CN105331076A - 新型溴锑复配阻燃体系阻燃pc/abs材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料及制备方法。本发明的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，按重量份数包括PC？50—80份；ABS10-25份；增韧剂1—10份；溴系阻燃剂2—15份；锑类阻燃剂1—10份；抗滴落剂0.1—1份；抗氧剂和辅助抗氧剂0.1—1份；加工助剂0.1—1份。本发明制备的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料决了三氧化二锑类阻燃剂不能在PC体系中使用的难题。拓宽了阻燃剂的适用范围，使研发和设计人员在PC/ABS类阻燃材料的开发设计中选择面更大，设计更为灵活，同时，通过与增韧剂的复配，开发出了阻燃性能和力学性能都较好的阻燃PC/ABS材料，拓宽了材料的使用范围。
Description
技术领域：
本发明涉及一种新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料及制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
聚碳酸酯简称PC，是一种分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物材料，根据碳酸酯基的不同可分为脂肪族、脂肪族-芳香族、芳香族等多种类型。目前，能成功工业化的主要是芳香族的聚碳酸酯，由于PC具有优异的透明性，良好的机械性能，特别是突出的冲击性能，以及优异的耐热性，尺寸稳定性，较高的硬度，材料被广泛的应用于建材，汽车制造，器械医疗，航空航天，电子电器，光学透镜，光盘等行业和领域。PC材料成碳性较好，原料本身相对于其他工程塑料有较好的阻燃性，材料能通过UL-94V-2测试，但它仍然属于可燃材料，而且燃烧时容易产生融滴滴落，会引燃下面的脱脂棉。因此，在一些对阻燃性能有较高使用要求的应用领域，未改性的PC原材料仍不能满足使用要求，需要对其进行阻燃改性。
目前，纯的PC或ABS含量较小的PC/ABS合金的阻燃方法主要有三种：1，磷酸酯类阻燃剂阻燃PC/ABS，常用的主要有TPP，RDP，BDP和PX-200等，其中，以BDP的阻燃效果和性价比最高，但由于BDP在常温下是液体，存在加料混料困难和会降低体系的热变形温度等缺点；2，磺酸盐类阻燃剂阻燃PC，常用并且商品化的主要有苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）、全氟丁基磺酸钾（PPFBS）、2,4,5―三氯苯磺酸钠（STB）等，这类阻燃剂的添加量少，阻燃效率高，主要的缺点是价格昂贵，由于添加量少，存在分散困难，阻燃效果不稳定的问题。同时，单独使用磺酸盐阻燃剂很难达到UL-941.6mmV0以上的级别，需添加硅系阻燃剂复配使用。3，溴系阻燃剂阻燃PC/ABS，PC/ABS类材料常用的溴系阻燃剂主要有十溴联苯醚，十溴二苯乙烷，溴化苯乙烯，溴化环氧树脂，溴代三嗪等，对于纯的PC体系来说，溴系阻燃剂可以单独使用使体系达到UL-94V0级别。但在PC/ABS体系中，溴系阻燃剂一般不单独使用，需和三氧化二锑等复配使用才能达到良好的阻燃效果。但三氧化二锑在PC/ABS体系中会引起PC的降解，容易使体系产生发脆，变黄，严重时会发泡无法加工的弊端。因此，在溴锑复配阻燃PC/ABS体系中，需要找到一种与溴系阻燃剂具有良好协同效应的阻燃剂，即可以提高体系的阻燃效率，又不会引起体系的分解。
发明内容：
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料及制备方法，本发明制备的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料决了三氧化二锑类阻燃剂不能在PC体系中使用的难题。拓宽了阻燃剂的适用范围，使研发和设计人员在PC/ABS类阻燃材料的开发设计中选择面更大，设计更为灵活，同时，通过与增韧剂的复配，开发出了阻燃性能和力学性能都较好的阻燃PC/ABS材料，拓宽了材料的使用范围。
上述的目的通过以下技术方案实现：
新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，按重量份数包括PC50—80份；ABS10-25份；增韧剂1—10份；溴系阻燃剂2—15份；锑类阻燃剂1—10份；抗滴落剂0.1—1份；抗氧剂和辅助抗氧剂0.1—1份；加工助剂0.1—1份。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的PC为采用光气或者酯交换法合成的双酚A型PC树脂，熔体流动速率MI为3-50g/10min，优选熔指为10—25g/10min。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，熔体流动速率MI为10-25g/10min。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的增韧剂采用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸树脂类、有机硅类中的一种或几种复合使用。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的溴系阻燃剂为十溴联苯醚，十溴二苯乙烷，溴化苯乙烯，溴化环氧树脂，溴代三嗪，四溴双酚A聚碳酸酯中的一种或几种复合使用。