄色透明液体,阻燃剂;
甲基乙烯基硅橡胶:型号101,防滴阻燃剂;
白油:10号白油,润滑剂;
滑石粉:3500目,填充剂,改良剂;
铝酸酯偶联剂:白色或淡黄色蜡状固体,活化剂。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明
一种辐射交联无卤阻燃ABS/PC复合材料及其制备方法,包括以下步骤:
第一步:超细滑石粉的活化处理:
将80-100Kg滑石粉(3500目)在干燥器中干燥3小时,干燥温度70-80℃,干燥后自然冷却到室温,然后将滑石粉加入到高速混合机中,开动混合机,然后加入2-3Kg铝酸酯偶联剂,高速搅拌2-3分钟,得到活化滑石粉。
第二步:原料的混合
将70-100KgABS树脂、20-30KgPC树脂、2-3Kg苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、2-3Kg甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、1-2Kg引发剂TMPTMA(三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)、3-6Kg磷酸三苯酯(TPP)、3-6Kg聚磷酸铵(APP)、5-8Kg硼酸锌、5-8Kg间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、3-5Kg甲基乙烯基硅橡胶、2-3Kg10号白油、5-8Kg活化滑石粉加入到高速混合机中,常温混合3-5分钟。
第三步:平行双螺杆挤出造粒
把第二步混合好的物料排入到平行双螺杆挤出造粒机中,熔融挤出,水下模面切粒,粒子脱水后烘干,制备高流动无卤阻燃PC/ABS复合材料颗粒;挤出机的工作温度为:一区200±5℃,二区210±5℃,三区230±5℃,四区230±5℃,五区220±5℃。
实施例1:一种辐射交联无卤阻燃ABS/PC复合材料及其制备方法,该制备方法依次包括以下步骤:
第一步:超细滑石粉的活化处理:
将80Kg滑石粉(3500目)在干燥器中干燥3小时,干燥温度70-80℃,干燥后自然冷却到室温,然后将滑石粉加入到高速混合机中,开动混合机,然后加入1Kg铝酸酯偶联剂,高速搅拌2-3分钟,得到活化滑石粉。
第二步:原料的混合
将70KgABS树脂、20KgPC树脂、2Kg苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、2Kg甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、1Kg TMPTMA、3Kg磷酸三苯酯(TPP)、3Kg聚磷酸铵(APP)、5Kg硼酸锌、5Kg间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、3Kg甲基乙烯基硅橡胶、2Kg10号白油、5Kg活化滑石粉加入到高速混合机中,常温混合3-5分钟。
第三步:平行双螺杆挤出造粒
把第二步混合好的物料排入到平行双螺杆挤出造粒机中,熔融挤出,水下模面切粒,粒子脱水后烘干,制备高流动无卤阻燃PC/ABS复合材料颗粒;挤出机的工作温度为:一区200±5℃,二区210±5℃,三区230±5℃,四区230±5℃,五区220±5℃。
实施效果及比较数据
1、拉伸强度(实施前/实施后)48.9/53.2MPa,2、断裂伸长率(实施前/实施后)68/45%,3、弯曲强度(实施前/实施后)72.9/76MPa,4、Izod冲击强度(缺口)(实施前/实施后)23.9/24.6KJ/㎡,5、热变形温度(实施前/实施后)89/110℃,6、洛氏硬度(R)(实施前/实施后)100/113,7、热稳定性(初始失重温度)(实施前/实施后)384/395℃。
实施例2:
同实施例1,不同时的是:
第一步:100Kg滑石粉,3Kg铝酸酯偶联剂。
第二步:100KgABS树脂、30KgPC树脂、3Kg苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、3Kg甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、2Kg引发剂TMPTMA、6Kg磷酸三苯酯(TPP)、6Kg聚磷酸铵(APP)、8Kg硼酸锌、8Kg间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、5Kg甲基乙烯基硅橡胶、3Kg10号白油、8Kg活化滑石粉。
实施效果及比较数据
1、拉伸强度(实施前/实施后)48.9/58.1MPa,2、断裂伸长率(实施前/实施后)68/30%,3、弯曲强度(实施前/实施后)72.9/88MPa,4、Izod冲击强度(缺口)(实施前/实施后)23.9/31.6KJ/㎡,5、热变形温度(实施前/实施后)89/121℃,6、洛氏硬度(R)(实施前/实施后)100/122,7、热稳定性(初始失重温度)(实施前/实施后)384/415℃。
实施例3:
同实施例1,不同时的是:
第一步:90Kg滑石粉(3500目),1.5Kg铝酸酯偶联剂。
第二步:85KgABS树脂、25KgPC树脂、2.5Kg苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、2.5Kg甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、1.5Kg引发剂TMPTMA、4Kg磷酸三苯酯(TPP)、4Kg聚磷酸铵(APP)、6Kg硼酸锌、6Kg间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、4Kg甲基乙烯基硅橡胶、2.5Kg10号白油、6Kg活化滑石粉。
