CN109504056A - 一种低烟高阻燃性低气味pc合金板材专用料及其制备方法 - Google Patents

一种低烟高阻燃性低气味pc合金板材专用料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及合金材料技术领域，公开了一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料及其制备方法，包括以下组分和含量：聚碳酸酯60‑85wt%，ABS树脂5‑20wt%，增韧剂1‑5wt%，抑烟剂1‑5wt%，阻燃剂2‑10wt%，抗氧剂0.1‑1wt%，润滑剂0.1‑2wt%，抗滴落剂0.2‑0.5%；本发明在加入无卤阻燃剂，抗滴落剂提升PC合金材料的耐燃性的同时，加入硅系增韧剂，减低了燃烧时产生的黑烟，减小了燃烧的烟密度。同时通过添加ABS，MBS保证此PC合金材料的常温以及低温的韧性。此合金材料选用的物料都是低气味产品，因此最终生产的材料气味较低，可以符合客车行业厂家的需求。

Description

一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金材料技术领域，特别是一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料及其制备方法。
背景技术
PC合金特别是PC/ABS合金以其特异的优异性能应用在包含汽车、家电。最近几年在客车领域发生了一些变革。因PC/ABS不具备良好的阻燃性、燃烧时烟密度过大，导致在发生交通意外的时候，严重影响了客车乘客在危急时刻的逃生。在此背景下，开发一款低烟密度高氧指数高阻燃性的PC合金板材，同时能够满足低温韧性、高尺寸稳定性，良好的成型加工性变得非常迫切。
CN201611239166.4 描述了多聚芳基磷酸酯提高阻燃PC合金的耐燃性；
CN201611178739.7 描述了使用倍半硅氧烷作为阻燃剂增韧剂来提高聚碳酸酯的耐燃性。
上述现有技术中，虽然材料具有相当的耐燃性，但不能同时满足低烟密度、高氧指数、高耐燃性、低气味多方面特性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料及其制备方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明公开了一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，包括以下组分和含量：聚碳酸酯60-85wt%，ABS树脂5-20wt%，增韧剂1-5wt%，抑烟剂1-5wt%，阻燃剂2-10wt%，抗氧剂0.1-1wt%，润滑剂0.1-2wt%，抗滴落剂0.2-0.5%。
其中，聚碳酸酯的分子量为17000-30000g/mol，其玻璃化温度为145-150℃。
其中，ABS树脂为丙烯腈-丁二烯橡胶-苯乙烯组成的接枝共聚物，其中丁二烯橡胶含量在10-30%。
其中，增韧剂选自物理增韧改性剂或化学增韧改性剂中的一种或几种。
优选的，物理增韧改性剂包括丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物增韧剂、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，所述的化学增韧剂包括乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐或苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯三聚物-功能化马来酸酐。
其中，抑烟剂为氢氧化物、金属钼化物、水滑石、硅橡胶类增韧剂中的一种或几种。
其中，阻燃剂为多聚芳基磷酸酯。
其中，抗氧剂为酚类和/或亚磷酸酯类化合物，包括磷酸三苯酯、四[β-（3，5-二叔丁基4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯或三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。
其中，润滑剂包括脂肪酸酰胺和/或混合物、硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、硅酮粉、甲撑双硬脂酸酰胺或N,N’-乙撑双硬脂酸酰胺。
其中，抗滴落剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚六氟乙烯中的一种或几种。
本发明还公开了一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料的制备方法，采用上述的专用料制备，包括以下步骤：
聚碳酸酯50-80wt%，ABS树脂5-20wt%，增韧剂1-5wt%，抑烟剂1-5wt%，阻燃剂2-10wt%，抗氧剂0.1-1wt%，润滑剂0.1-2wt%，抗滴落剂0.2-0.5%。将上述原材料在高速混合机中预混3-10min，然后将预混料加入到双螺杆挤出机中，在220-260℃下熔融挤出，螺杆机转速为400-600rpm，冷却造粒即得产品。
本发明具有以下有益效果：
本发明在加入无卤阻燃剂，抗滴落剂提升PC合金材料的耐燃性的同时，加入硅系增韧剂，减低了燃烧时产生的黑烟，减小了燃烧的烟密度。同时通过添加ABS，MBS保证此PC合金材料的常温以及低温的韧性。此合金材料选用的物料都是低气味产品，因此最终生产的材料气味较低，可以符合客车行业厂家的需求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
本发明公开了一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，包括以下组分和含量：聚碳酸酯60-85wt%，ABS树脂5-20wt%，增韧剂1-5wt%，抑烟剂1-5wt%，阻燃剂2-10wt%，抗氧剂0.1-1wt%，润滑剂0.1-2wt%，抗滴落剂0.2-0.5%。