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的锑类阻燃剂是指锑酸，偏锑酸，六氟锑酸的钠盐或钾盐中的一种或几种复合使用。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的抗滴落剂为丙烯腈-苯乙烯共聚物包覆的聚四氟乙烯材料。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的抗氧剂为常规的受阻酚类抗氧剂。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的辅助抗氧剂为硫醇类抗氧剂。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的加工助剂为硅酮粉，季戊四醇四硬脂酸酯,乙撑双硬脂酰胺，PE蜡，PP蜡，硬脂酸钙中的一种或几种的组合物。
一种新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料的制备方法，主要包括以下步骤：按重量份数将PC50—80份；ABS10-25份；增韧剂1—10份；溴系阻燃剂2—15份；锑类阻燃剂1—10份；抗滴落剂0.1—1份；抗氧剂和辅助抗氧剂0.1—1份；加工助剂0.1—1份按先后顺序加入到高混机中进行分散混合，高混机的转数为100—200转，混合时间为1—10分钟，混合温度为常温，无需冷却介质，然后将物料加入到挤出机中进行挤出造粒，挤出机温度为150—350摄氏度，转数为100—1200转之间。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料的制备方法，所述的挤出机采用同向平行双螺杆挤出机，所述的同向平行双螺杆挤出机为螺杆直径在20—200mm之间，主机功率为10—500kw，螺杆长径比在30/1以上的直流或者交流同向平行双螺杆挤出机。
有益效果：
1.本发明提供一种与溴系阻燃剂具有良好协同效应的含锑类阻燃剂锑酸钠，这种阻燃剂具有以下特点：参与溴锑复配阻燃；反应活性较低，不会引起PC/ABS体系的降解。因此，它可以作为阻燃协效剂加入到PC/ABS体系中进行复配阻燃，使体系在获得阻燃性能的同时，可以保持较好的加工性能和机械性能。
2.本发明找到了一种活性较低的含锑类阻燃剂，在参与溴锑协效阻燃的同时，能保持自己的惰性，在加工制备的过程中不会与体系中的PC材料发生反应，使PC降解，从而解决了三氧化二锑类阻燃剂不能在PC体系中使用的难题。拓宽了阻燃剂的适用范围，使研发和设计人员在PC/ABS类阻燃材料的开发设计中选择面更大，设计更为灵活，同时，通过与增韧剂的复配，开发出了阻燃性能和力学性能都较好的阻燃PC/ABS材料，拓宽了材料的使用范围。
具体实施方式：
新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，按重量份数包括PC50—80份；ABS10-25份；增韧剂1—10份；溴系阻燃剂2—15份；锑类阻燃剂1—10份；抗滴落剂0.1—1份；抗氧剂和辅助抗氧剂0.1—1份；加工助剂0.1—1份。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的PC为采用光气或者酯交换法合成的双酚A型PC树脂，熔体流动速率MI为3-50g/10min，优选熔指为10—25g/10min。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，熔体流动速率MI为10-25g/10min。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的增韧剂为MBS类（甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物），ABS类（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），ACR类（丙烯酸树脂类），有机硅类（甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-有机硅共聚物）中的一种或几种复合使用。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的溴系阻燃剂为十溴联苯醚，十溴二苯乙烷，溴化苯乙烯，溴化环氧树脂，溴代三嗪，四溴双酚A聚碳酸酯中的一种或几种复合使用。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的锑类阻燃剂是指锑酸，偏锑酸，六氟锑酸的钠盐或钾盐中的一种或几种复合使用。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的抗滴落剂为丙烯腈-苯乙烯共聚物包覆的聚四氟乙烯材料。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的抗氧剂为常规的受阻酚类抗氧剂。如：2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚（1076）、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯（1010）等其中的一种或几种的组合物。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的辅助抗氧剂为硫醇类抗氧剂。如：硫代二丙酸双酯、双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯。或者亚磷酸酯类辅助抗氧剂主要有：亚磷酸三辛酯、三癸酯、三（十二碳醇）酯和三(十六碳醇)酯，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（168）等其中的一种或几种的组合物。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的加工助剂为硅酮粉，季戊四醇四硬脂酸酯,乙撑双硬脂酰胺，PE蜡，PP蜡，硬脂酸钙中的一种或几种的组合物。
