CN106987109A - 一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性pc/abs合金的方法 - Google Patents

一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性pc/abs合金的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，其包括氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC的制备、纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS的制备、阻燃PC/ABS合金的制备等步骤，本发明先采用氨水沉淀‑煅烧法制得氧化石墨烯包覆锡酸镧，再采用原位聚合法制得氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC；然后采用水热合成法制得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯，再采用原位聚合法制得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS；最后将氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC和纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS进行熔融共混制得PC/ABS合金，显著提高了PC/ABS合金的阻燃效率，使其阻燃性能可达UL‑94V‑0级。

Description

一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS 合金的方法
技术领域
本发明涉及一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，属于高分子材料领域。
背景技术
PC/ABS合金是一种通过混炼后合成的改性工程塑料。其中，PC是聚碳酸脂，ABS是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）的共聚物。这种改性塑料比单纯的PC和ABS性能更好，例如：抗冲击性提高，耐热性提高，硬度提高等等。PC/ABS以其独特的耐热、抗冲击、耐应力开裂以及良好的尺寸稳定性和化学稳定性被广泛应用于在电子、电器、通讯、汽车、化工、医药、生物等领域的制造。由于应用领域的特殊要求，其阻燃性能日益受到人们的关注，近十年来，阻燃PC/ABS合金的开发已成为当今世界各大公司研究的一个热点。
卢家荣、吴水珠、曾钫等人在其《PC/ABS 合金用阻燃体系的研究进展》一文中综述了国内外用于 PC/ABS 合金的阻燃体系：（1）卤系阻燃体系：用于 PC/ABS 合金的卤系阻燃体系主要包括：十溴联苯醚、十溴双酚 A、四溴双酚A、
1,2-双(三溴苯氧基)乙烷、1,2-双(四溴邻苯二甲酰胺)乙烷、四溴双酚A碳酸酯齐聚物、溴化环氧树脂齐聚物、溴化聚苯乙烯等；（2）磷-卤阻燃体系：其主要包括：磷酸三(2,3-二溴丙)酯、磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、六溴环三磷腈等；（3）磷系阻燃体系：其主要包括：红磷、磷酸盐和聚磷酸铵等无机磷系阻燃剂以及磷酸酯、膦酸酯、氧化磷、亚磷酸酯、杂环类等有机磷系阻燃剂；（4）非磷非卤阻燃体系：目前非磷非卤阻燃体系既包括氢氧化镁、氢氧化铝、云母、纳米蒙脱土等无机化合物，又包括日益受到人们青睐的硅系阻燃剂。然而目前还未见纳米片钠铝石、锡酸镧、氧化石墨烯复合使用用于阻燃改性PC/ABS合金。
