CN112795159B - 一种pc/abs合金组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PC/ABS合金组合物及其制备方法和应用。PC/ABS合金组合物，包括：PC树脂、ABS树脂、ABS高胶粉和/或其改性物、有机磷系阻燃剂和抗滴落剂，以及任选的抗氧剂。该合金组合物具有良好的阻燃性，以及常温韧性和低温韧性。

Description

一种PC/ABS合金组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于改性高分子新材料领域，具体涉及一种PC/ABS合金组合物及其制备方法和应用。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是一种具有高耐热、高抗冲击、光泽度好、透明性好、尺寸稳定性佳等优点的高分子聚合物，但其仍存在易产生应力开裂，加工流动性差，耐溶剂性差，缺口敏感等缺点，从而限制了PC在工程塑料领域的应用。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)具有良好的加工流动性和耐冲击性，但力学性能及耐热性不够理想，从而限制了ABS的应用。利用PC和ABS树脂共混制备合金，可以使两者性能互补。PC/ABS合金具有两者的优良性能。一方面可以提高ABS的耐热性和力学性能；另一方面可以降低PC的熔体强度，改善加工性能，减小制品的应力敏感性。因此，PC/ABS合金在汽车、机械、家电、通讯工具、办公设备等领域获得了广泛应用。
PC自身不易燃烧，在UL-94垂直燃烧测试中可以达到V-2等级，但由于ABS自身的易燃性，与ABS树脂共混后，PC/ABS合金的阻燃性能降低，在UL-94测试中无法定级，必须通过阻燃改性才能保证其在汽车、电子电气以及机械等对阻燃要求较高的领域进行应用。
PC/ABS合金的阻燃改性主要由本征阻燃改性法和添加型改性法两种。其中，在PC/ABS中额外添加高效阻燃剂的添加型改性法因其操作简单、成本可控、易于推广及工业化等优点被广泛使用。添加型阻燃剂选择主要考虑以下几个因素：首先，阻燃剂的加入往往会破坏材料的力学性能，尤其是使冲击性能大幅降低，产生阻燃性能与力学性能相矛盾的科学难题；其次，考虑到环保、回收，以及安全性等因素，常用的高效卤系阻燃剂已逐渐被禁用，无法通过RoHS，REACH标准。
一般地，在对材料阻燃改性后，需要额外添加相容剂以及增韧剂以提升助剂与基材间的相互作用，从而提升合金的韧性。
例如CN107325518A公开了一种高强度电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，该高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计包括40-60份PC、40-60份ABS、5-10份ABS-g-MAH相容剂，1-5份GMA类增韧剂、0.5-1份纳米碳酸钙、0.2-0.5份抗氧剂168和0.2-0.5份润滑剂。
CN104530634A公开了一种环保型高比例再生ABS阻燃改性组合物及其制备方法与应用。该组合物含有r-ABS、高刚性ABS、环保溴系阻燃剂、锑系阻燃协效剂、磷系阻燃协效剂、增韧剂、相容剂和无机粉体。
CN107057322A公开了一种PC合金材料及其制备方法。该PC合金材料按重量份数计包括PC树脂100份、铝包覆改性氧化镁粉体18-25份、表面改性氧化铝粉体12-16份、改性石墨烯6-12份、金红石型钛白粉5-8份、复合阻燃剂3-6份、复合增韧剂3-8份、相容剂8-20份、硅烷偶联剂1.5-2.5份、抗氧剂0.5-1.5份、抗滴落剂0.2-1.2份和紫外光吸收剂1.2-2份。
但是通过额外添加相容剂以及增韧剂的方法，虽然对于合金的韧性有一定的改善，但是依然不能兼顾阻燃性能和抗冲击性能，而且其合金的低温抗冲击性能较差，根本无法满足使用要求。除此之外，还有通过额外添加低温增韧剂来提高韧性的方法，但是低温增韧剂的价格昂贵，限制了此类材料的发展；而且此类合金材料的抗冲击性能虽然比额外添加相容剂和增韧剂的方法的效果有所改善，但是抗冲击性能依然有待提高，低温抗冲击效果也不佳。综上所述，新型高韧性无卤阻燃PC/ABS的开发和应用就显得更为重要。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供一种新的无卤阻燃PC/ABS合金组合物，该合金组合物兼具良好的阻燃性和韧性，在常温和低温情况下，均具有较好的韧性，与现有技术相比，尤其具有优异的低温韧性，原料价格低廉，制备成本低。
本发明第一方面提供了一种PC/ABS合金组合物，包括：PC树脂、ABS树脂、ABS高胶粉和/或其改性物、有机磷系阻燃剂和抗滴落剂，以及任选的抗氧剂。
