CN110511554A - 无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型环保无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料及其制备方法，属于高分子工程塑料技术领域。本发明合金材料含以下质量份组分：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂1～15份，聚碳酸酯树脂45～70份，ABS树脂18～30份，相容剂1～10份，耐擦划流动改性剂1～5份，矿粉1～10份，色母1～4份，抗氧剂0.1～1份。本发明以环境友好的9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物、八氨丙基笼型硅倍半氧烷多元接枝在氧化石墨烯表面，作为无卤阻燃剂，有效改善了材料的阻燃性能，加入流动改性剂和微纳表面活性矿物粉，可以显著改善力学性能，提高产品表面光洁度。
Description
技术领域
本发明属于高分子工程塑料技术领域，具体涉及了一种新型环保无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯塑料PC具有优良的抗冲击强度、韧性、抗热变能力、透明易着色，优良的机械强度、电绝缘性，使用温度范围宽，良好的耐蠕变性、耐候性、低吸水性、无毒性、自熄性等特点，是一种综合性能优良的工程塑料，广泛应用于电子电器、汽车、工程建筑行业，成为应用最广的五大工程塑料之一。聚碳酸酯具有突出的热稳定性，干燥的PC可以在熔融状态下于310℃放置几小时而几乎不发生降解。尽管聚碳酸酯具有很多优点，但同时也有比较明显的缺点，聚碳酸酯原料成本高、缺口冲击强度的厚度依赖性、耐化学稳定性、耐擦划性不足、加工流动性差、易应力开裂等，在某种程度上限制了聚碳酸酯的应用领域。为了克服聚碳酸酯的这些缺点，弥补聚碳酸酯的性能缺陷，使其应用到更多的领域，必须对聚碳酸酯进行材料改性，将聚碳酸酯与其它聚合物进行共混制备聚碳酸酯合金。
在众多的聚碳酸酯合金材料商品中，PC/ABS合金是应用最广泛的聚碳酸酯合金，共混物中的两种组分提供了性能上的互补。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料ABS是应用最广的非通用塑料之一，具有优良的抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学性、易合成加工等性能，ABS与聚碳酸酯进行共混可有效地综合各自的性能优点、弥补各自性能缺陷，使得复合物同时具有PC的高抗冲击、抗热变能力和ABS优良的化学稳定性、易加工、低成本等优点。
然而，聚碳酸酯/ABS合金材料具有易燃、可燃的特性，燃烧时热释放速率大，火焰传播速度快，难自熄，通常还伴随烟气和有焰滴落，极易引发重特大火灾事故，造成巨大的经济损失和人员伤亡。世界各国对聚合物材料要求阻燃的呼声越来越强烈。因此，研发阻燃高分子聚合物材料尤其是研发应用于电器外壳、插座、汽车工程材料、建筑塑料制品等领域的阻燃聚合物材料(如聚碳酸酯/ABS等)具有重要意义。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所的黄凯等人研究了分别从螺旋季戊四醇氯磷酸酯和2,6-二甲基苯酚以及邻-叔丁基苯酚合成了螺旋-二磷酸酯(PDMPDP和PDBPDP)并用于聚碳酸酯的气相阻燃，使其在高含磷结构下获得UL94垂直燃烧V-0级别(Huang K,Yao Q.Polymer Degradation&Stability,2015,113:86-94)；北京理工大学邱勇等研究了将多磷杂菲化合物(TDBA)引入聚碳酸酯制备阻燃复合材料，通过TDBA热解释放的磷杂菲片段、PO自由基和苯氧基自由基抑制TDBA/聚碳酸酯复合材料的燃烧(Qiu Y,Liu Z,Qian L,et al,RSCAdvances,2017,7(81),51290-51297)。
然而，上述报道等的较多文献中所制备的阻燃聚合物材料存在阻燃剂分散性和与基体相容性较差、添加量大、阻燃剂析出问题；部分体系还使用卤系阻燃剂，产烟量大，有毒有害，危害人体健康和环境。此外，有些体系还存在制备工艺复杂，成本高，难以规模化生产等问题。因此，研制加工工艺简单、高效、低成本的无卤阻燃聚碳酸酯/ABS材料是阻燃聚合物材料领域的迫切需求。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，其含有以下质量份的组分：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂1～15份，聚碳酸酯树脂45～70份，ABS树脂18～30份，相容剂1～10份，耐擦划流动改性剂1～5份，矿粉1～10份，色母1～4份，抗氧剂0.1～1份。