因此，本发明先采用氨水沉淀-煅烧法制得氧化石墨烯包覆锡酸镧，再采用原位聚合法制得氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC；然后采用水热合成法制得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯，再采用原位聚合法制得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS；最后将氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC和纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS进行熔融共混制得PC/ABS合金，使得纳米片钠铝石、锡酸镧、氧化石墨烯三者之间具有良好的阻燃协同效应，可显著提高PC/ABS合金的阻燃效率，使其阻燃性能可达UL-94V-0级。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，本发明方法使得纳米片钠铝石、锡酸镧、氧化石墨烯三者之间具有良好的阻燃协同效应，可显著提高PC/ABS合金的阻燃效率，使其阻燃性能可达UL-94V-0级。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，包括以下步骤：
（1）氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC的制备：
1a.将摩尔浓度为0.1mol/L的硝酸镧水溶液与摩尔浓度为0.1mol/L的锡酸钠水溶液按等体积混合，快速搅拌均匀，待用；
1b.将氧化石墨烯粉体超声分散于水中，制得质量浓度为0.8-1.4mg/mL的氧化石墨烯分散液，待用；
1c.将步骤1a制得的溶液与步骤1b制得的氧化石墨烯分散液按照质量比2-3:1混合，充分搅拌均匀加饱和氨水溶液调节体系PH至10-12，在室温下搅拌反应3-5h，反应结束后静置陈化24-48h，在80-90℃水浴温度下搅拌至液体完全蒸发，然后将得到的固体用蒸馏水清洗至中性，真空干燥，研磨，过200-400目筛，然后在氮气保护下以5-7℃/min的速率升温至460-540℃，保温1-2h，再以4-6℃/min的速率升温至720-780℃，保温1.5-2.5h，再在氦气保护下以3-5℃/min的速率降温至340-390℃，保温0.5-1h，再以2-4℃/min的速率升温至800-850℃，保温2-3h，再在二氧化碳保护下以1-3℃/min的速率降温至610-670℃，保温1-2h，再以2-4℃/min的速率降温至240-280℃，保温0.5-1h，空冷至常温即得氧化石墨烯包覆锡酸镧；
1d.按照摩尔比1:2将双酚A、碳酸二甲酯在常压下混合均匀，再加入相当于双酚A质量1-2%的单丁基氧化锡和1-2%的三苯基膦，在氮气保护下油浴加热至180-200℃，搅拌反应6-9h，然后在130-150℃温度下减压蒸馏出未反应的碳酸二甲酯，得到淡黄色粘稠物双酚A二丁基碳酸酯；
1e.按照质量比3-4:1将双酚A二丁基碳酸酯和氧化石墨烯包覆锡酸镧混合，超声分散1-2h，然后油浴加热至180-200℃，搅拌反应4-6h，在130-150℃温度下减压蒸馏出未反应的碳酸二甲酯，熔融聚合得到粗聚碳酸酯，然后用二氯甲烷溶解，再用乙醇沉淀，过滤，真空干燥至恒重，即得所需的阻燃PC；
（2）纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS的制备：
2a.将氧化石墨烯加水搅拌制成质量浓度为1-2mg/mL的氧化石墨烯分散液，再加入相当于氧化石墨烯质量10-15%的氢氧化铝，充分搅拌均匀，超声分散20-30min，然后按照碳酸氢钠与氢氧化铝摩尔比为16:1加入碳酸氢钠，充分搅拌均后用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节体系PH至9-10，水浴加热至80-90℃，搅拌反应2-4h，反应结束后快速冷却至常温，8000-10000r/min离心分离20-40min，然后沉淀物用蒸馏水清洗至中性，再用体积分数为95%的乙醇溶液洗涤3-4次后于70-80℃温度下干燥24-36h，即得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯；
2b.按质量比3-5:0.01-0.02:0.1-0.2:0.02-0.03:5-7称取丁二烯、叔十二碳硫醇、歧化松香酸皂、碳酸钾和水，然后在水中依次加入歧化松香酸皂、叔十二碳硫醇、碳酸钾、过硫酸钾，充分搅拌搅拌均匀，抽真空，用氮气置换三次，加入丁二烯，预乳化10-15min后在30-40min内升温至60-70℃，搅拌反应10-15h，降温出料，即得聚丁二烯胶乳；