与现有技术中常用的单独添加增容、增韧助剂方法相比，本发明的PC/ABS合金组合物使用了集增韧、增容于一体的单组分助剂改性ABS高胶粉、ABS树脂以及无卤阻燃剂(有机磷系阻燃剂和抗滴落剂)，制备了兼具高阻燃性以及高低温冲击性，且综合性能优良的PC/ABS组合物。解决了PC/ABS合金无卤阻燃与高冲击性能相矛盾的难点。在提升材料阻燃性能的同时，提升了材料的冲击性能，尤其是低温冲击性能。有效解决了阻燃与冲击性能无法同时提升的难题。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，PC树脂的含量为50-90重量份，优选为70-85重量份。例如70重量份、75重量份、80重量份、85重量份，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，ABS树脂的含量为3-25重量份，优选为5-20重量份。例如5重量份、10重量份、15重量份、20重量份，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，ABS高胶粉和/或其改性物的含量为3-25重量份，优选为5-20重量份。例如5重量份、10重量份、15重量份、20重量份，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，有机磷系阻燃剂的含量为5-25重量份，优选为10-20重量份。例如10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，抗滴落剂的含量为0.1-1重量份，优选为0.15-0.5重量份。例如0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份、0.5重量份，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，抗氧剂的含量为0-0.5重量份，优选为0.15-0.3重量份。例如0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，PC树脂、ABS高胶粉和/或其改性物、有机磷系阻燃剂和抗滴落剂的重量比为1∶(0.05-0.3)∶(0.05-0.39)∶(0.0005-0.01)；优选为1∶(0.08-0.25)∶(0.12-0.3)∶(0.001-0.008)。在该优选的比例范围内，PC/ABS合金组合物的阻燃性和高低温韧性更佳。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，ABS高胶粉是常规且已知的化合物，其为橡胶含量55％-70％的核壳型聚合物。所述ABS高胶粉和/或其改性物选自ABS高胶粉、马来酸酐改性ABS高胶粉、甲基丙烯酸甲酯改性ABS高胶粉和甲基丙烯酸缩水甘油酯改性ABS高胶粉中的至少一种；优选选自ABS高胶粉、马来酸酐改性ABS高胶粉和甲基丙烯酸甲酯改性ABS高胶粉中的至少一种；更优为马来酸酐改性ABS高胶粉。优选地，改性物(接枝改性物)与ABS高胶粉的重量比为(1-5)∶10；优选为(2.5-3.5)∶10。例如马来酸酐与ABS高胶粉的重量比为(1-5)∶10；优选为(2.5-3.5)∶10。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，所述有机磷系阻燃剂选自磷酸三苯酯(TPP)及其低聚物、间苯二酚双(磷酸二苯酯)(RDP)、双酚A双(磷酸二苯酯)(BDP)、间苯二酚双[二(2，6-二甲基苯)磷酸酯](RDX)和六苯氧基环三磷腈(HPCTP)中的至少一种；优选选自磷酸三苯酯(TPP)及其低聚物、双酚A双(磷酸二苯酯)(BDP)和六苯氧基环三磷腈(HPCTP)中的至少一种；更优选地选自双酚A双(磷酸二苯酯)(BDP)和/或六苯氧基环三磷腈(HPCTP)；更进一步优选为六苯氧基环三磷腈(HPCTP)。其中，磷酸三苯酯(TPP)低聚物是指具有1-20个重复单位的磷酸三苯酯。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，所述抗滴落剂为FTPE抗滴落剂。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，PC树脂是常规且已知的化合物，聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。可由双酚A和氧氯化碳(COCl2)合成。现较多使用的方法为熔融酯交换法(双酚A和碳酸二苯酯通过酯交换和缩聚反应合成)。本发明优选熔融指酯交换法制备的聚碳酸酯树脂。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，所述PC树脂在300℃和1.2kg条件下的熔融指数为5-12g/10min。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，所述PC树脂的重均分子量为26000-36000。