CN106905683A - 一种高冲击耐热无卤阻燃pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法，由按重量百分比计的以下原料组成：再生PC树脂67％～86％、再生ABS树脂4％～19％、AS树脂1％～6％、相容剂0.5％～5％、增韧剂3％～10％、复合无卤阻燃剂0.1％～4.5％、抗氧剂0.1％～0.5％、润滑剂0.1％～1％、抗滴落剂0.1％～1％和其它助剂1％～5％。将各原料置于高混机中，充分混合3～10min，把混合物投入双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机各区温度为200～250℃，主机转速20～40r/min，经过熔融挤出造粒即得到该合金材料。本发明的PC/ABS合金材料，具有优良冲击强度和热变形温度，优异环保阻燃性，阻燃等级能达到UL94V0等级，可广泛应用于汽车、家电、通讯设备等领域。

Description

一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料制备领域，尤其涉及一种性能优良的高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)树脂具有耐冲击、尺寸稳定、耐热、透明等优异性能，但是熔体黏度大、加工困难，制品残余应力大，易发生应力开裂，耐溶剂性和耐磨损性较差，而丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂具有优良的抗冲击强度、加工性能和化学稳定性，将PC和ABS熔融共混制备PC/ABS合金材料，可提高PC的流动性，改善加工性能，减少制品对应力的敏感性，并降低生产成本。
PC和ABS材料都属于可燃性或易燃性材料，具有一定的安全隐患，阻燃PC/ABS合金有利于提高防火安全性。随着人们环保要求的提高，无卤、低烟、低毒已成为阻燃PC/ABS合金发展的必然趋势。
磷酸酯阻燃剂是PC/ABS合金十分重要的无卤阻燃剂，主要有TPP、BDP、RDP等，磷酸酯阻燃剂具有低毒、持久、稳定性好等优点，成功应用于众多领域。但磷酸酯阻燃剂具有增塑作用，作为PC/ABS合金无卤阻燃剂使用，降低了其刚性、缺口冲击强度和热变形温度，从而使进一步应用受到限制。因此，如何开发一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料以拓宽阻燃PC/ABS合金材料的应用范围是需要解决的问题。
发明内容
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法，具有高冲击强度、高耐热，且易于成型加工的特点，克服了以磷酸酯阻燃剂为主体的无卤阻燃PC/ABS材料韧性和耐热性不足的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，该合金材料由按质量百分数计的以下原料制成：
本发明实施方式还提供一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，用于制备本发明所述的PC/ABS合金材料(即聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯合金材料)，包括以下步骤：
按上述的配方取制备PC/ABS合金材料的各原料；
将原料中的再生PC树脂置于120℃鼓风烘箱中，干燥4小时，待用；
将原料中的再生ABS树脂置于90℃鼓风烘箱中，干燥4小时，待用；
将所述再生PC树脂、所述再生ABS树脂、相容剂、增韧剂、复合无卤阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂和其它助剂，加入高速混合机中，充分混合5分钟，出料得到混合物；
将所述混合物经温度区间为200℃～250℃的双螺杆挤出机挤出造粒，即得到高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法，其有益效果为：该合金材料以再生PC树脂、再生ABS树脂以及AS树脂作为基体树脂，再生PC树脂具有优良的耐热性和耐冲击性，再生ABS树脂和AS树脂改善合金流动性，并配合加入特定用量的相容剂、增韧剂、复合无卤阻燃剂显著提高冲击韧性和阻燃性。本发明的PC/ABS合金材料，显著改善了有增塑作用的磷酸酯阻燃剂改性PC/ABS合金冲击强度较差、热变形温度低的缺点，使制得的PC/ABS合金材料的缺口冲击强度、热变形温度大大降低，而且使用再生PC树脂和再生ABS树脂符合国家的环保理念，减少了碳的排放，对于发展绿色经济具有举足轻重的作用，扩展了PC/ABS合金材料的应用。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，是一种显著提高冲击韧性和阻燃性的PC/ABS合金材料，该合金材料由按质量百分数计的以下原料制成：
优选的，上述高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料采用以下质量百分比的原料制成：