2c.在聚丁二烯胶乳中加入相当于聚丁二烯胶乳质量10-15%的纳米氧化锡锑/煅烧碱式氯化镁复合材料，充分搅拌均匀，然后再依次加入相当于聚丁二烯胶乳质量0.2-0.4%的歧化松香酸皂、0.2-0.3%的焦磷酸钠、0.1-0.2%的葡萄糖和0.3-0.4%的硫酸亚铁，通N2保护，水浴加热至50-60℃，搅拌20-30min，再加入相当于聚丁二烯胶乳质量50-60%的苯乙烯、20-30%的丙烯腈、0.1-0.3%的过氧化氢异丙苯和0.05-0.1%的叔十二碳硫醇，水浴加热至60-70℃，搅拌2-4h，然后升温至65-75℃，搅拌30-40min，待温度降至45-55℃时，加入相当于聚丁二烯胶乳质量0.04-0.08%的抗氧剂，搅拌0.5-1h，取出乳液经破乳、凝聚、脱水、干燥即得所需的阻燃ABS；
（3）阻燃PC/ABS合金的制备：
按照质量比1-2:4-6称取纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS和氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC；然后将氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC与总质量40-50%的纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS混合，在70-90℃下混炼4-8min，再加入到双螺杆挤出机中进行第一次挤出造粒；最后将得到的粒料与余下的纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS混合，在60-80℃下混炼5-10min，再加入到双螺杆挤出机中进行第二次挤出造粒，即得所需的阻燃PC/ABS合金。
步骤1b中所述的超声功率为200-300W。
步骤1e和步骤2a中所述的超声功率为300-400W。
步骤2c中所述的抗氧剂按质量百分比由20-30%的硫代二丙酸双十二醇酯、15-25%的2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、50-60%的松香皂液组成的混合溶液。
步骤（3）中所述的第一次挤出造粒双螺杆挤出机加工温度为250-280℃，螺杆转速50-80r/min；所述的第一次挤出造粒双螺杆挤出机加工温度为245-275℃，螺杆转速60-90r/min。
本发明的有益效果：
本发明先采用氨水沉淀-煅烧法制得氧化石墨烯包覆锡酸镧，再采用原位聚合法制得氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC；然后采用水热合成法制得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯，再采用原位聚合法制得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS；最后将氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC和纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS进行熔融共混制得PC/ABS合金，使得纳米片钠铝石、锡酸镧、氧化石墨烯三者之间具有良好的阻燃协同效应，可显著提高PC/ABS合金的阻燃效率，使其阻燃性能可达UL-94V-0级。
具体实施方式
实施例1
一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，包括以下步骤：
（1）氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC的制备：
1a.将摩尔浓度为0.1mol/L的硝酸镧水溶液与摩尔浓度为0.1mol/L的锡酸钠水溶液按等体积混合，快速搅拌均匀，待用；
1b.将氧化石墨烯粉体超声分散于水中，制得质量浓度为0.8mg/mL的氧化石墨烯分散液，待用；