实施效果及比较数据
1、拉伸强度(实施前/实施后)48.9/55.2MPa,2、断裂伸长率(实施前/实施后)68/38%,3、弯曲强度(实施前/实施后)72.9/83MPa,4、Izod冲击强度(缺口)(实施前/实施后)23.9/29.6KJ/㎡,5、热变形温度(实施前/实施后)89/118℃,6、洛氏硬度(R)(实施前/实施后)100/120,7、热稳定性(初始失重温度)(实施前/实施后)384/410℃。
实施例4:
同实施例1,不同的是:
第二步:100KgPC树脂、30KgABS树脂、3Kg苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、3Kg甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、2Kg引发剂TMPTMA、6Kg磷酸三苯酯(TPP)、6Kg聚磷酸铵(APP)、8Kg硼酸锌、8Kg间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、5Kg甲基乙烯基硅橡胶、3Kg10号白油、8Kg活化滑石粉。
实施效果及比较数据
1、拉伸强度(实施前/实施后)48.9/57.1MPa,2、断裂伸长率(实施前/实施后)68/33%,3、弯曲强度(实施前/实施后)72.9/86MPa,4、Izod冲击强度(缺口)(实施前/实施后)23.9/30.6KJ/㎡,5、热变形温度(实施前/实施后)89/118℃,6、洛氏硬度(R)(实施前/实施后)100/118,7、热稳定性(初始失重温度)(实施前/实施后)384/413℃。
实施例5:
同实施例2,不同时的是:
第二步:70KgPC树脂、20KgABS树脂、2Kg苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、2Kg甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、1Kg TMPTMA、3Kg磷酸三苯酯(TPP)、3Kg聚磷酸铵(APP)、5Kg硼酸锌、5Kg间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、3Kg甲基乙烯基硅橡胶、2Kg10号白油、5Kg活化滑石粉。
实施效果及比较数据
1、拉伸强度(实施前/实施后)48.9/54.6MPa,2、断裂伸长率(实施前/实施后)68/42%,3、弯曲强度(实施前/实施后)72.9/79MPa,4、Izod冲击强度(缺口)(实施前/实施后)23.9/27.6KJ/㎡,5、热变形温度(实施前/实施后)89/115℃,6、洛氏硬度(R)(实施前/实施后)100/116,7、热稳定性(初始失重温度)(实施前/实施后)384/400℃。
Claims (2)
1.一种辐射交联无卤阻燃ABS/PC复合材料的制备方法,包括以下步骤:
第一步:超细滑石粉的活化处理:
将滑石粉在干燥器中干燥3小时,干燥温度70-80℃,干燥后自然冷却到室温,然后将滑石粉加入到高速混合机中,开动混合机,然后加入铝酸酯偶联剂,高速搅拌2-3分钟,得到活化滑石粉,滑石粉、铝酸酯偶联剂的质量比例为80-100:1-3;
第二步:原料的混合
将ABS树脂、PC树脂、苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、引发剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、磷酸三苯酯、聚磷酸铵、硼酸锌、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、甲基乙烯基硅橡胶、10号白油、活化滑石粉加入到高速混合机中,常温混合3-5分钟,ABS树脂、PC树脂、苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、引发剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、磷酸三苯酯、聚磷酸铵、硼酸锌、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、甲基乙烯基硅橡胶、10号白油的质量比例为:70-100:20-30:2-3:2-3:1-2:3-6:3-6:5-8:5-8:3-5:2-3;
第三步:平行双螺杆挤出造粒
把第二步混合好的物料排入到平行双螺杆挤出造粒机中,熔融挤出,水下模面切粒,粒子脱水后烘干,制备高流动无卤阻燃ABS/PC复合材料颗粒;挤出机的工作温度为:一区200±5℃,二区210±5℃,三区230±5℃,四区230±5℃,五区220±5℃。
2.由权利要求1所述方法制得的辐射交联无卤阻燃ABS/PC复合材料。
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无卤阻燃PC/ABS合金的研究;石建江;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20090115(第1期);第18、19、60页 * |
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