CN110791074A

CN110791074A - 一种无卤阻燃pc/abs合金料及其制备方法

Info

Publication number: CN110791074A
Application number: CN201911111550.XA
Authority: CN
Inventors: 李康明
Original assignee: Xiamen Heng Mei Da Industry And Trade Co Ltd
Current assignee: Xiamen Heng Mei Da Industry And Trade Co Ltd
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2020-02-14

Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃PC/ABS合金料及其制备方法，合金料由如下重量百分比的组分组成：PC树脂70％‑80％；ABS树脂10％‑20％；相容剂1％‑4％；无卤磷酸酯阻燃剂2％‑4％；石墨烯2％‑4％；硅酸盐耐热剂1％‑2％；抗滴落剂0.2％‑0.4％；助剂0.5％‑1％。本发明的无卤阻燃PC/ABS合金料能够大幅减少无卤阻燃剂的添加量，又能提高PC/ABS合金材料的耐热性能的同时不降低其力学性能，使其阻燃等级也可以达到1.5mm V‑0级。

Description

一种无卤阻燃PC/ABS合金料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子合金材料领域，具体涉及一种无卤阻燃PC/ABS合金料及其制备方法。

背景技术

阻燃物料在电气类产品中应用十分广泛，绝大部分均采用有卤阻燃方法，但有卤阻燃料在火灾时会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体，对环境和人体造成二次伤害，因此开发无卤阻燃配方势在必行。

PC/ABS是由PC(聚碳酸酯)和ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)按一定的比例共混形成的一种合金材料。其中，PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性，还具有自熄、阻燃、无毒以及可着色等优点，但是PC也存在不耐强酸，不耐强碱，不耐紫外线，且加工困难，制品残余应力大，易应力开裂以及对缺口敏感等缺点，这制约了其在工业上的发展和应用。而ABS树脂是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑性高分子材料。

PC/ABS合金可以综合PC和ABS的优良性能，提高ABS的耐热性能、抗冲击和拉伸强度，降低PC成本和熔体粘度，改善加工性能，减少制品内应力和重机枪对于制品厚度的敏感性，其在产品中应用得到了推广。

无卤阻燃PC\ABS合金主要采用无机填充性阻燃剂和磷酸酯类阻燃剂，其在燃烧过过程中可以在基材表面成炭，炭的形成一方面减少了挥发物的产生，另一方面会使基材与火焰隔绝，从而达到阻止燃烧的目的。

CN 105038173A公开了一种无卤阻燃PC/ABS合金。所述无卤阻燃PC/ABS合金，包括下述重量份原料：PC树脂60～80份、ABS树脂10～30份、增韧剂3～5份、相容剂2～4份、无卤阻燃剂6～14份和抗氧剂0.2～0.4份。所述无卤阻燃PC/ABS合金具有较好的阻燃效率。

CN 102061077A公开了一种PC/ABS合金的改性方法，属于高分子材料改性加工工艺，其所述PC/ABS合金各组分按照质量份配比为：PC树脂60～70份、ABS树脂10～25份、磷酸酯类阻燃剂8～12份、阻燃协效剂0.5～3份、增韧剂3～10份、相容剂2～5份和抗氧剂0.2～0.4。该PC/ABS合金拥有V-0级阻燃性能。

然而，上述PC/ABS合金虽然可以达到较优的阻燃效果，但由于无卤阻燃剂的加入会大幅度降低材料的力学性能和耐热性能，而且燃烧时会有滴落产生使其无法达到V0级的阻燃效果。

CN106633752A公开了一种无卤阻燃PC\ABS合金材料，所述PC\ABS合金材料按重量份计由以下组分制备得到：ABS树脂8～24份、PC树脂56～72份、相容剂3～5份、无卤阻燃剂11～15份、耐热剂0～3份、高耐热树脂0～4份且不为0、抗滴落剂0～0.4份且不为0和助剂0.5～1份。本发明通过优化PC\ABS合金材料中树脂原料的用量配比，通过加入高耐热性树脂和抗滴落剂，不仅可以减少无卤阻燃剂的添加量，并且在大幅提高PC/ABS合金材料的耐热性能的同时提高其力学性能，使其阻燃等级可以达到1.5mm V-0级。