上述PC/ABS合金材料中，再生PC树脂在温度300℃、载荷1.2kg时的熔体流动速率为3g/10min～30g/10min，优选的熔体流动速率为8g/10min～22g/10min，该再生PC树脂来源于矿泉水桶、水杯、板材、眼镜片、CD碟片等；所述再生ABS树脂在温度220℃、载荷10kg时的熔体流动速率为15g/10min～35g/10min，该再生ABS树脂来源于电话外壳、空调面板、部分电视机后壳等，可以有效地回收再利用废旧塑料，变废为宝，促进经济的可持续发展；所述AS树脂在温度220℃、载荷10kg时的熔体流动速率为25g/10min～40g/10min，优选的熔体流动速率为20g/10min～30g/10min；AS树脂优选台化(宁波)生产的NF2200。
上述PC/ABS合金材料中，复合无卤阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾、聚二甲基硅氧烷、聚有机硅倍半氧烷中的一种或几种。
上述PC/ABS合金材料中，相容剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。
上述PC/ABS合金材料中，增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种。其中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中，聚丁二烯质量百分含量为55％～70％，聚丙烯腈质量百分含量为10％～15％，聚苯乙烯质量百分含量为20％～30％。
上述PC/ABS合金材料中，抗滴落剂为苯乙烯共聚物包覆的聚四氟乙烯、PMMA包覆的聚四氟乙烯、SAN为载体的聚四氟乙烯中的一种或几种。
上述PC/ABS合金材料中，抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸正十八碳酸酯、N，N’-双(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种；
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、N，N，-亚乙基双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、聚四氟乙烯微粉中的一种或几种。
上述PC/ABS合金材料中，其它助剂为硫酸钡、滑石粉、云母粉、钛白粉、碳酸钙中的一种或几种。
本发明实施例提供一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，用于制备本发明所述的PC/ABS合金材料，包括以下步骤：
按上述的配方取制备PC/ABS合金材料的各原料；
将原料中的再生PC树脂置于120℃鼓风烘箱中，干燥4小时，待用；
将原料中的再生ABS树脂置于90℃鼓风烘箱中，干燥4小时，待用；
将所述再生PC树脂、所述再生ABS树脂、相容剂、增韧剂、复合无卤阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂和其它助剂，加入高速混合机中，充分混合5分钟，出料得到混合物；
将所述混合物经温度区间为200℃～250℃的双螺杆挤出机挤出造粒，即得到高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料。
本发明的无卤阻燃PC/ABS合金材料，以再生PC树脂、再生ABS树脂以及AS树脂作为基体树脂，再生PC树脂具有优良的耐热性和耐冲击性，再生ABS树脂和AS树脂改善合金流动性，采用相容剂、增韧剂、复合无卤阻燃剂显著提高PC/ABS合金材料冲击韧性和阻燃性，具有高冲击强度、高耐热且易于成型加工的特点，很好的克服了以磷酸酯阻燃剂为主体的无卤阻燃PC/ABS材料韧性和耐热性不足的问题。该无卤阻燃PC/ABS合金材料，具有优良的冲击强度和热变形温度，兼具优异的环保阻燃性，且阻燃等级能达到UL94V0等级，可广泛应用于汽车、家电、通讯设备等领域。
下面结合具体实施例对本发明实施例具体作进一步地详细描述。
实施例1
本发明实施例提供一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，由以下重量百分比的原料组成：再生PC树脂70％，再生ABS树脂15％，AS树脂5％，相容剂2％，增韧剂5％，复合无卤阻燃剂2.5％，抗氧剂0.3％，润滑剂0.5％，抗滴落剂0.3％，其它助剂3％。
具体制备方法包括以下步骤：将再生PC树脂置于120℃鼓风烘箱中，干燥4h，待用；将再生ABS树脂置于90℃鼓风烘箱中，干燥4h待用；按照重量百分比配备好各种原料助剂；将再生PC树脂和再生ABS树脂、相容剂、增韧剂、复合无卤阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂以及其它助剂，加入高速混合机中，充分混合5分钟(也可采用高低速交替混合3-10分钟)，出料得到混合物；混合物经双螺杆挤出机挤出造粒即得到高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，双螺杆挤出机温度区间为200℃～250℃，主机转速为20～40r/min。
实施例2
本发明实施例提供一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，由以下重量百分比的原料组成：再生PC树脂80％，再生ABS树脂10％，AS树脂3％，相容剂3％，增韧剂6％，复合无卤阻燃剂2％，抗氧剂0.3％，润滑剂0.5％，抗滴落剂0.2％，其他助剂3％。