一种新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料的制备方法，主要包括以下步骤：按重量份数将PC50—80份；ABS10-25份；增韧剂1—10份；溴系阻燃剂2—15份；锑类阻燃剂1—10份；抗滴落剂0.1—1份；抗氧剂和辅助抗氧剂0.1—1份；加工助剂0.1—1份按先后顺序加入到高混机中进行分散混合，高混机的转数为100—200转，混合时间为1—10分钟，混合温度为常温，无需冷却介质，然后将物料加入到挤出机中进行挤出造粒，挤出机温度为150—350摄氏度，转数为100—1200转之间。
所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料的制备方法，所述的挤出机采用同向平行双螺杆挤出机，所述的同向平行双螺杆挤出机为螺杆直径在20—200mm之间，主机功率为10—500kw，螺杆长径比在30/1以上的直流或者交流同向平行双螺杆挤出机。
实施例1：
将熔指为15g/10min的PC材料71份，熔指为10g/10min的ABS材料15份；增韧剂MBS3份，十溴二苯乙烷8份，锑酸钠2份，抗滴落剂0.3份，0.2份抗氧剂1076，0.2份抗氧剂168，0.4份润滑剂PETS加入到高混机中经高混机混合3分钟，混合转数150转，混合温度为常温。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，机筒温度为：180℃，220℃，235℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，245℃，螺杆转数为450转，喂料转数为35转。组分配比和性能见表一。
实施例2：
将熔指为15g/10min的PC材料71份，熔指为10g/10min的ABS材料15份；增韧剂MBS3份，溴代三嗪8份，锑酸钠2份，抗滴落剂0.3份，0.2份抗氧剂1076，0.2份抗氧剂168，0.4份润滑剂PETS加入到高混机中经高混机混合3分钟，混合转数150转，混合温度为常温。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，机筒温度为：180℃，220℃，235℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，245℃，螺杆转数为450转，喂料转数为35转。组分配比和性能见表一。
实施例3：
将熔指为15g/10min的PC材料64份，熔指为10g/10min的ABS材料20份；增韧剂MBS3份，溴代三嗪9份，锑酸钠3份，抗滴落剂0.3份，0.2份抗氧剂1076，0.2份抗氧剂168，0.4份润滑剂PETS加入到高混机中经高混机混合3分钟，混合转数150转，混合温度为常温。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，机筒温度为：180℃，220℃，235℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，245℃，螺杆转数为450转，喂料转数为35转。组分配比和性能见表一。
实施例4：
将熔指为22g/10min的PC材料71份，熔指为20g/10min的ABS材料15份；增韧剂MBS3份，溴代三嗪8份，锑酸钠2份，抗滴落剂0.3份，0.2份抗氧剂1076，0.2份抗氧剂168，0.4份润滑剂PETS加入到高混机中经高混机混合3分钟，混合转数150转，混合温度为常温。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，机筒温度为：180℃，220℃，235℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，245℃，螺杆转数为450转，喂料转数为35转。组分配比和性能见表一。
实施例5：
将熔指为15g/10min的PC材料69份，熔指为10g/10min的ABS材料15份；增韧剂MBS5份，溴代三嗪8份，锑酸钠2份，抗滴落剂0.3份，0.2份抗氧剂1076，0.2份抗氧剂168，0.4份润滑剂PETS加入到高混机中经高混机混合3分钟，混合转数150转，混合温度为常温。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，机筒温度为：180℃，220℃，235℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，245℃，螺杆转数为450转，喂料转数为35转。组分配比和性能见表一。
实施例6：