聚碳酸酯的分子量为17000-30000g/mol，其玻璃化温度为145-150℃。
ABS树脂为丙烯腈-丁二烯橡胶-苯乙烯组成的接枝共聚物，其中丁二烯橡胶含量在10-30%。
增韧剂选自物理增韧改性剂或化学增韧改性剂中的一种或几种，其中，物理增韧改性剂包括丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物增韧剂、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，所述的化学增韧剂包括乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐或苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯三聚物-功能化马来酸酐。
抑烟剂为氢氧化物、金属钼化物、水滑石、硅橡胶类增韧剂中的一种或几种。
阻燃剂为多聚芳基磷酸酯。
抗氧剂为酚类和/或亚磷酸酯类化合物，包括磷酸三苯酯、四[β-（3，5-二叔丁基4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯或三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。
润滑剂包括脂肪酸酰胺和/或混合物、硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、硅酮粉、甲撑双硬脂酸酰胺或N,N’-乙撑双硬脂酸酰胺。
抗滴落剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚六氟乙烯中的一种或几种。
本发明还公开了一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料的制备方法，采用上述的专用料制备，包括以下步骤：
聚碳酸酯50-80wt%，ABS树脂5-20wt%，增韧剂1-5wt%，抑烟剂1-5wt%，阻燃剂2-10wt%，抗氧剂0.1-1wt%，润滑剂0.1-2wt%，抗滴落剂0.2-0.5%。将上述原材料在高速混合机中预混3-10min，然后将预混料加入到双螺杆挤出机中，在220-260℃下熔融挤出，螺杆机转速为400-600rpm，冷却造粒即得产品。
实施例2
本实施例以实施例1为基础，针对实施例1所采用的配方及组分进行具体分析设计，具体如下表所示：
表1 实验材料
简写 材料
A1 获自出光化学 PC IR2200
B1 获自上海外高桥 ABS 8391
B2 获自奇美实业 ABS 757
C1 获自Kaneka 增韧剂 M732
C2 获自三菱化学，具有核壳结构的硅橡胶-丙烯酸酯抗冲改性剂SX-005
D1 三氧化钼，市售
E1 获自ADK 阻燃剂 FP600
F1 亚磷酸酯类抗氧剂IRGAFOS® 168、受阻酚IRGANOX® 245，其重量比为1：1
G1 润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS），市售
H1 抗滴落剂，市售
并根据上述材料选择，建立若干的实验组和对照组，具体如下表所示：
表2 各实验组组分一览表
组分 实验组1 实验组2 实验组3 实验组4 实验组5 实验组6
A1 85 74 73 72 70 60
B1 5 12 13 13 13 20
C1 2 3 3 3 3 4
D1 2 2 2 3 5 5
E1 5 8 8 8 8 10
F1 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
G1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
H1 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
表3 各对照组组分一览表
组分 对照组1 对照组2 对照组3
A1 74 79 73
B1 10 10
B2 10
C1 3 3 3
C2 1 2
D1 3 5 5
E1 8 8
F1 0.4 0.4 0.4
G1 0.2 0.2 0.2
H1 0.4 0.4 0.4
并对上述列举的实验组和对照组进行以下实验分析：
制备样条前，将粒子充分干燥，制备好样条后放置24h后测试。使用海天注塑机进行注射各类测试样条和色板。
Izod冲击强度，按照ISO-180标准测试；
热变形温度，按照ISO-75标准测试；
烟密度等级，按照GBT 8627-2007标准测试；
气味等级，按照VDA270标准测试；
氧指数，按照GB/T 2406.2-2009标准测试。
表4 各实验组实验结果一览表
项目 实验组1 实验组2 实验组3 实验组4 实验组5 实验组6
IZOD缺口冲击 42 45 44 47 48 49
HDT 热变形温度 93 92 92 91 91 90
烟密度等级 67 65 63 61 56 52
气味等级 3 3 3 3 3 3
氧指数 27 28 28 29 30 32
表5 各对照组实验结果一览表
项目 对照组1 对照组2 对照组3
IZOD缺口冲击 43 60 15
HDT 热变形温度 92 114 92
烟密度等级 67 105 92
气味等级 3.5 3 3
氧指数 28 23 27
从实验组2和对比例1可以看出，本体法ABS的气味较乳液掺混法的ABS较小。
从实验组3和对比例2可以看出阻燃剂BDP的加入对材料氧指数的提升帮助很大，同时可以减小材料燃烧时的烟密度；
从实验组4和对比例3硅橡胶增韧剂可以减少材料燃烧时的烟密度同时对氧指数有些许的提高。
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揭露的技术范围内，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。