优选的，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，其含有以下质量份的组分：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂2～10份，聚碳酸酯树脂50～70份，ABS树脂20～30份，相容剂3～8份，耐擦划流动改性剂1～5份，矿粉3～8份，色母1～4份，抗氧剂0.1～1份。
其中，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂为八氨丙基笼型硅倍半氧烷和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物原位聚合接枝在氧化石墨烯表面而形成的无卤阻燃剂。
其中，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，所述抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比为1～2：1组成。
其中，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，所述聚碳酸酯树脂的热变形温度为110～150℃。
其中，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，所述ABS树脂的热变形温度为70～110℃，加工温度为220～260℃。
其中，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物；其中，甲基丙烯酸甲酯的重量百分含量为25～45％，丁二烯的重量百分含量为20～40％，苯乙烯的重量百分含量为15～55％。
其中，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，所述耐擦划流动改性剂为热塑性丙烯腈-苯乙烯聚合物、甲基丙烯酸甲酯、硅酮中的至少一种；其中，所述热塑性丙烯腈-苯乙烯聚合物中AS占所述聚合物的质量百分比为50～90wt％。
其中，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，所述矿粉为粒径为2000～3000目的硅酸盐颗粒、粒径为10000～40000目的硫酸盐颗粒或粒径为1000～3000目的钛酸酯颗粒中的至少一种；所述矿物粉为经PE蜡、AS或MMA表面活性处理的矿物粉。
本发明还提供了上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料的制备方法，其包括以下步骤：
A、将氮磷硅改性石墨烯阻燃剂、聚碳酸酯树脂和ABS树脂分别进行干燥；
B、按配比，取干燥后的氮磷硅改性石墨烯阻燃剂、聚碳酸酯树脂和ABS树脂，以及相容剂、耐擦划流动改性剂、矿粉、色母和抗氧剂，加入共混设备中，共混均匀，出料；
C、将共混均匀的混合料进行熔融造粒，得无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料。
其中，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料的制备方法，步骤A中，所述干燥的温度为80～100℃，时间为4～8小时。
其中，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料的制备方法，步骤B中，所述共混的条件为：先在3000～5000r/min速度下搅拌1～3分钟，然后在500～2000r/min速度下搅拌1～3分钟，最后在500～2000r/min速度下出料。
其中，上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料的制备方法，步骤C中，所述熔融造粒的主机螺杆转速为35～44r/s，加料转速为25～35r/s。
本发明还提供了上述无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料注塑成型方法，具体如表1所示。
表1注塑成型方法
本发明的有益效果是：