将熔指为15g/10min的PC材料73.5份，熔指为10g/10min的ABS材料15份；增韧剂MBS3份，溴代三嗪6份，锑酸钠1.5份，抗滴落剂0.3份，0.2份抗氧剂1076，0.2份抗氧剂168，0.4份润滑剂PETS加入到高混机中经高混机混合3分钟，混合转数150转，混合温度为常温。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，机筒温度为：180℃，220℃，235℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，245℃，螺杆转数为450转，喂料转数为35转。组分配比和性能见表一。
实施例7：
将熔指为15g/10min的PC材料71份，熔指为10g/10min的ABS材料15份；增韧剂MBS3份，溴代三嗪8份，锑酸钠2份，抗滴落剂0.3份，0.2份抗氧剂1076，0.2份抗氧剂168，0.4份润滑剂PETS加入到高混机中经高混机混合3分钟，混合转数150转，混合温度为常温。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，机筒温度为：180℃，230℃，245℃，250℃，250℃，250℃，250℃，250℃，250℃，250℃，255℃，螺杆转数为450转，喂料转数为35转。
组分配比和性能见表一。
表一实施例组分配比和具体性能
以上的描述仅仅是本发明的具体实施例，不应被视为是唯一的实施例。显然，对于本领域的专业人员来说，在了解本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，其特征在于，按重量份数包括PC50—80份；ABS10-25份；增韧剂1—10份；溴系阻燃剂2—15份；锑类阻燃剂1—10份；抗滴落剂0.1—1份；抗氧剂和辅助抗氧剂0.1—1份；加工助剂0.1—1份。
2.根据权利要求1所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，其特征在于，所述的PC为采用光气或者酯交换法合成的双酚A型PC树脂，熔体流动速率MI为3-50g/10min，优选熔指为10—25g/10min。
3.根据权利要求1所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，其特征在于，所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，熔体流动速率MI为10-25g/10min。
4.根据权利要求1所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，其特征在于，所述的增韧剂采用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸树脂类、有机硅类中的一种或几种复合使用。
5.根据权利要求1所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，其特征在于，所述的溴系阻燃剂为十溴联苯醚，十溴二苯乙烷，溴化苯乙烯，溴化环氧树脂，溴代三嗪，四溴双酚A聚碳酸酯中的一种或几种复合使用。
6.根据权利要求1所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，其特征在于，所述的锑类阻燃剂是指锑酸，偏锑酸，六氟锑酸的钠盐或钾盐中的一种或几种复合使用；所述的抗滴落剂为丙烯腈-苯乙烯共聚物包覆的聚四氟乙烯材料；所述的抗氧剂为常规的受阻酚类抗氧剂。
7.根据权利要求1所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，其特征在于，所述的辅助抗氧剂为硫醇类抗氧剂。
8.根据权利要求1所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料，所述的加工助剂为硅酮粉，季戊四醇四硬脂酸酯,乙撑双硬脂酰胺，PE蜡，PP蜡，硬脂酸钙中的一种或几种的组合物。
9.一种新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：按重量份数将PC50—80份；ABS10-25份；增韧剂1—10份；溴系阻燃剂2—15份；锑类阻燃剂1—10份；抗滴落剂0.1—1份；抗氧剂和辅助抗氧剂0.1—1份；加工助剂0.1—1份按先后顺序加入到高混机中进行分散混合，高混机的转数为100—200转，混合时间为1—10分钟，混合温度为常温，无需冷却介质，然后将物料加入到挤出机中进行挤出造粒，挤出机温度为150—350摄氏度，转数为100—1200转之间。
10.根据权利要求9所述的新型溴锑复配阻燃体系阻燃PC/ABS材料的制备方法，其特征在于，所述的挤出机采用同向平行双螺杆挤出机，所述的同向平行双螺杆挤出机为螺杆直径在20—200mm之间，主机功率为10—500kw，螺杆长径比在30/1以上的直流或者交流同向平行双螺杆挤出机。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 225510 Jiangyan Economic Development Zone, Jiangsu, Ma Road, No. 986, Applicant after: 5ELEM HI-TECH CORPORATION Address before: 225510 Jiangyan Economic Development Zone, Jiangsu, Ma Road, No. 986, Applicant before: Five lines material science and Technology (Jiangsu) Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160217 |