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，ABS树脂是常规且已知的化合物，ABS树脂是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物。制备方法主要包括连续本体聚合法，乳液接枝本体SAN掺混法，悬浮聚合法。本发明优选连续本体聚合法制备的ABS树脂。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，所述ABS树脂在230℃和3.8kg条件下的的熔融指数为3-8g/10min。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，所述ABS树脂中SAN组分的重均分子量为120000-150000。其中，SAN是指苯乙烯丙烯腈的共聚物。
根据本发明所述的合金组合物的一些实施方式，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫代酯类抗氧剂中至少一种；优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
本发明第二方面提供了上述的PC/ABS合金组合物的制备方法，包括：将PC树脂、ABS树脂、ABS高胶粉和/或其改性物、有机磷系阻燃剂和抗滴落剂，以及任选的抗氧剂，进行混合，并熔融共混和成型。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，各组分的投料量为：
PC树脂：50-90重量份，优选为70-85重量份；
ABS树脂：3-25重量份，优选为5-20重量份；
ABS高胶粉和/或其改性物：3-25重量份，优选为5-20重量份；
有机磷系阻燃剂：5-25重量份，优选为10-20重量份；
抗滴落剂：0.1-1重量份，优选为0.15-0.5重量份；
抗氧剂：0-0.5重量份，优选为0.15-0.3重量份。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述混合的设备可以为高速搅拌机、捏合机等。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述熔融共混的温度为250-300℃。所述熔融共混设备例可以为双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、开炼机、密炼机、buss捏合机等。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述成型的方法为挤出造粒。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述的ABS高胶粉的改性物的制备方法可以包括以下步骤：
将1-10重量份、优选1-5重量份的改性物，与5-15重量份、优选8-12重量份的ABS高胶粉在氮气氛下，有机溶剂中搅拌混合，加热至恒定温度后连续滴加引发剂进行反应，对产物进行沉淀、洗涤和干燥处理，得到ABS高胶粉的改性物。优选地，ABS高胶粉的平均粒径为0.1-0.5μm。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述有机溶剂的种类和用量具有较宽的选择范围，以能够充分进行反应为目的。优选地，所述有机溶剂为乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的至少一种。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述引发剂为过氧化苯甲酰(BPO)，更优选地，所述引发剂的投料量为0.01-0.20重量份，优选为0.05-0.15重量份。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述搅拌的速度为90-120rpm。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述加热的温度为70-90℃
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述反应的时间为3-5h。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，沉淀、洗涤和干燥的方法可以为本领域常规的方法，在此不再赘述。
本发明第三方面提供了另一种上述的PC/ABS合金组合物的制备方法，包括：
(1)将第一PC树脂、ABS高胶粉和/或其改性物、有机磷系阻燃剂和抗滴落剂，以及任选的抗氧剂，进行混合，并第一熔融共混和挤出造粒，得到母粒；
