CN106893300A

CN106893300A - 含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃pc/abs合金材料及其制备方法

Info

Publication number: CN106893300A
Application number: CN201710182849.9A
Authority: CN
Inventors: 杨桂春; 宋文鹏; 聂俊琦; 卢翠芬; 陈祖兴
Original assignee: Hubei University
Current assignee: Dongguan Jiaoyang Plastic Technology Co ltd
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2017-06-27
Anticipated expiration: 2037-03-24
Also published as: CN106893300B

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法，该材料包括以下重量百分含量的各组分：PC：70～75％；ABS：10～15％；TPP：0～5％；BGDTP：0～15％；增韧剂：0.5～1.5％；抗滴落剂：0～0.5％；其中，TPP的含量大于零，BGDTP的含量大于零，抗滴落剂的含量大于零。发明所提供的含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料采用BGDTP与TPP的混合阻燃，具有磷‑磷‑硫协同阻燃功能，能够实现气相阻燃加液相阻燃加抗滴落的完整阻燃效果。该阻燃PC/ABS合金材料的添加剂少，利于保持PC/ABS的性能，制备方法步骤简单、条件温和、原料易得、容易实现。

Description

含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法。

背景技术

高分子材料广泛应用于生产生活各个领域，但易燃，易发生火灾，需要加入阻燃剂提高其阻燃性能。随着环境保护的严格要求，迫切需要使用高效环保无卤阻燃剂。

PC/ABS合金材料综合了PC和ABS两种材料的优点，得到了广泛应用。无卤磷酸酯类化合物常用于PC/ABS合金材料的阻燃，提高其阻燃性能。在磷酸酯类阻燃剂中，使用磷酸三苯酯(TPP)，具有较好的效果，但加工过程易引起送料设备粘结堵塞，且易挥发损失。双酚A-双(磷酸二苯酯)(BDP)或间苯二酚-双(磷酸二苯酯)(RDP)与TPP复合使用，由于气相阻燃剂TPP和凝聚相阻燃剂BDP或RDP共存时，产生协同阻燃效果，提高阻燃性能。新戊二醇二硫代焦磷酸酯(BGDTP)为白色粉末状固体，熔点高，含磷量高，阻燃效率高，分子结构中含有硫元素，在燃烧过程中防止滴落，应用于纤维等材料的阻燃。与常用的BDP和RDP等磷酸酯类阻燃剂相比，BGDTP容易制备，价格低廉，容易操作，方便加料。为此，用BGDTP与TPP复合，得到新型无卤高效环保的含硫磷酸酯复合阻燃剂。

中国专利201310066151.2提供了一种磷酸酯阻燃PC/ABS合金，其包括：55～75份PC树脂、25～45份ABS树脂、2～10份相容剂、2～10份增韧剂、10～20份阻燃剂、2～10份无机填料、0.1～0.5份抗氧剂、0.2～1.0份润滑剂和0.2～1.0份抗滴落剂。本发明中使用了相容剂、增韧剂和无机填料，提高了PC树脂和ABS树脂间的界面粘结力和PC/ABS合金的力学性能。其在PC/ABS合金中添加纳米二氧化硅等无机填料，以起到协同阻燃作用，但总体上添加剂种类较多，对合金材料性质存在潜在的影响。

发明内容

为解决现有技术的不足，提高PC/ABS合金材料的阻燃性能，方便阻燃剂添加和材料的加工，本发明通过复合BGDTP(新戊二醇二硫代焦磷酸酯)与TPP(磷酸三苯酯)，提供了一种含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法。本发明所提供的含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料通过磷-磷-硫协同阻燃作用，提高了PC/ABS的阻燃性能，阻燃性能良好，加工生产简便。

本发明所提供的技术方案如下：

一种含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，包括以下重量百分含量的各组分：

PC：70～75％；

ABS：10～15％；

TPP：0～5％；

BGDTP：0～15％；

增韧剂：0.5～1.5％；

抗滴落剂：0～0.5％，TPP的含量大于零，BGDTP的含量大于零，抗滴落剂的含量大于零；增韧剂优选为1％。

具体的，所述增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐功能化的乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸类增韧剂或丙烯酸-硅橡胶类增韧剂中的任意一种或多种的混合。

优选的，所述增韧剂为聚丙烯酸甲酯-丁二烯。

具体的，所述抗滴落剂选自聚四氟乙烯、丙烯腈-苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或低密度聚乙烯为载体的聚四氟乙烯中的任意一种或多种的混合。

本发明所提供的含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料采用BGDTP与TPP的混合阻燃，具有磷-磷-硫协同阻燃功能，能够实现气相阻燃加液相阻燃加抗滴落的完整阻燃效果。该阻燃PC/ABS合金材料的添加剂少，利于保持PC/ABS的性能，并且生产工艺简单，易于工业化生产。

本发明还提供了一种含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照配方量，将PC和ABS干燥，并与TPP、BGDTP、增韧剂和抗滴落剂混合；

2)混合出料后制备得到含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料；

其中，以配方的总量计，PC占70～75wt％，ABS占10～15wt％，TPP占0～5wt％，BGDTP占0～15wt％，增韧剂占0.5～1.5wt％，抗滴落剂占0～0.5wt％，TPP的含量大于零，BGDTP的含量大于零，抗滴落剂的含量大于零；增韧剂优选为1wt％。

优选的，所述增韧剂为聚丙烯酸甲酯-丁二烯。

具体的，步骤1)中：将PC和ABS在105℃以下干燥，干燥至含水量小于等于0.1％。

具体的，步骤1)中：混合温度不高于230℃。

具体的，步骤2)中：混合出料经粉碎、压片，制备得到含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料，压片温度不高于215℃。