本发明实现了用含氮、磷、硅的无卤阻燃剂阻燃聚碳酸酯/ABS复合材料的制备，方法简单，实用性极强，阻燃性高，以环境友好的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、八氨丙基笼型硅倍半氧烷多元接枝在氧化石墨烯表面，作为无卤阻燃剂可在聚碳酸酯/ABS基体表面迅速成炭，并形成一层致密的二氧化硅薄膜，阻断火焰扩散，产烟量少，从而有效地改善了聚合物材料的阻燃性能，而加入的流动改性剂和微纳表面活性矿物粉，可以显著改善复合材料的力学性能，提高产品表面光洁度，从而使复合材料具有绿色环保、价格低廉、可持续发展的优势。该材料可广泛应用于电器外壳、插座、汽车工程材料、建筑塑料制品等领域。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行更详细的说明，本发明的保护范围并不局限与此，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者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明中，氮磷硅改性石墨烯阻燃剂的制备方法，包括以下过程：
将3-氨丙基-三乙氧基硅烷通过水解缩合聚合法合成反应活性中间体1：八氨丙基笼型硅倍半氧烷；然后将石墨烯通过改进的hummers法经化学氧化及剥离后制备氧化石墨烯；再将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与氧化石墨烯经原位聚合法合成反应活性中间体2；最后将反应活性中间体1和反应活性中间体2经原位聚合法合成含氮磷硅协效无卤阻燃剂。
实施例1
本实施例中所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂/聚碳酸酯/ABS合金材料，由以下重量分数的原料组成：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂10份；聚碳酸酯树脂：50份；ABS树脂：25份；相容剂5份；耐擦划流动改性剂2份；矿粉4份；色母4份；抗氧剂0.2份。
其中，所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂为八氨丙基笼型硅倍半氧烷和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物原位聚合接枝在氧化石墨烯表面而形成的无卤阻燃剂；所述聚碳酸酯树脂的热变形温度为115℃；所述ABS树脂热变形温度为93℃；所述耐擦划流动改性剂为甲基丙烯酸甲酯；所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；所述矿物粉为粒径为2000～3000目的硅酸盐颗粒；所述抗氧剂中抗氧剂1010和抗氧剂168质量比为1：1。
本实施例中所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂/聚碳酸酯/ABS合金材料的制备方法，包括如下步骤：
A、将上述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂、聚碳酸酯和ABS树脂分别在80℃下干燥6小时；
B、按配比，取经干燥处理后的氮磷硅改性石墨烯阻燃剂、聚碳酸酯和ABS树脂，以及相容剂、甲基丙烯酸甲酯、矿粉、色母和抗氧剂，依次加入共混设备中，首先在3000r/min速度下搅拌3分钟，然后在2000r/min速度下搅拌3分钟，最后在500r/min速度下出料；
C、对共混均匀的物料进行熔融造粒，控制熔融造粒机的助剂螺杆转速为35～44r/s，并控制加料转速为25～35r/s，复合材料混合物在熔融造粒机中经过五个加热温度段，其温度条件分别如下：第一段加热温度190℃，第二段加热温度220℃，第三段加热温度240℃，第四段加热温度250℃，第五段加热温度250℃，得氮磷硅改性石墨烯阻燃剂/聚碳酸酯/ABS合金材料，
实施例2
本实施例中所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂/聚碳酸酯/ABS合金材料，由以下重量分数的原料组成：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂：5份；聚碳酸酯树脂：55份；ABS树脂：25份；相容剂：4份；耐擦划流动改性剂：3份；矿粉：4份；色母：4份；抗氧剂：0.3份。