1c.将步骤1a制得的溶液与步骤1b制得的氧化石墨烯分散液按照质量比2:1混合，充分搅拌均匀加饱和氨水溶液调节体系PH至10，在室温下搅拌反应3h，反应结束后静置陈化24h，在80℃水浴温度下搅拌至液体完全蒸发，然后将得到的固体用蒸馏水清洗至中性，真空干燥，研磨，过200目筛，然后在氮气保护下以5℃/min的速率升温至460℃，保温1h，再以4℃/min的速率升温至720℃，保温1.5h，再在氦气保护下以3℃/min的速率降温至340℃，保温0.5h，再以2℃/min的速率升温至800℃，保温2h，再在二氧化碳保护下以1℃/min的速率降温至610℃，保温1h，再以2℃/min的速率降温至240℃，保温0.5h，空冷至常温即得氧化石墨烯包覆锡酸镧；
1d.按照摩尔比1:2将双酚A、碳酸二甲酯在常压下混合均匀，再加入相当于双酚A质量1%的单丁基氧化锡和1%的三苯基膦，在氮气保护下油浴加热至180℃，搅拌反应6h，然后在130℃温度下减压蒸馏出未反应的碳酸二甲酯，得到淡黄色粘稠物双酚A二丁基碳酸酯；
1e.按照质量比3:1将双酚A二丁基碳酸酯和氧化石墨烯包覆锡酸镧混合，超声分散1h，然后油浴加热至180℃，搅拌反应6h，在150℃温度下减压蒸馏出未反应的碳酸二甲酯，熔融聚合得到粗聚碳酸酯，然后用二氯甲烷溶解，再用乙醇沉淀，过滤，真空干燥至恒重，即得所需的阻燃PC；
（2）纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS的制备：
2a.将氧化石墨烯加水搅拌制成质量浓度为1mg/mL的氧化石墨烯分散液，再加入相当于氧化石墨烯质量10%的氢氧化铝，充分搅拌均匀，超声分散20min，然后按照碳酸氢钠与氢氧化铝摩尔比为16:1加入碳酸氢钠，充分搅拌均后用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节体系PH至9，水浴加热至80℃，搅拌反应4h，反应结束后快速冷却至常温，8000r/min离心分离40min，然后沉淀物用蒸馏水清洗至中性，再用体积分数为95%的乙醇溶液洗涤3次后于70℃温度下干燥36h，即得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯；
2b.按质量比3:0.01:0.1:0.02:5称取丁二烯、叔十二碳硫醇、歧化松香酸皂、碳酸钾和水，然后在水中依次加入歧化松香酸皂、叔十二碳硫醇、碳酸钾、过硫酸钾，充分搅拌搅拌均匀，抽真空，用氮气置换三次，加入丁二烯，预乳化10min后在30min内升温至60℃，搅拌反应15h，降温出料，即得聚丁二烯胶乳；
2c.在聚丁二烯胶乳中加入相当于聚丁二烯胶乳质量10%的纳米氧化锡锑/煅烧碱式氯化镁复合材料，充分搅拌均匀，然后再依次加入相当于聚丁二烯胶乳质量0.2%的歧化松香酸皂、0.2%的焦磷酸钠、0.1%的葡萄糖和0.3%的硫酸亚铁，通N2保护，水浴加热至50℃，搅拌20min，再加入相当于聚丁二烯胶乳质量50%的苯乙烯、20%的丙烯腈、0.1%的过氧化氢异丙苯和0.05%的叔十二碳硫醇，水浴加热至60℃，搅拌4h，然后升温至65℃，搅拌40min，待温度降至45℃时，加入相当于聚丁二烯胶乳质量0.04%的抗氧剂，搅拌1h，取出乳液经破乳、凝聚、脱水、干燥即得所需的阻燃ABS；
（3）阻燃PC/ABS合金的制备：
按照质量比1:4称取纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS和氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC；然后将氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC与总质量40%的纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS混合，在70℃下混炼8min，再加入到双螺杆挤出机中进行第一次挤出造粒；最后将得到的粒料与余下的纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS混合，在60℃下混炼10min，再加入到双螺杆挤出机中进行第二次挤出造粒，即得所需的阻燃PC/ABS合金。
步骤1b中所述的超声功率为300W。
步骤1e和步骤2a中所述的超声功率为400W。
步骤2c中所述的抗氧剂按质量百分比由20%的硫代二丙酸双十二醇酯、20%的2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、60%的松香皂液组成的混合溶液。