然而，发明人发现，通过加入高耐热性树脂和抗滴落剂，减少无卤阻燃剂的添加量极其有限，这是因为高耐热性树脂和抗滴落剂具有与无卤阻燃剂不同的性能，用不同性能的组分之间相互替换的量极其有限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种大幅减少无卤阻燃剂的添加量，又能提高PC/ABS合金材料的耐热性能的同时不降低其力学性能，使其阻燃等级也可以达到1.5mm V-0级。

所采用的技术方案为：

一种无卤阻燃PC/ABS合金料，其由如下重量百分比的组分组成：

PC树脂 70％-80％；

ABS树脂 10％-20％；

相容剂 1％-4％；

无卤阻燃剂 2％-4％；

石墨烯 2％-4％；

硅酸盐耐热剂 1％-2％；

抗滴落剂 0.2％-0.4％；

助剂 0.5％-1％；

所述无卤阻燃剂为无卤磷酸酯阻燃剂；上述各组分含量之和为100％。

进一步地，所述无卤磷酸酯阻燃剂为对苯二酚双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(磷酸二苯酯)或双酚A-双(磷酸二苯酯)中的一种或多种。

进一步地，所述相容剂为ABS接枝物和丙烯酸类共聚物按重量比1:(2～3)互配得到的相容剂。

进一步地，所述硅酸盐耐热剂为碱金属的硅酸盐、碱土金属的硅酸盐中的一种或多种。

进一步地，所述抗滴落剂为SAN包覆性聚四氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种。

进一步地，所述助剂为抗氧剂、润滑剂中的一种或多种。

进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或多种。

进一步地，所述润滑剂为甲撑双脂肪酸酰胺、乙撑双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或多种。

一种上述方案的无卤阻燃PC/ABS合金料的制备方法，包括以下步骤：将配方量的原料加入混合机中进行混合，以2000-2500r/min高速搅拌；静置；然后经双螺杆挤出机进行挤出造粒，控制挤出加工温度为200～240℃，制得无卤阻燃PC/ABS合金料。

进一步地，静置时间为20～40min。

在本发明中，石墨烯独特的二维层状结构使其具有优异的阻燃效应，其二维片层结构具有片层阻隔效应，形成致密的物理隔绝层，能够延缓热量的传递、热解产物的扩散与逸出以及氧气的扩散与混合，提高阻燃性能。

石墨烯可以与ABS树脂和PC树脂进行交联复合，进一步形成一层致密的保护膜，起到阻隔空气的作用，从而进一步提高阻燃的效果。

无卤磷酸酯阻燃剂是一种无卤阻燃剂；石墨烯也是一种无卤阻燃剂。两种无卤阻燃剂可以相互协同产生更为良好的阻燃效果。而且由于石墨烯具有非常好的阻燃效果，可以大幅减少无卤磷酸酯阻燃剂的添加量。

在本发明中，硅酸盐耐热剂的添加，可以提高PC/ABS合金材料的耐热性能。石墨烯具有很好的导热性能，可以对热量进行很好的传导出去，从而能够协同硅酸盐耐热剂增加整个合金料的耐热性。

虽然硅酸盐耐热剂是小分子物质，但是由于石墨烯的加入，使合金材料的抗冲击性能不会降低。

抗滴落剂能够使PC/ABS合金料在燃烧过程中会避免低落现象。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过添加石墨烯，石墨烯作为一种无卤添加剂，可以大幅减少无卤磷酸酯阻燃剂的添加量，通过石墨烯、硅酸盐耐热剂的协同作用，提高PC/ABS合金材料的耐热性能的同时不会降低力学性能，通过添加抗滴落剂，使PC/ABS合金料在燃烧过程中会避免低落现象。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

实施例1

PC树脂 79％；

ABS树脂 14.3％；

相容剂 1％；

无卤磷酸酯阻燃剂 2％；

石墨烯 2％；

硅酸盐耐热剂 1％；

抗滴落剂 0.2％；

助剂 0.5％；助剂为抗氧剂和润滑剂，抗氧剂0.2％和润滑剂0.3％。

该无卤阻燃PC/ABS合金料的制备方法，包括以下步骤：将配方量的原料加入混合机中进行混合，以2000-2500r/min高速搅拌；静置20-40min；然后经双螺杆挤出机进行挤出造粒，控制挤出加工温度为200～240℃，制得无卤阻燃PC/ABS合金料。