Claims (11)

1.一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，其特征在于，包括以下组分和含量：聚碳酸酯60-85wt%，ABS树脂5-20wt%，增韧剂1-5wt%，抑烟剂1-5wt%，阻燃剂2-10wt%，抗氧剂0.1-1wt%，润滑剂0.1-2wt%，抗滴落剂0.2-0.5%。
2.如权利要求1所述的一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，其特征在于：所述的聚碳酸酯的分子量为17000-30000g/mol，其玻璃化温度为145-150℃。
3.如权利要求1或2所述的一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，其特征在于：所述的ABS树脂为丙烯腈-丁二烯橡胶-苯乙烯组成的接枝共聚物，其中丁二烯橡胶含量在10-30%。
4.如权利要求3所述的一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，其特征在于：所述的增韧剂选自物理增韧改性剂或化学增韧改性剂中的一种或几种。
5.如权利要求4所述的一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，其特征在于：所述的物理增韧改性剂包括丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物增韧剂、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，所述的化学增韧剂包括乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐或苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯三聚物-功能化马来酸酐。
6.如权利要求1所述的一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，其特征在于：所述的抑烟剂为氢氧化物、金属钼化物、水滑石、硅橡胶类增韧剂中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，其特征在于：所述的阻燃剂为多聚芳基磷酸酯。
8.如权利要求1所述的一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，其特征在于：所述的抗氧剂为酚类和/或亚磷酸酯类化合物，包括磷酸三苯酯、四[β-（3，5-二叔丁基4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯或三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。
9.如权利要求1所述的一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，其特征在于：所述的润滑剂包括脂肪酸酰胺和/或混合物、硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、硅酮粉、甲撑双硬脂酸酰胺或N,N’-乙撑双硬脂酸酰胺。
10.如权利要求1所述的一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料，其特征在于：所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚六氟乙烯中的一种或几种。
11.一种低烟高阻燃性低气味PC合金板材专用料的制备方法，其特征在于：采用权利要求1-10任一所述的专用料制备，包括以下步骤：
聚碳酸酯50-80wt%，ABS树脂5-20wt%，增韧剂1-5wt%，抑烟剂1-5wt%，阻燃剂2-10wt%，抗氧剂0.1-1wt%，润滑剂0.1-2wt%，抗滴落剂0.2-0.5%，将上述原材料在高速混合机中预混3-10min，然后将预混料加入到双螺杆挤出机中，在220-260℃下熔融挤出，螺杆机转速为400-600rpm，冷却造粒即得产品。
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