(2)将所述母粒与第二PC树脂和ABS树脂混合，并进行第二熔融共混和成型。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述第一PC树脂和第二PC树脂均为PC树脂，仅用于区分两次投料时分别使用的PC树脂。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，各组分的投料量为：
第一PC树脂和第二PC树脂的总量：50-90重量份，优选为70-85重量份；
ABS树脂：3-25重量份，优选为5-20重量份；
ABS高胶粉和/或其改性物：3-25重量份，优选为5-20重量份；
有机磷系阻燃剂：5-25重量份，优选为10-20重量份；
抗滴落剂：0.1-1重量份，优选为0.15-0.5重量份；
抗氧剂：0.1-0.5重量份，优选为0.15-0.3重量份。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述第一PC树脂与第二PC树脂的重量比为1∶(0.2-1)，且第一PC树脂和第二PC树脂的总重量满足总含量为50-90重量份，优选为70-85重量份。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述混合的设备可以为高速搅拌机、捏合机等。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述第一熔融共混和第二熔融共混的温度各自独立地为250-300℃。所述熔融共混设备例可以为双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、开炼机、密炼机、buss捏合机等。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述成型的方法为挤出造粒。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述的ABS高胶粉的改性物的制备方法可以包括以下步骤：
将1-10重量份、优选1-5重量份的改性物，与5-15重量份、优选8-12重量份的ABS高胶粉在氮气氛下，有机溶剂中搅拌混合，加热至恒定温度后连续滴加引发剂进行反应，对产物进行沉淀、洗涤和干燥处理，得到ABS高胶粉的改性物。优选地，ABS高胶粉的平均粒径为0.1-0.5μm。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述有机溶剂的种类和用量具有较宽的选择范围，以能够充分进行反应为目的。优选地，所述有机溶剂为乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的至少一种。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述引发剂为过氧化苯甲酰(BPO)，更优选地，所述引发剂的投料量为0.01-0.20重量份，优选为0.05-0.15重量份。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述搅拌的速度为90-120rpm。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述加热的温度为70-90℃
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述反应的时间为3-5h。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，沉淀、洗涤和干燥的方法可以为本领域常规的方法，在此不再赘述。
本发明第四方面提供了上述的PC/ABS合金组合物和/或根据上述的制备方法得到的PC/ABS合金组合物在汽车充电桩、新能源汽车、电子电器、建筑和包装中的应用。但是应用并不限于此。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加容易理解，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中使用的原料：
ABS高胶粉：牌号HR181，平均粒径为0.1μm，购自锦湖公司；
马来酸酐：购自阿拉丁公司；
甲基丙烯酸甲酯：购自阿拉丁公司；
甲基丙烯酸缩水甘油酯：购自阿拉丁公司；
PC树脂：在300℃和1.2kg条件下的熔融指数为7g/10min，重均分子量为31022，分子量分布为1.7，购自SABIC公司；
ABS树脂：在230℃和380kg条件下的的熔融指数为3.83g/10min，其中SAN组份重均分子量为138000，分子量分布为1.82，购自高桥石化公司；
TPP：购自浙江万盛公司；
BDP：购自浙江万盛公司；
RDP：购自道尔化工公司；
HPCTP：购自青岛杰得佳公司；
FTPE抗滴落剂：牌号TF1645，购自3M公司；
抗氧剂1010：购自BASF公司；
抗氧剂168：购自BASF公司；