步骤（3）中所述的第一次挤出造粒双螺杆挤出机加工温度为250℃，螺杆转速50r/min；所述的第一次挤出造粒双螺杆挤出机加工温度为245℃，螺杆转速60r/min。
实施例2
一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，包括以下步骤：
（1）氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC的制备：
1a.将摩尔浓度为0.1mol/L的硝酸镧水溶液与摩尔浓度为0.1mol/L的锡酸钠水溶液按等体积混合，快速搅拌均匀，待用；
1b.将氧化石墨烯粉体超声分散于水中，制得质量浓度为1.1mg/mL的氧化石墨烯分散液，待用；
1c.将步骤1a制得的溶液与步骤1b制得的氧化石墨烯分散液按照质量比2.5:1混合，充分搅拌均匀加饱和氨水溶液调节体系PH至11，在室温下搅拌反应4h，反应结束后静置陈化36h，在85℃水浴温度下搅拌至液体完全蒸发，然后将得到的固体用蒸馏水清洗至中性，真空干燥，研磨，过300目筛，然后在氮气保护下以6℃/min的速率升温至500℃，保温1.5h，再以5℃/min的速率升温至750℃，保温2h，再在氦气保护下以4℃/min的速率降温至360℃，保温1h，再以3℃/min的速率升温至820℃，保温2.5h，再在二氧化碳保护下以2℃/min的速率降温至640℃，保温1.5h，再以3℃/min的速率降温至260℃，保温0.5h，空冷至常温即得氧化石墨烯包覆锡酸镧；
1d.按照摩尔比1:2将双酚A、碳酸二甲酯在常压下混合均匀，再加入相当于双酚A质量1.5%的单丁基氧化锡和1.5%的三苯基膦，在氮气保护下油浴加热至190℃，搅拌反应7h，然后在140℃温度下减压蒸馏出未反应的碳酸二甲酯，得到淡黄色粘稠物双酚A二丁基碳酸酯；
1e.按照质量比3.5:1将双酚A二丁基碳酸酯和氧化石墨烯包覆锡酸镧混合，超声分散1.5h，然后油浴加热至190℃，搅拌反应5h，在140℃温度下减压蒸馏出未反应的碳酸二甲酯，熔融聚合得到粗聚碳酸酯，然后用二氯甲烷溶解，再用乙醇沉淀，过滤，真空干燥至恒重，即得所需的阻燃PC；
（2）纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS的制备：
2a.将氧化石墨烯加水搅拌制成质量浓度为1.5mg/mL的氧化石墨烯分散液，再加入相当于氧化石墨烯质量12%的氢氧化铝，充分搅拌均匀，超声分散25min，然后按照碳酸氢钠与氢氧化铝摩尔比为16:1加入碳酸氢钠，充分搅拌均后用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节体系PH至9.5，水浴加热至85℃，搅拌反应3h，反应结束后快速冷却至常温，9000r/min离心分离30min，然后沉淀物用蒸馏水清洗至中性，再用体积分数为95%的乙醇溶液洗涤3次后于75℃温度下干燥30h，即得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯；
2b.按质量比4:0.015:0.15:0.025:6称取丁二烯、叔十二碳硫醇、歧化松香酸皂、碳酸钾和水，然后在水中依次加入歧化松香酸皂、叔十二碳硫醇、碳酸钾、过硫酸钾，充分搅拌搅拌均匀，抽真空，用氮气置换三次，加入丁二烯，预乳化12min后在35min内升温至65℃，搅拌反应12h，降温出料，即得聚丁二烯胶乳；
2c.在聚丁二烯胶乳中加入相当于聚丁二烯胶乳质量12%的纳米氧化锡锑/煅烧碱式氯化镁复合材料，充分搅拌均匀，然后再依次加入相当于聚丁二烯胶乳质量0.3%的歧化松香酸皂、0.25%的焦磷酸钠、0.15%的葡萄糖和0.35%的硫酸亚铁，通N2保护，水浴加热至55℃，搅拌25min，再加入相当于聚丁二烯胶乳质量55%的苯乙烯、25%的丙烯腈、0.15%的过氧化氢异丙苯和0.08%的叔十二碳硫醇，水浴加热至65℃，搅拌3h，然后升温至70℃，搅拌35min，待温度降至50℃时，加入相当于聚丁二烯胶乳质量0.06%的抗氧剂，搅拌0.5h，取出乳液经破乳、凝聚、脱水、干燥即得所需的阻燃ABS；
（3）阻燃PC/ABS合金的制备：