其中，所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂为八氨丙基笼型硅倍半氧烷和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物原位聚合接枝在氧化石墨烯表面而形成的无卤阻燃剂；所述聚碳酸酯树脂的热变形温度为120℃；所述ABS树脂热变形温度为93℃；所述耐擦划流动改性剂为甲基丙烯酸甲酯；所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；所述矿物粉为粒径为10000～40000目的硫酸盐颗粒；所述抗氧剂中抗氧剂1010和氧化剂168质量比为2：1。
本实施例中所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂/聚碳酸酯/ABS合金材料的制备方法，包括如下步骤：
A、将氮磷硅改性石墨烯阻燃剂、聚碳酸酯和ABS树脂分别在80℃下干燥6小时；
B、按配比，取经干燥处理后的氮磷硅改性石墨烯阻燃剂、聚碳酸酯和ABS树脂，以及相容剂、甲基丙烯酸甲酯、矿粉、色母和抗氧剂，依次加入共混设备中，首先在3000r/min速度下搅拌3分钟，然后在2000r/min速度下搅拌3分钟，最后在500r/min速度下出料；
C、将共混均匀的材料进行熔融造粒，控制熔融造粒机的助剂螺杆转速为35～44r/s，并控制加料转速为25～35r/s，复合材料混合物在熔融造粒机中经过五个加热温度段，其温度条件分别如下：第一段加热温度190℃，第二段加热温度220℃，第三段加热温度240℃，第四段加热温度250℃，第五段加热温度250℃，得到氮磷硅改性石墨烯阻燃剂/聚碳酸酯/ABS合金材料。
实施例3
本实施例中所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂/聚碳酸酯/ABS合金材料，由以下重量分数的原料组成：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂：2份；聚碳酸酯树脂：65份；ABS树脂：20份；相容剂：5份；耐擦划流动改性剂：2份；矿粉：4份；色母：2份；抗氧剂：0.5份。
其中，所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂为八氨丙基笼型硅倍半氧烷和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物原位聚合接枝在氧化石墨烯表面而形成的无卤阻燃剂；所述聚碳酸酯树脂的热变形温度为120℃；所述ABS树脂热变形温度为93℃；所述耐擦划流动改性剂为甲基丙烯酸甲酯；所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；所述矿物粉为粒径为1000～3000目的钛酸酯颗粒；所述抗氧剂中抗氧剂1010和氧化剂168质量比为1.5：1。
本实施例中所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂/聚碳酸酯/ABS合金材料的制备方法，包括如下步骤：
A、将氮磷硅改性石墨烯阻燃剂、聚碳酸酯和ABS树脂分别在80℃下干燥6小时；
B、按配比，取经干燥处理后的氮磷硅改性石墨烯阻燃剂、聚碳酸酯和ABS树脂，以及相容剂、甲基丙烯酸甲酯、矿粉、色母和抗氧剂，依次加入共混设备中，首先在3000r/min速度下搅拌3分钟，然后在2000r/min速度下搅拌3分钟，最后在500r/min速度下出料；
C、将共混均匀的材料进行熔融造粒，控制熔融造粒机的助剂螺杆转速为35～44r/s,并控制加料转速为25～35r/s,复合材料混合物在熔融造粒机中经过五个加热温度段，其温度条件分别如下：第一段加热温度190℃，第二段加热温度220℃，第三段加热温度240℃，第四段加热温度250℃，第五段加热温度250℃，得到氮磷硅改性石墨烯阻燃剂/聚碳酸酯/ABS合金材料。
对比例1
本对比例中所述材料由以下重量分数的原料组成：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂：0份；聚碳酸酯树脂：60份；ABS树脂：25份；相容剂：5份；耐擦划流动改性剂：2份；矿粉：4份；色母：4份；抗氧剂：0.2份。
其中，所述聚碳酸酯树脂的热变形温度为115℃；所述ABS树脂热变形温度为93℃；所述耐擦划流动改性剂为甲基丙烯酸甲酯；所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；所述矿物粉为粒径为2000～3000目的硅酸盐颗粒；所述抗氧剂中抗氧剂1010和抗氧剂168质量比为1：1。
本对比例中所述合金材料的制备方法，包括如下步骤：
A、将聚碳酸酯和ABS树脂分别在80℃下干燥6小时；
B、按配比，取经干燥处理后的聚碳酸酯和ABS树脂，以及相容剂、甲基丙烯酸甲酯、矿粉、色母和抗氧剂，依次加入共混设备中，首先在3000r/min速度下搅拌3分钟，然后在2000r/min速度下搅拌3分钟，最后在500r/min速度下出料；
