CN108129824A - 一种石墨烯阻燃增强pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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王圣武
欧正清
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Abstract

本发明公开了一种石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料及其制备方法，石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，其原料组分包括：PC 50‑70份，ABS 20‑30份，相容剂5‑10份，石墨烯阻燃剂5‑15份，抗氧剂0.1‑0.2份，润滑剂0.2‑0.3份，石墨烯阻燃剂为氮磷系树状大分子功能化石墨烯，前述份数为质量份数。通过添加氮磷系树状大分子石墨烯，满足材料阻燃等级达到UL‑94标准的V‑0级别，同时力学性能提升显著，产品的光泽度好、耐温性高。

Description

一种石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料及其制备方法，属于PC/ABS合金领域。
背景技术
聚碳酸酯(PC)大分子链结构中，既有柔顺的碳酸酯链，又有刚性的苯环结构，因而聚碳酸酯具有韧而刚的机械特性、冲击强度高、尺寸稳定性和抗蠕变性好、无毒、透明、耐热、介电性能优良等优点，在众多领域得到广泛应用。ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)虽然耐热性、耐候性能差，机械性能不够理想，却具有良好的耐冲击性和加工流动性，刚好弥补了PC存在的熔体粘度大、加工成型困难、价格昂贵等缺点。以PC和ABS为主要原料的PC/ABS合金材料综合了两者的长处，既具有良好的成型性能和低温韧性，又具有较高的热变形温度及光稳定性。
玻纤增强后的PC/ABS合金材料，力学性能得到很大的提高，广泛应用于电子电器外壳行业，但随着玻纤的提高，其表面浮纤也会越来越严重，加上一定阻燃剂的添加，在保证阻燃效果的基础上，会造成力学性能的降低，甚至也会影响材料的表面光泽度。因此，一种高性能、高光泽阻燃PC/ABS合金材料的研发迫在眉睫。
发明内容
本发明提供一种石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料及其制备方法，石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，具有优异的力学性能和阻燃性能，且光泽度好。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，其原料组分包括：
石墨烯阻燃剂为氮磷系树状大分子功能化石墨烯，前述份数为质量份数。
申请人经研究发现，石墨烯阻燃剂上的氮磷系化合物提高了产品的阻燃性能，且氮磷系树状大分子功能化石墨烯与基材有着很好的相容性，石墨烯阻燃剂的添加，不仅提高的材料的阻燃性能，而且也提高了产品的力学性能。
上述PC为聚碳酸酯，优选的规格牌号为：韩国乐天1150；ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，C代表苯乙烯。
为了进一步提高产品的力学性能、阻燃性和耐温性，ABS中，B的质量含量为5-30％，AS的质量含量为70-95％。
为了进一步提高产品的均匀性，进而促进力学性能和阻燃性能的进一步提升，相容剂为马来酸酐接枝ABS。
为了进一步提高产品的阻燃性能和力学性能，石墨烯阻燃剂中，石墨烯含量为1-3％。石墨烯含量超过5％，会造成团聚现象，严重影响材料的机械性能。进一步优选，氮磷系树状大分子接枝物总质量占石墨烯阻燃剂质量的50％。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，进而提高产品的综合性能，抗氧剂为质量比为(1±0.2)：(1±0.2)的抗氧剂1076和抗氧剂168的混合物。
为了进一步提高材料的加工性能，同时提高产品的阻燃性能和力学性能，润滑剂为聚乙烯蜡。进一步优选，聚乙烯蜡的熔融粘度为140℃下10-20cps。
上述石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料的制备方法，采用一步法在高速混合机中将原料混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒、干燥，再将得到的粒料经注塑机注塑成制品，即得石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，通过添加氮磷系树状大分子石墨烯，满足材料阻燃等级达到UL-94标准的V-0级别，同时力学性能提升显著，产品的光泽度好、耐温性高。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1:
取PC切片(韩国乐天1150)70kg，ABS(上海高桥8391)切片20kg，马来酸酐接枝聚苯乙烯(东莞铨盛化工有限公司ESC-SMA703)5kg,阻燃剂(参照申请号为2016100478351中的实施例1制备)：5KG，抗氧剂1076(雅宝)100g和抗氧剂168(雅宝)100g，润滑剂(聚乙烯蜡PE-4A，江西宏远化工)：200g，加入高速混合机中搅拌分散均匀，出料，将其加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒，干燥，得到阻燃粒料，经注塑机注塑样条，检测力学性能、垂直燃烧性能以及表面浮纤情况，结果见表1。
实施例2：
取PC切片(韩国乐天1150)70kg，ABS(上海高桥8391)切片25kg，马来酸酐接枝聚苯乙烯(东莞铨盛化工有限公司ESC-SMA703)5kg,阻燃剂(参照申请号为2016100478351中的实施例1制备)：10KG，抗氧剂1076(雅宝)100g和抗氧剂168(雅宝)100g，润滑剂(聚乙烯蜡PE-4A，江西宏远化工)：200g，加入高速混合机中搅拌分散均匀，出料，将其加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒，干燥，得到阻燃粒料，经注塑机注塑样条，检测力学性能、垂直燃烧性能以及表面浮纤情况，结果见表1。
实施例3：
取PC切片(韩国乐天1150)60kg，ABS(上海高桥8391)切片30kg，马来酸酐接枝聚苯乙烯(东莞铨盛化工有限公司ESC-SMA703)5kg,阻燃剂(参照申请号为2016100478351中的实施例1制备)：5KG，抗氧剂1076(雅宝)100g和抗氧剂168(雅宝)100g，润滑剂(聚乙烯蜡PE-4A，江西宏远化工)：200g，加入高速混合机中搅拌分散均匀，出料，将其加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒，干燥，得到阻燃粒料，经注塑机注塑样条，检测力学性能、垂直燃烧性能以及表面浮纤情况，结果见表1。
对比例1：
取PC切片(韩国乐天1150)55kg，ABS(上海高桥8391)切片15kg，马来酸酐接枝聚苯乙烯(东莞铨盛化工有限公司ESC-SMA703)5kg,阻燃剂十溴二苯乙烷(泰州百力)：10KG，抗氧剂1076(雅宝)100g和抗氧剂168(雅宝)100g，润滑剂(聚乙烯蜡PE-4A，江西宏远化工)：200g，玻璃纤维(泰山玻纤ECS13-30-T442)：15KG，加入高速混合机中搅拌分散均匀，出料，将其加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒，干燥，得到阻燃粒料，经注塑机注塑样条，检测力学性能、垂直燃烧性能以及表面浮纤情况，结果见表1。
对比例2:
取PC切片(韩国乐天1150)50kg，ABS(上海高桥8391)切片5kg，马来酸酐接枝聚苯乙烯(东莞铨盛化工有限公司ESC-SMA703)5kg,阻燃剂十溴二苯乙烷(泰州百力)：10KG，抗氧剂1076(雅宝)100g和抗氧剂168(雅宝)100g，润滑剂(聚乙烯蜡PE-4A，江西宏远化工)：200g，玻璃纤维(泰山玻纤ECS13-30-T442)：30KG，加入高速混合机中搅拌分散均匀，出料，将其加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒，干燥，得到阻燃粒料，经注塑机注塑样条，检测力学性能、垂直燃烧性能以及表面浮纤情况，结果见表1。
力学性能测试依据ASTM标准，阻燃性能测试依据UL94标准，是否浮纤通过肉眼观察，热变形温度测试依据ASTM D648标准。
表1实施例材料性能