按照质量比1.5:5称取纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS和氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC；然后将氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC与总质量45%的纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS混合，在80℃下混炼6min，再加入到双螺杆挤出机中进行第一次挤出造粒；最后将得到的粒料与余下的纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS混合，在70℃下混炼8min，再加入到双螺杆挤出机中进行第二次挤出造粒，即得所需的阻燃PC/ABS合金。
步骤1b中所述的超声功率为250W。
步骤1e和步骤2a中所述的超声功率为350W。
步骤2c中所述的抗氧剂按质量百分比由25%的硫代二丙酸双十二醇酯、20%的2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、55%的松香皂液组成的混合溶液。
步骤（3）中所述的第一次挤出造粒双螺杆挤出机加工温度为260℃，螺杆转速60r/min；所述的第一次挤出造粒双螺杆挤出机加工温度为265℃，螺杆转速70r/min。
实施例3
一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，包括以下步骤：
（1）氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC的制备：
1a.将摩尔浓度为0.1mol/L的硝酸镧水溶液与摩尔浓度为0.1mol/L的锡酸钠水溶液按等体积混合，快速搅拌均匀，待用；
1b.将氧化石墨烯粉体超声分散于水中，制得质量浓度为1.4mg/mL的氧化石墨烯分散液，待用；
1c.将步骤1a制得的溶液与步骤1b制得的氧化石墨烯分散液按照质量比3:1混合，充分搅拌均匀加饱和氨水溶液调节体系PH至12，在室温下搅拌反应5h，反应结束后静置陈化48h，在90℃水浴温度下搅拌至液体完全蒸发，然后将得到的固体用蒸馏水清洗至中性，真空干燥，研磨，过400目筛，然后在氮气保护下以7℃/min的速率升温至540℃，保温2h，再以6℃/min的速率升温至780℃，保温2.5h，再在氦气保护下以5℃/min的速率降温至390℃，保温1h，再以4℃/min的速率升温至850℃，保温3h，再在二氧化碳保护下以3℃/min的速率降温至670℃，保温2h，再以4℃/min的速率降温至280℃，保温1h，空冷至常温即得氧化石墨烯包覆锡酸镧；
1d.按照摩尔比1:2将双酚A、碳酸二甲酯在常压下混合均匀，再加入相当于双酚A质量2%的单丁基氧化锡和2%的三苯基膦，在氮气保护下油浴加热至200℃，搅拌反应6h，然后在150℃温度下减压蒸馏出未反应的碳酸二甲酯，得到淡黄色粘稠物双酚A二丁基碳酸酯；
1e.按照质量比4:1将双酚A二丁基碳酸酯和氧化石墨烯包覆锡酸镧混合，超声分散1.5h，然后油浴加热至200℃，搅拌反应4h，在150℃温度下减压蒸馏出未反应的碳酸二甲酯，熔融聚合得到粗聚碳酸酯，然后用二氯甲烷溶解，再用乙醇沉淀，过滤，真空干燥至恒重，即得所需的阻燃PC；
（2）纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS的制备：
2a.将氧化石墨烯加水搅拌制成质量浓度为2mg/mL的氧化石墨烯分散液，再加入相当于氧化石墨烯质量15%的氢氧化铝，充分搅拌均匀，超声分散30min，然后按照碳酸氢钠与氢氧化铝摩尔比为16:1加入碳酸氢钠，充分搅拌均后用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节体系PH至10，水浴加热至90℃，搅拌反应2h，反应结束后快速冷却至常温，10000r/min离心分离20min，然后沉淀物用蒸馏水清洗至中性，再用体积分数为95%的乙醇溶液洗涤4次后于80℃温度下干燥24h，即得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯；
2b.按质量比5:0.02:0.2:0.03:7称取丁二烯、叔十二碳硫醇、歧化松香酸皂、碳酸钾和水，然后在水中依次加入歧化松香酸皂、叔十二碳硫醇、碳酸钾、过硫酸钾，充分搅拌搅拌均匀，抽真空，用氮气置换三次，加入丁二烯，预乳化15min后在40min内升温至70℃，搅拌反应10h，降温出料，即得聚丁二烯胶乳；