具体制备方法包括以下步骤：将再生PC树脂置于120℃鼓风烘箱中，干燥4h，待用；将再生ABS树脂置于90℃鼓风烘箱中，干燥4h待用；按照重量百分比配备好各种原料助剂，置于高混机中充分混合5分钟，混合物经双螺杆挤出机造粒即得到高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，控制温度为200℃～250℃，主机转速20～40r/min。
实施例3
本发明实施例提供一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，由以下重量百分比的原料组成：再生PC树脂84％，再生ABS树脂5％，AS树脂3％，相容剂2％，增韧剂3％，复合无卤阻燃剂1.5％，抗氧剂0.3％，润滑剂0.5％，抗滴落剂0.2％，其他助剂3％。
具体制备方法包括以下步骤；将再生PC树脂置于120℃鼓风烘箱中，干燥4h，待用；将再生ABS树脂置于90℃鼓风烘箱中，干燥4h待用；按照重量百分比配备好各种原料助剂，置于高混机中充分混合5分钟，混合物经双螺杆挤出机造粒即得到高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，控制温度为200℃～250℃，主机转速20～40r/min。
将实施例1、实施例2和实施例3制得的三种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，按照中国国家标准制备成标准样条，进行性能测试，性能测试标准如表1所示，测试结果如表2所示。
表1实施例1、实施例2和实施例3材料性能测试条件
表2实施例1、实施例2和实施例3材料性能测试数据
通过上表可以看出，本发明的高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，既有优异的缺口冲击强度，又有较高的热变形温度，且使用再生PC树脂和再生ABS树脂，对环境更为友好，促进经济的可持续发展。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，该合金材料由按质量百分数计的以下原料制成：
2.根据权利要求1所述的一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述再生PC树脂在温度300℃、载荷1.2kg时的熔体流动速率为3g/10min～30g/10min；所述再生ABS树脂在温度220℃、载荷10kg时的熔体流动速率为15g/10min～35g/10min；所述AS树脂在温度220℃、载荷10kg时的熔体流动速率为25g/10min～40g/10min。
3.根据权利要求1或2所述的一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述无卤阻燃剂组分为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾、聚二甲基硅氧烷、聚有机硅倍半氧烷中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述相容剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中，聚丁二烯质量百分含量为55％～70％，聚丙烯腈质量百分含量为10％～15％，聚苯乙烯质量百分含量为20％～30％。
7.根据权利要求1或2所述的一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述抗滴落剂为苯乙烯共聚物包覆的聚四氟乙烯、PMMA包覆的聚四氟乙烯、SAN为载体的聚四氟乙烯中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸正十八碳酸酯、N，N’-双(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种；
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、N，N，-亚乙基双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、聚四氟乙烯微粉中的一种或几种。
9.根据权利要求1或2所述的一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述其它助剂为硫酸钡、滑石粉、云母粉、钛白粉、碳酸钙中的一种或几种。
10.一种高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至9任一项所述的PC/ABS合金材料，包括以下步骤：
按权利要求1至9任一项所述的配方取制备PC/ABS合金材料的各原料；
将原料中的再生PC树脂置于120℃鼓风烘箱中，干燥4小时，待用；
将原料中的再生ABS树脂置于90℃鼓风烘箱中，干燥4小时，待用；
将所述再生PC树脂、所述再生ABS树脂、相容剂、增韧剂、复合无卤阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂和其它助剂，加入高速混合机中，充分混合3-10分钟，出料得到混合物；
将所述混合物经温度区间为200℃～250℃、主机转速为20～40r/min的双螺杆挤出机挤出造粒，即得到高冲击耐热无卤阻燃PC/ABS合金材料。
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