CN106751678A - 一种低气味、低散发、阻燃pc/abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种低气味、低散发、阻燃pc/abs复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域，其是由PC树脂30‑70份、ABS树脂15‑40份、阻燃剂8‑15份、增韧剂3‑7份、相容剂1‑5份、除气味母粒1‑3份、热稳定剂1‑3份、抗氧剂0.5‑1份、其他助剂0‑3份按重量份组成。本发明通过选择高温下热失重低的阻燃剂和除气味母粒对加工过程中生成小分子的萃取作用，降低了阻燃PC/ABS复合材料的气味和散发特性；同时具有耐水解稳定性、高热稳定性、阻燃性、低温冲击性好等特性，大大拓宽了阻燃PC/ABS合金材料的应用领域。

Description

一种低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体是一种低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
PC/ABS合金材料是由聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)混炼而成的改性塑料。聚碳酸酯(PC)是一种分子链重复单元为碳酸酯型的聚合物，具有冲击强度高、抗蠕变性和尺寸稳定性好、耐热、介电性能优良等优点，也存在加工流动性差、易应力开裂、对缺口敏感、耐化学药品性差等缺点；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS树脂)具有良好的韧性、刚性和加工性，但是在其他力学性能等方面有欠缺。PC/ABS合金性能可以弥补单组分材料的不足，达到取长补短的效果。
阻燃PC/ABS合金在通讯电子、家用电器以及汽车行业等领域得到广泛的应用，但是现有的阻燃PC/ABS合金材料由于阻燃剂选择不同，气味较重、VOC散发较高，导致其应用领域受到很大限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料，由下列原料按重量份组成：
进一步方案，所述PC树脂的重均分子量分布为23000-26000。
进一步方案，所述阻燃剂为热失重低的溴系阻燃剂。
进一步方案，所述增韧剂为橡胶粒径为150和380nm复配的双峰结构MBS。
进一步方案，所述相容剂是由苯乙烯、丙烯腈和马来酸酐三种单体共聚而成的三元无规共聚物SAM。
进一步方案，所述除气味母粒为LDV1040除味母粒，是由多孔聚合物作为载体，萃取液复合物作为填充物的气体载体母粒。
进一步方案，所述热稳定剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物、磷酸盐类稳定剂中的至少一种。
进一步方案，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
更进一步方案，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1076，硫代酯类抗氧剂为DLTP，亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
进一步方案，所述其它助剂为紫外线吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、硫代酯类稳定剂、抗静电剂或着色剂。
其中紫外光吸收剂主要指苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类和受阻胺类。
其中表面光亮剂主要指芥酸酰胺类、单硬脂酸甘油酯、油酸酰胺类。
其中光稳定剂主要指受阻胺光稳定剂、氧化钛。
其中硫代酯类稳定剂主要指含硫的立体磷酸酯类稳定剂。
其中抗静电剂主要指十八烷基磺酸盐、十六烷基季铵盐类、乙氧基化烷基胺。
其中着色剂主要指碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿。
本发明的另一个目的在于提供一种低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比将PC树脂、ABS树脂、阻燃剂、增韧剂、相容剂、除气味母粒、热稳定剂、抗氧剂、其它助剂依次加入到高速混料机中，设定转速500r/min，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒、切粒，所得产品即为低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为235-270℃，螺杆转速为400-550r/min，主喂料15-25HZ，真空度为-0.04～-0.08MPa，切粒机的转速为700-900rpm。
本发明的有益效果：
1、本发明通过基于溴化苯乙烯阻燃剂的苯乙烯分子链结构与ABS中的烯烃存在结构上的相似性，通过相容剂SAM的增容作用进一步提高溴化苯乙烯和PC/ABS复合材料的界面相容性，与PC/ABS复合材料紧密结合，减少了阻燃剂在PC/ABS复合材料中的迁移、析出风险；同时，溴化苯乙烯阻燃剂自身具有较低的热失重(TGA：334℃，失重1％)，加工过程中不易分解产生HCl等小分子气体等特性，从源头减少了阻燃PC/ABS复合材料在加工及使用过程中，容易产生气味和散发类小分子物质的来源；
2、本发明加入由多孔聚合物作为载体的除气味母粒，其释放出的有效成分在热和剪切的共同作用下形成大量微泡，微泡高效实现互溶萃取材料降解产生的VOC物质，随后在生产过程后端(真空口部位)微泡破裂，包含在气泡中的VOC被抽出；
3、提高耐水解性：复合材料由于热稳定剂的加入以及采用其他的硫代酯类等助剂，材料具有高耐水解性和高热稳定性，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物或者磷酸盐类稳定剂，与PC分子链上的羧基结合进行封端；硫代酯类等助剂吸收水解过程中产生的-OH基团，使环境维持较弱的酸性环境，抑制复合材料的水解，同时含硫基团本身对复合材料的热稳定性有明显提升效果；
4、根据本行业的检测标准，低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料在1.6mm条件下阻燃等级V0、高温80℃*2小时气味3.5级、TVOC≤20μgC/g，表明本材料的气味低，VOC散发低，同时具有较好的阻燃性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例中相容剂购买自上海华雯电子的SMA-800；增韧剂购买自DOW公司的EXL-2691A；除气味母粒是由多孔聚合物作为载体，萃取液复合物作为填充物的气体载体母粒，购买自会通材料集团的LDV1040除味母粒。
实施例一：
本实施例中的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)按配比，称取70份PC树脂1250Y，15份ABS树脂8434，8份阻燃剂BPS，5份MBS，5份SMA-800，2份除气味母粒(LDV1040)，1份热稳定剂，0.3份抗氧剂1076、0.3份抗氧剂168、1份表面光亮剂TAF依次称重加入到高速混料机中，设定转速500rpm/min，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒、切粒，所得产品即为低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为235℃，螺杆转速为400r/min，主喂料25HZ，真空度为-0.06MPa，切粒机的转速为800rpm。
实施例2