SEBS(以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物)：在230℃和2.16kg条件下的的熔融指数为1.83g/10min，重均分子量为98000，分子量分布为1.23，购自Karton公司。
以下实施例中，
拉伸强度的测试方法：GB/T1040-2006。
弯曲模量的测试方法：GB/T 9341-2006。
冲击性能(悬臂梁)的测试方法：GB-/T 1843-2008。
垂直燃烧UL94的测试方法：GB/T 2408-2008。
火焰熄灭时间的测试方法：从UL-94测试结果中得到。
【制备例1】
将1重量份的马来酸酐与10重量份的ABS高胶粉在氮气氛下，甲苯中搅拌混合，搅拌转速为100rpm，加热至70℃后连续滴加0.06重量份的引发剂BPO，反应4h，对产物进行沉淀、洗涤、干燥处理，得到马来酸酐改性ABS高胶粉。
【制备例2】
将2重量份的甲基丙烯酸甲酯与10重量份的ABS高胶粉在氮气氛下，甲苯中搅拌混合，搅拌转速为100rpm，加热至80℃后连续滴加0.05重量份的引发剂BPO，反应4h，对产物进行沉淀、洗涤、干燥处理，得到甲基丙烯酸甲酯改性ABS高胶粉。
【制备例3】
将3重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与10重量份的ABS高胶粉在氮气氛下，甲苯中搅拌混合，搅拌转速为100rpm，加热至90℃后连续滴加0.05重量份的引发剂BPO，反应3.5h，对产物进行沉淀、洗涤、干燥处理，得到甲基丙烯酸缩水甘油酯改性ABS高胶粉。
【制备例4】
将4重量份的马来酸酐与10重量份的ABS高胶粉在氮气氛下，甲苯中搅拌混合，搅拌转速为100rpm，加热至85℃后连续滴加0.05重量份的引发剂BPO，反应4.5h，对产物进行沉淀、洗涤、干燥处理，得到马来酸酐改性ABS高胶粉。
【制备例5】
将3重量份的马来酸酐与10重量份的ABS高胶粉在氮气氛下，甲苯中搅拌混合，搅拌转速为100rpm，加热至85℃后连续滴加0.1重量份的引发剂BPO，反应4.5h，对产物进行沉淀、洗涤、干燥处理，得到马来酸酐改性ABS高胶粉。
【实施例1】
将各组分按配比(见表1)进行称重并混合，其中PC树脂为80重量份，ABS树脂10重量份，马来酸酐改性ABS高胶粉(制备例1得到)10重量份，TPP为12重量份，FTPE抗滴落剂0.4重量份、抗氧剂1010为0.2重量份、抗氧剂168为0.1重量份。之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在280℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到PC/ABS合金组合物颗粒。
测定该PC/ABS合金组合物颗粒的拉伸强度、弯曲模量、冲击性能(悬臂梁)、垂直燃烧UL94和火焰熄灭时间，结果见表2。
【实施例2】
将各组分按配比(见表1)进行称重并混合，其中PC树脂为85重量份，ABS树脂10重量份，甲基丙烯酸甲酯改性ABS高胶粉(制备例2得到)5重量份，BDP为10重量份，FTPE抗滴落剂0.5重量份、抗氧剂1010为0.2重量份、抗氧剂168为0.1重量份。之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在250℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到PC/ABS合金组合物颗粒。
测定该PC/ABS合金组合物颗粒的拉伸强度、弯曲模量、冲击性能(悬臂梁)、垂直燃烧UL94和火焰熄灭时间，结果见表2。
【实施例3】
将各组分按配比(见表1)进行称重并混合，其中PC树脂为80重量份，ABS树脂10重量份，甲基丙烯酸缩水甘油酯改性ABS高胶粉(制备例3得到)10重量份，RDP为15重量份，FTPE抗滴落剂0.3重量份。之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在300℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到PC/ABS合金组合物颗粒。
测定该PC/ABS合金组合物颗粒的拉伸强度、弯曲模量、冲击性能(悬臂梁)、垂直燃烧UL94和火焰熄灭时间，结果见表2。
【实施例4】
将各组分按配比(见表1)进行称重并混合，其中PC树脂为80重量份，ABS树脂10重量份，马来酸酐改性ABS高胶粉(制备例4得到)10重量份，HPCTP为12重量份，FTPE抗滴落剂0.4重量份、抗氧剂1010为0.2重量份、抗氧剂168为0.1重量份。之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在280℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到PC/ABS合金组合物颗粒。