2c.在聚丁二烯胶乳中加入相当于聚丁二烯胶乳质量15%的纳米氧化锡锑/煅烧碱式氯化镁复合材料，充分搅拌均匀，然后再依次加入相当于聚丁二烯胶乳质量0.4%的歧化松香酸皂、0.3%的焦磷酸钠、0.2%的葡萄糖和0.4%的硫酸亚铁，通N2保护，水浴加热至60℃，搅拌20min，再加入相当于聚丁二烯胶乳质量60%的苯乙烯、30%的丙烯腈、0.3%的过氧化氢异丙苯和0.1%的叔十二碳硫醇，水浴加热至70℃，搅拌2h，然后升温至75℃，搅拌30min，待温度降至55℃时，加入相当于聚丁二烯胶乳质量0.08%的抗氧剂，搅拌0.5h，取出乳液经破乳、凝聚、脱水、干燥即得所需的阻燃ABS；
（3）阻燃PC/ABS合金的制备：
按照质量比2:6称取纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS和氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC；然后将氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC与总质量50%的纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS混合，在90℃下混炼4min，再加入到双螺杆挤出机中进行第一次挤出造粒；最后将得到的粒料与余下的纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS混合，在80℃下混炼5min，再加入到双螺杆挤出机中进行第二次挤出造粒，即得所需的阻燃PC/ABS合金。
步骤1b中所述的超声功率为200W。
步骤1e和步骤2a中所述的超声功率为300W。
步骤2c中所述的抗氧剂按质量百分比由30%的硫代二丙酸双十二醇酯、20%的2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、50%的松香皂液组成的混合溶液。
步骤（3）中所述的第一次挤出造粒双螺杆挤出机加工温度为280℃，螺杆转速80r/min；所述的第一次挤出造粒双螺杆挤出机加工温度为275℃，螺杆转速90r/min。

Claims (5)

1.一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC的制备：
1a.将摩尔浓度为0.1mol/L的硝酸镧水溶液与摩尔浓度为0.1mol/L的锡酸钠水溶液按等体积混合，快速搅拌均匀，待用；
1b.将氧化石墨烯粉体超声分散于水中，制得质量浓度为0.8-1.4mg/mL的氧化石墨烯分散液，待用；
1c.将步骤1a制得的溶液与步骤1b制得的氧化石墨烯分散液按照质量比2-3:1混合，充分搅拌均匀加饱和氨水溶液调节体系PH至10-12，在室温下搅拌反应3-5h，反应结束后静置陈化24-48h，在80-90℃水浴温度下搅拌至液体完全蒸发，然后将得到的固体用蒸馏水清洗至中性，真空干燥，研磨，过200-400目筛，然后在氮气保护下以5-7℃/min的速率升温至460-540℃，保温1-2h，再以4-6℃/min的速率升温至720-780℃，保温1.5-2.5h，再在氦气保护下以3-5℃/min的速率降温至340-390℃，保温0.5-1h，再以2-4℃/min的速率升温至800-850℃，保温2-3h，再在二氧化碳保护下以1-3℃/min的速率降温至610-670℃，保温1-2h，再以2-4℃/min的速率降温至240-280℃，保温0.5-1h，空冷至常温即得氧化石墨烯包覆锡酸镧；
1d.按照摩尔比1:2将双酚A、碳酸二甲酯在常压下混合均匀，再加入相当于双酚A质量1-2%的单丁基氧化锡和1-2%的三苯基膦，在氮气保护下油浴加热至180-200℃，搅拌反应6-9h，然后在130-150℃温度下减压蒸馏出未反应的碳酸二甲酯，得到淡黄色粘稠物双酚A二丁基碳酸酯；
1e.按照质量比3-4:1将双酚A二丁基碳酸酯和氧化石墨烯包覆锡酸镧混合，超声分散1-2h，然后油浴加热至180-200℃，搅拌反应4-6h，在130-150℃温度下减压蒸馏出未反应的碳酸二甲酯，熔融聚合得到粗聚碳酸酯，然后用二氯甲烷溶解，再用乙醇沉淀，过滤，真空干燥至恒重，即得所需的阻燃PC；