实施例2

参照实施例1，与实施例1不同的是，本实施例的无卤阻燃PC/ABS合金料，其由如下重量百分比的组分组成：

PC树脂 73％；

ABS树脂 16.5％；

相容剂 2％；

无卤磷酸酯阻燃剂 3％；

石墨烯 3％；

硅酸盐耐热剂 1.5％；

抗滴落剂 0.3％；

助剂 0.7％；助剂为抗氧剂和润滑剂，抗氧剂0.3％和润滑剂0.4％。

实施例3

PC树脂 70％；

ABS树脂 14.6％；

相容剂 4％；

无卤磷酸酯阻燃剂 4％；

石墨烯 4％；

硅酸盐耐热剂 2％；

抗滴落剂 0.4％；

助剂 1％；助剂为抗氧剂和润滑剂，抗氧剂0.4％和润滑剂0.6％。

将实施例1-3制得的无卤阻燃PC/ABS合金料(粒子)在200～240℃的注塑机中注塑成型拉伸样条、弯曲样条、冲击样条、热变形样条和阻燃样条，按国家标准对样条进行性能测试。测试样条在测试前先在(23±2)℃，湿度(50±10)％的环境中放置88h。

其中，拉伸样条尺寸为：

长度(mm)：150±2；宽度(mm)：10±0.2；厚度(mm)：4±0.2。

弯曲样条尺寸为：

长度(mm)：80±2；宽度(mm)：10±0.2；厚度(mm)：4±0.2。

冲击样条尺寸为：

长度(mm)：80±2；宽度(mm)：10±0.2；厚度(mm)：4±0.2；缺口剩余宽度(mm)：8±0.2。

热变形样条尺寸为：

长度(mm)：80±2；宽度(mm)：10±0.2；厚度(mm)：4±0.2。

阻燃样条尺寸为：

长度(mm)：80±2；宽度(mm)：10±0.2；厚度(mm)：4±0.2。

测试结果：

实施例1-3制得的无卤阻燃PC/ABS合金料的拉伸强度可达55MPa以上，弯曲强度可达93MPa以上，缺口冲击强度可达36KJ/m²，热变形温度为80℃以上。

实施例1-3制得的无卤阻燃PC/ABS合金料的熔融指数达55g/10min以上；同时，阻燃等级都可以达到1.5mm V-0级。

可见，本发明通过添加石墨烯，石墨烯作为一种无卤添加剂，可以大幅减少无卤磷酸酯阻燃剂的添加量，通过石墨烯、硅酸盐耐热剂的协同作用，大幅提高PC/ABS合金材料的耐热性能的同时不会降低力学性能。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无卤阻燃PC/ABS合金料，其特征在于，其由如下重量百分比的组分组成：

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC/ABS合金料，其特征在于，所述无卤磷酸酯阻燃剂为对苯二酚双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(磷酸二苯酯)或双酚A-双(磷酸二苯酯)中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC/ABS合金料，其特征在于，所述相容剂为ABS接枝物和丙烯酸类共聚物按重量比1:(2～3)互配得到的相容剂。

4.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC/ABS合金料，其特征在于，所述硅酸盐耐热剂为碱金属的硅酸盐、碱土金属的硅酸盐中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC/ABS合金料，其特征在于，所述抗滴落剂为SAN包覆性聚四氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的无卤阻燃PC/ABS合金料，其特征在于，所述助剂为抗氧剂、润滑剂中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的无卤阻燃PC/ABS合金料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的无卤阻燃PC/ABS合金料，其特征在于，所述润滑剂为甲撑双脂肪酸酰胺、乙撑双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或多种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的无卤阻燃PC/ABS合金料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将配方量的原料加入混合机中进行混合，以2000-2500r/min高速搅拌；静置；然后经双螺杆挤出机进行挤出造粒，控制挤出加工温度为200～240℃，制得无卤阻燃PC/ABS合金料。

10.根据权利要求9所述的无卤阻燃PC/ABS合金料的制备方法，其特征在于，静置时间为20～40min。