上述技术方案中，可以通过现有技术所提供的设备，例如布拉本德密炼机进行混合，平板硫化机进行压片。

本发明所提供的含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料的制备方法步骤简单、条件温和、原料易得、容易实现。通过该方法，经过必要的步骤，即可以制备得到含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料。该材料具有磷-磷-硫协同阻燃功能，能够实现气相阻燃加液相阻燃加抗滴落的完整阻燃效果。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料的制备

PC、ABS在100℃下干燥12h，含水量在0.1％以下，增韧剂为聚丙烯酸甲酯-丁二烯，无卤阻燃剂为BGDTP、TPP复合阻燃剂，防滴落剂为聚四氟乙烯乳液。将PC、ABS、增韧剂、无卤阻燃剂和防滴落剂按上述提供的配方，在布拉本德密炼机中混合均匀，转速在100r/min，混合温度225℃，混合7min，趁热出料，出料后经粉碎机粉碎，平板硫化机210℃压片制样即获得所述无卤阻燃PC/ABS合金材料。按重量百分比，阻燃PC/ABS合金材料的配比为：PC：70～75％；ABS：10～15％；TPP：0～5％；BGDTP：0～15％；增韧剂:0.5～1.5％；抗滴落剂：0～0.5％。

在以下实施例中：

PC树脂选用德国拜耳公司通用级PC2805型树脂。

ABS树脂选用镇江奇美公司的ABS757K树脂。

增韧剂选用美国罗门哈斯公司EXL-2620型增韧剂。

防滴落剂选用上海锶铭橡塑有限公司FR3300型抗滴落剂。

TPP为阿拉丁试剂。

BGDTP、BDP、RDP为实验室自制。

实施例1

称取组成本发明的PC/ABS合金材料的各组分，总质量50g，各组分重量百分比：

PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落剂：0.45％；增韧剂：1％；TPP：0％；BGDTP：15％。

实施例2

PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落剂：0.45％；增韧剂：1％；TPP：5％；BGDTP：10％。

实施例3

PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落剂：0.45％；增韧剂：1％；TPP：3％；BGDTP：12％。

实施例4

PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落剂：0.45％；增韧剂：1％；TPP：7.5％；BGDTP：7.5％。

实施例5

PC：71.4％；ABS：12.6％；抗滴落剂：0％；增韧剂：1％；TPP：5％；BGDTP：10％。

对比例1

PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落剂：0.45％；增韧剂：1％；TPP：5％；BDP：10％。

对比例2

PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落剂：0.45％；增韧剂：1％；TPP：5％；RDP：10％。

对比例3

PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落剂：0％；增韧剂：1％；TPP：5％；RDP：10％。

性能测试及评价

按国家标准测试PC/ABS合金材料的极限氧指数和垂直燃烧，了解其阻燃性能，结果见表1。

表1 PC/ABS合金材料阻燃性能

由表1可知，实施例中TPP与BGDTP按配方量配比，都具有良好的阻燃效果。比较TPP与不同的磷酸酯的协同阻燃作用，发现TPP与BGDTP复合的阻燃剂和与BDP或RDP复合的阻燃剂在PC/ABS合金材料中都具有良好的协同阻燃作用和良好的阻燃效果。同时BGDTP为粉末状固体，防止渗析，更方便制备PC/ABS合金材料。与对比例3比较，实施例5和实施例3在没加防滴落剂的情况下，BGDTP与TPP复合阻燃剂在垂直燃烧实验中没有滴落，仍达到V0级，而RDP与TPP复合阻燃剂却出现滴落现象，BGDTP由于自身含有S元素，使阻燃体系具有防滴落效果。

将实施例1-5和对比例1-3制备的PC/ABS合金材料进行烟密度等级测试，测试标准为：GB/T8627-2007，测试结果见表2。

表2 PC/ABS合金材料的烟密度等

由表2可知，本发明所提供的PC/ABS合金材料的烟密度等级明显降低，均低于72，符合国家标准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，包括以下重量百分含量的各组分：

PC：70～75％；

ABS：10～15％；

TPP：0～5％；

BGDTP：0～15％；

增韧剂：0.5～1.5％；

抗滴落剂：0～0.5％；

其中，TPP的含量大于零，BGDTP的含量大于零，抗滴落剂的含量大于零。

2.根据权利要求1所述的含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于：所述增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐功能化的乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸类增韧剂或丙烯酸-硅橡胶类增韧剂中的任意一种或多种的混合。

3.根据权利要求1所述的含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于：所述增韧剂为聚丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物。

4.根据权利要求1所述的含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于：所述抗滴落剂选自聚四氟乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物或低密度聚乙烯为载体的聚四氟乙烯中的任意一种或多种的混合。

5.一种含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

其中，以配方的总量计，PC占70～75wt％，ABS占10～15wt％，TPP占0～5wt％，BGDTP占0～15wt％，增韧剂占0.5～1.5wt％，抗滴落剂占0～0.5wt％，TPP的含量大于零，BGDTP的含量大于零，抗滴落剂的含量大于零。

6.根据权利要求5所述的含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于：

所述增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐功能化的乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸类增韧剂或丙烯酸-硅橡胶类增韧剂中的任意一种或多种的混合；

所述增韧剂为聚丙烯酸甲酯-丁二烯；

所述抗滴落剂选自聚四氟乙烯、丙烯腈-苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或低密度聚乙烯为载体的聚四氟乙烯中的任意一种或多种的混合。

7.根据权利要求5所述的含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中：

将PC和ABS在105℃以下的温度条件下干燥，干燥至含水量小于等于0.1％；

混合时的温度不高于230℃。

8.根据权利要求5所述的含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中：

混合出料经粉碎、压片，制备得到含硫磷酸酯复合阻燃剂阻燃PC/ABS合金材料，压片的温度不高于215℃。