C、将共混均匀的材料进行熔融造粒，控制熔融造粒机的助剂螺杆转速为35～44r/s，并控制加料转速为25～35r/s，复合材料混合物在熔融造粒机中经过五个加热温度段，其温度条件分别如下：第一段加热温度190℃，第二段加热温度220℃，第三段加热温度240℃，第四段加热温度250℃，第五段加热温度250℃，得到合金材料。
对比例2
本对比例中所述材料由以下重量分数的原料组成：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂：0份；聚碳酸酯树脂：58份；ABS树脂：25份；相容剂：4份；耐擦划流动改性剂：0份；矿粉：4份；色母：4份；抗氧剂：0.3份。
其中，所述聚碳酸酯树脂的热变形温度为120℃；所述ABS树脂热变形温度为93℃；所述耐擦划流动改性剂为甲基丙烯酸甲酯；所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；所述矿物粉为粒径为10000～40000目的硫酸盐颗粒；所述抗氧剂中抗氧剂1010与抗氧剂168质量比为2：1。
本对比例中所述合金材料的制备方法，包括如下步骤：
A、将聚碳酸酯和ABS树脂分别在80℃下干燥6小时；
B、按配比，取经干燥处理后的聚碳酸酯和ABS树脂，以及相容剂、甲基丙烯酸甲酯、矿粉、色母和抗氧剂，依次加入共混设备中，首先在3000r/min速度下搅拌3分钟，然后在2000r/min速度下搅拌3分钟，最后在500r/min速度下出料；
C、将共混均匀的材料进行熔融造粒，控制熔融造粒机的助剂螺杆转速为35～44r/s，并控制加料转速为25～35r/s，复合材料混合物在熔融造粒机中经过五个加热温度段，其温度条件分别如下：第一段加热温度190℃，第二段加热温度220℃，第三段加热温度240℃，第四段加热温度250℃，第五段加热温度250℃，得到合金材料。
对比例3
本对比例中所述材料由以下重量分数的原料组成：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂：0份；聚碳酸酯树脂：69份；ABS树脂：20份；相容剂：5份；耐擦划流动改性剂：2份；矿粉：0份；色母：2份；抗氧剂：0.5份。
其中，所述聚碳酸酯树脂的热变形温度为120℃；所述ABS树脂热变形温度为93℃；所述耐擦划流动改性剂为甲基丙烯酸甲酯；所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；所述矿物粉为粒径为1000～3000目的钛酸酯颗粒；所述抗氧剂中抗氧剂1010与抗氧剂168质量比为1.5：1。
本对比例中所述合金材料的制备方法，包括如下步骤：
A、将聚碳酸酯和ABS树脂分别在80℃下干燥6小时；
B、按配比，取经干燥处理后的聚碳酸酯和ABS树脂，以及相容剂、甲基丙烯酸甲酯、矿粉、色母和抗氧剂，依次加入共混设备中，首先在3000r/min速度下搅拌3分钟，然后在2000r/min速度下搅拌3分钟，最后在500r/min速度下出料；
C、将共混均匀的材料进行熔融造粒，控制熔融造粒机的助剂螺杆转速为35～44r/s，并控制加料转速为25～35r/s，复合材料混合物在熔融造粒机中经过五个加热温度段，其温度条件分别如下：第一段加热温度190℃，第二段加热温度220℃，第三段加热温度240℃，第四段加热温度250℃，第五段加热温度250℃，得到合金材料。
性能测试
实施例及对比例中原料配比如表2所示。
表2原料配比
将实施例1～3和对比例1～3的阻燃性能按照GBT 2406.2-2009的极限氧指数(LOL)和UL-94的垂直燃烧等级进行测试，测试结果见表3。
表3垂直燃烧和极限氧指数测试结果
本发明中，拉伸强度按照国标GB/T1040.2-2006进行测试：弯曲强度、弯曲模量按照国标GB/T9341-2000进行测试；悬臂梁缺口冲击强度按照国标GB/T1843-2008进行测试；熔体流动速率按照国标GB/T3682-2000进行测试，结果如表4所示。
表4通过合金材料制备方法所制备的合金材料性能
由表3可看出，相比于对比例1，实施例1～3均表现出优异的阻燃性能，能在极短的时间内自熄，极限氧指数可达35％以上，说明氮磷硅改性石墨烯无卤阻燃剂能在很大程度上改善聚合物材料的阻燃性，所制备的阻燃材料可应用于电器外壳、插座、汽车工程材料、建筑塑料制品等领域。