（2）纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS的制备：
2a.将氧化石墨烯加水搅拌制成质量浓度为1-2mg/mL的氧化石墨烯分散液，再加入相当于氧化石墨烯质量10-15%的氢氧化铝，充分搅拌均匀，超声分散20-30min，然后按照碳酸氢钠与氢氧化铝摩尔比为16:1加入碳酸氢钠，充分搅拌均后用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节体系PH至9-10，水浴加热至80-90℃，搅拌反应2-4h，反应结束后快速冷却至常温，8000-10000r/min离心分离20-40min，然后沉淀物用蒸馏水清洗至中性，再用体积分数为95%的乙醇溶液洗涤3-4次后于70-80℃温度下干燥24-36h，即得纳米片钠铝石负载氧化石墨烯；
2b.按质量比3-5:0.01-0.02:0.1-0.2:0.02-0.03:5-7称取丁二烯、叔十二碳硫醇、歧化松香酸皂、碳酸钾和水，然后在水中依次加入歧化松香酸皂、叔十二碳硫醇、碳酸钾、过硫酸钾，充分搅拌搅拌均匀，抽真空，用氮气置换三次，加入丁二烯，预乳化10-15min后在30-40min内升温至60-70℃，搅拌反应10-15h，降温出料，即得聚丁二烯胶乳；
2c.在聚丁二烯胶乳中加入相当于聚丁二烯胶乳质量10-15%的纳米氧化锡锑/煅烧碱式氯化镁复合材料，充分搅拌均匀，然后再依次加入相当于聚丁二烯胶乳质量0.2-0.4%的歧化松香酸皂、0.2-0.3%的焦磷酸钠、0.1-0.2%的葡萄糖和0.3-0.4%的硫酸亚铁，通N2保护，水浴加热至50-60℃，搅拌20-30min，再加入相当于聚丁二烯胶乳质量50-60%的苯乙烯、20-30%的丙烯腈、0.1-0.3%的过氧化氢异丙苯和0.05-0.1%的叔十二碳硫醇，水浴加热至60-70℃，搅拌2-4h，然后升温至65-75℃，搅拌30-40min，待温度降至45-55℃时，加入相当于聚丁二烯胶乳质量0.04-0.08%的抗氧剂，搅拌0.5-1h，取出乳液经破乳、凝聚、脱水、干燥即得所需的阻燃ABS；
阻燃PC/ABS合金的制备：
按照质量比1-2:4-6称取纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS和氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC；然后将氧化石墨烯包覆锡酸镧阻燃PC与总质量40-50%的纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS混合，在70-90℃下混炼4-8min，再加入到双螺杆挤出机中进行第一次挤出造粒；最后将得到的粒料与余下的纳米片钠铝石负载氧化石墨烯阻燃ABS混合，在60-80℃下混炼5-10min，再加入到双螺杆挤出机中进行第二次挤出造粒，即得所需的阻燃PC/ABS合金。
2.根据权利要求1所述的一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，其特征在于，步骤1b中所述的超声功率为200-300W。
3.根据权利要求1所述的一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，其特征在于，步骤1e和步骤2a中所述的超声功率为300-400W。
4.根据权利要求1所述的一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，其特征在于，步骤2c中所述的抗氧剂按质量百分比由20-30%的硫代二丙酸双十二醇酯、15-25%的2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、50-60%的松香皂液组成的混合溶液。
5.根据权利要求1所述的一种纳米片钠铝石/锡酸镧/氧化石墨烯复合阻燃改性PC/ABS合金的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的第一次挤出造粒双螺杆挤出机加工温度为250-280℃，螺杆转速50-80r/min；所述的第一次挤出造粒双螺杆挤出机加工温度为245-275℃，螺杆转速60-90r/min。
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