Claims (9)

1.一种石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，其特征在于：其原料组分包括：
石墨烯阻燃剂为氮磷系树状大分子功能化石墨烯，前述份数为质量份数。
2.如权利要求1所述的石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，其特征在于：ABS中，B的质量含量为5-30％，AS的质量含量为70-95％。
3.如权利要求1或2所述的石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，其特征在于：相容剂为马来酸酐接枝ABS。
4.如权利要求1或2所述的石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，其特征在于：石墨烯阻燃剂中，石墨烯含量为1-3％。
5.如权利要求4所述的石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，其特征在于：氮磷系树状大分子接枝物总质量占石墨烯阻燃剂质量的50％。
6.如权利要求1或2所述的石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，其特征在于：抗氧剂为质量比为(1±0.2)：(1±0.2)的抗氧剂1076和抗氧剂168的混合物。
7.如权利要求1或2所述的石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，其特征在于：润滑剂为聚乙烯蜡。
8.如权利要求7所述的石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料，其特征在于：聚乙烯蜡的熔融粘度为140℃下10-20cps。
9.权利要求1-8任意一项所述的石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于：采用一步法在高速混合机中将原料混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒、干燥，再将得到的粒料经注塑机注塑成制品，即得石墨烯阻燃增强PC/ABS合金材料。
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