由表3、表4实施例1与对比例1的结果可以看出，氮磷硅改性石墨烯无卤阻燃剂的添加，不仅提高了产品的阻燃性能，而且与基材有很好的相容性，提高了产品的力学性能；由表4实施例2与对比例2的结果可以看出，流动改性剂可提高材料熔体流动速率；由表4实施例3与对比例3的结果可以看出，矿物粉对材料的力学性能也有一定影响。
以上仅是本发明的具体应用范例，本发明保护范围不仅限于此，还包括在氮磷硅改性石墨烯阻燃剂/聚碳酸酯/ABS合金材料中添加任何不同颜色的着色剂、矿粉及流动改性剂等实现方式，都应该涵在本发明保护范围内。
Claims (10)
1.无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，其特征在于：含有以下质量份的组分：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂1～15份，聚碳酸酯树脂45～70份，ABS树脂18～30份，相容剂1～10份，耐擦划流动改性剂1～5份，矿粉1～10份，色母1～4份，抗氧剂0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，其特征在于：含有以下质量份的组分：氮磷硅改性石墨烯阻燃剂2～10份，聚碳酸酯树脂50～70份，ABS树脂20～30份，相容剂3～8份，耐擦划流动改性剂1～5份，矿粉3～8份，色母1～4份，抗氧剂0.1～1份。
3.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，其特征在于：所述氮磷硅改性石墨烯阻燃剂为八氨丙基笼型硅倍半氧烷和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物原位聚合接枝在氧化石墨烯表面而形成的无卤阻燃剂。
4.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，其特征在于：所述抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比为1～2：1组成。
5.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，其特征在于：所述聚碳酸酯树脂的热变形温度为110～150℃；所述ABS树脂的热变形温度为70～110℃，加工温度为220～260℃。
6.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，其特征在于：所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物；其中，甲基丙烯酸甲酯的重量百分含量为25～45％，丁二烯的重量百分含量为20～40％，苯乙烯的重量百分含量为15～55％。
7.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，其特征在于：所述耐擦划流动改性剂为热塑性丙烯腈-苯乙烯聚合物、甲基丙烯酸甲酯、硅酮中的至少一种；其中，所述热塑性丙烯腈-苯乙烯聚合物中AS占所述聚合物的质量百分比为50～90wt％。
8.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料，其特征在于：所述矿粉为粒径为2000～3000目的硅酸盐颗粒、粒径为10000～40000目的硫酸盐颗粒或粒径为1000～3000目的钛酸酯颗粒中的至少一种；所述矿物粉为经PE蜡、AS或MMA表面活性处理的矿物粉。
9.权利要求1～8任一项所述的无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、将氮磷硅改性石墨烯阻燃剂、聚碳酸酯树脂和ABS树脂分别进行干燥；
B、按配比，取干燥后的氮磷硅改性石墨烯阻燃剂、聚碳酸酯树脂和ABS树脂，以及相容剂、耐擦划流动改性剂、矿粉、色母和抗氧剂，加入共混设备中，共混均匀，出料；
C、将共混均匀的混合料进行熔融造粒，得无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料。
10.根据权利要求9所述的无卤阻燃氮磷硅改性石墨烯/聚碳酸酯/ABS合金材料的制备方法，其特征在于：至少满足下列的一项：
步骤A中，所述干燥的温度为80～100℃，时间为4～8小时；
步骤B中，所述共混的条件为：先在3000～5000r/min速度下搅拌1～3分钟，然后在500～2000r/min速度下搅拌1～3分钟，最后在500～2000r/min速度下出料；
步骤C中，所述熔融造粒的主机螺杆转速为35～44r/s，加料转速为25～35r/s。
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