本实施例中的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)按配比，称取50份PC树脂1250Y，30份ABS树脂8434，10份阻燃剂BPS，6份MBS，2份SMA-800，1份除气味母粒(LDV1040)，1份热稳定剂，0.5份抗氧剂1076、0.5份抗氧剂168依次加入到高速混料机中，设定转速500rpm/min，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒、切粒，所得产品即为低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为270℃，螺杆转速为450r/min，主喂料20HZ，真空度为-0.08MPa，切粒机的转速为900rpm。
实施例三：
本实施例中的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)按配比，称取40份PC树脂1250Y，34份ABS树脂8434，12份阻燃剂BPS，7份MBS，3份SMA-800，3份除气味母粒(LDV1040)，2份热稳定剂，0.2份抗氧剂1076，0.2份抗氧剂168，0.3份抗氧剂DLTP依次加入到高速混料机中，设定转速500rpm/min，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒、切粒，所得产品即为低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为260℃，螺杆转速为500r/min，主喂料20HZ，真空度为-0.04MPa，切粒机的转速为700rpm。
实施例四：
本实施例中的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)按配比，称取30份PC树脂1250Y，40份ABS树脂8434，15份阻燃剂BPS，3份MBS，1份SMA-800，3份除气味母粒(LDV1040)，3份热稳定剂，0.5份抗氧剂168，2份紫外线吸收剂，1份抗静电剂依次加入到高速混料机中，设定转速500rpm/min，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒、切粒，所得产品即为低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为250℃，螺杆转速为550r/min，主喂料15HZ，真空度为-0.05MPa，切粒机的转速为800rpm。
对比例：
本实施例中的低气味、低散发、阻燃PC/ABS是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)按配比，称取65份PC树脂1250Y，30份ABS树脂8434，23份阻燃剂BPS，5份MBS，0.3份抗氧剂1076、0.3份抗氧剂168，依次称重加入到高速混料机中，设定转速500rpm/min，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒、切粒，所得产品即为低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为235℃，螺杆转速为400r/min，主喂料25HZ，真空度为-0.06MPa，切粒机的转速为800rpm。
将上述实施例1-4以及对比例制得的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料主要物性指标根据相关检测标准测试，其弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度(23℃)、悬臂梁缺口冲击强度(-30℃)、密度、阻燃性、气味、TVOC。其检测标准与检测结果如表1所示：
表1：实施例1-4及对比例制得PC/ABS复合材料主要物性指标
如在本发明的制备组份中添加紫外光吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、着色剂等功能助剂，使复合材料具有相应特性亦受本发明保护。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
1、本发明制备的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料由于高温下热失重低的阻燃剂和以多孔聚合物作为载体的除气味母粒的引入，在80℃*2小时下气味3.5级、TVOC≤20μgC/g，大大拓展当前阻燃PC/ABS材料的使用领域和范围，满足了当前汽车内饰制件对于材料气味和散发的要求。
2、本发明制备的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料具备良好的低温韧性，-30℃悬臂梁冲击强度达到2022/m2以上。
3、本发明制备的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料由于热稳定剂以及硫代酯类等加入，材料耐水解性和热稳定性大大提高。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，由下列原料按重量份组成：
PC树脂 30-70份
ABS树脂 15-40份
阻燃剂 8-15份
增韧剂 3-7份
相容剂 1-5份
除气味母粒 1-3份
热稳定剂 1-3份
抗氧剂 0.5-1份
其它助剂 0-3份。
2.根据权利要求1所述的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，所述PC树脂的重均分子量分布为23000-26000。
3.根据权利要求1所述的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为热失重低的溴系阻燃剂。
4.根据权利要求1所述的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，所述增韧剂为橡胶粒径为150和380nm复配的双峰结构MBS。
5.根据权利要求1所述的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，所述相容剂是由苯乙烯、丙烯腈和马来酸酐三种单体共聚而成的三元无规共聚物SAM。
6.根据权利要求1所述的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，所述除气味母粒为LDV1040除味母粒，是由多孔聚合物作为载体，萃取液复合物作为填充物的气体载体母粒。
7.根据权利要求1所述的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，所述热稳定剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物、磷酸盐类稳定剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，所述其它助剂为紫外线吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、硫代酯类稳定剂、抗静电剂或着色剂。
10.如权利要求1-9任一项所述的低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按配比将PC树脂、ABS树脂、阻燃剂、增韧剂、相容剂、除气味母粒、热稳定剂、抗氧剂、其它助剂依次加入到高速混料机中，设定转速500r/min，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
（2）将混合物投入到双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒、切粒，所得产品即为低气味、低散发、阻燃PC/ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为235-270℃，螺杆转速为400-550r/min，主喂料15-25HZ，真空度为-0.04~-0.08MPa，切粒机的转速为700-900rpm。
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