测定该PC/ABS合金组合物颗粒的拉伸强度、弯曲模量、冲击性能(悬臂梁)、垂直燃烧UL94和火焰熄灭时间，结果见表2。
【实施例5】
将各组分按配比(见表1)进行称重并混合，其中PC树脂为85重量份，ABS树脂8重量份，马来酸酐改性ABS高胶粉(制备例5得到)7重量份，HPCTP为10重量份，FTPE抗滴落剂0.4重量份、抗氧剂1010为0.2重量份、抗氧剂168为0.1重量份。之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在280℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到PC/ABS合金组合物颗粒。
测定该PC/ABS合金组合物颗粒的拉伸强度、弯曲模量、冲击性能(悬臂梁)、垂直燃烧UL94和火焰熄灭时间，结果见表2。
【实施例6】
(1)将50重量份的PC树脂、15重量份的马来酸酐改性ABS高胶粉(制备例5得到)、20重量份的HPCTP、0.4重量份的FTPE抗滴落剂和0.15重量份的抗氧剂1010在高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在280℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到母粒；
(2)将所述母粒与20重量份的PC树脂和15重量份的ABS树脂在高速搅拌器中混合均匀(各组分的用量见表1)，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在280℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到PC/ABS合金组合物颗粒。
测定该PC/ABS合金组合物颗粒的拉伸强度、弯曲模量、冲击性能(悬臂梁)、垂直燃烧UL94和火焰熄灭时间，结果见表2。
【对比例1】
将各组分按配比(见表1)进行称重并混合，其中PC树脂为80重量份，ABS树脂20重量份，TPP为12重量份，FTPE抗滴落剂0.4重量份、抗氧剂1010为0.2重量份、抗氧剂168为0.1重量份。之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在280℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到PC/ABS合金组合物颗粒。
测定该PC/ABS合金组合物颗粒的拉伸强度、弯曲模量、冲击性能(悬臂梁)、垂直燃烧UL94和火焰熄灭时间，结果见表2。
【对比例2】
将各组分按配比(见表1)进行称重并混合，其中PC树脂为80重量份，ABS树脂20重量份，TPP为12重量份，SEBS为10重量份，马来酸酐3重量份，FTPE抗滴落剂0.4重量份、抗氧剂1010为0.2重量份、抗氧剂168为0.1重量份。之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在280℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到PC/ABS合金组合物颗粒。
测定该PC/ABS合金组合物颗粒的拉伸强度、弯曲模量、冲击性能(悬臂梁)、垂直燃烧UL94和火焰熄灭时间，结果见表2。
【对比例3】
将各组分按配比(见表1)进行称重并混合，其中PC树脂为80重量份，ABS树脂20重量份，抗氧剂1010为0.2重量份、抗氧剂168为0.1重量份。之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在280℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到PC/ABS合金组合物颗粒。
测定该PC/ABS合金组合物颗粒的拉伸强度、弯曲模量、冲击性能(悬臂梁)、垂直燃烧UL94和火焰熄灭时间，结果见表2。
【对比例4】
将各组分按配比(见表1)进行称重并混合，其中PC树脂为80重量份，ABS树脂20重量份，马来酸酐改性ABS高胶粉(制备例4得到)10重量份、FTPE抗滴落剂0.4重量份、抗氧剂1010为0.2重量份、抗氧剂168为0.1重量份。之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在280℃，经螺杆熔融混合均匀，并造粒，得到PC/ABS合金组合物颗粒。
测定该PC/ABS合金组合物颗粒的拉伸强度、弯曲模量、冲击性能(悬臂梁)、垂直燃烧UL94和火焰熄灭时间，结果见表2。
表1
Figure GDA0002341188580000141
表2
Figure GDA0002341188580000151
通过对比例1-4及表2可以看出，阻燃剂的加入会对材料各组分间的相互作用产生较大影响，进而大幅度降低PC/ABS合金的冲击性能。另外，由于阻燃剂与基体树脂间相互作用较差，造成其分散困难，从而降低了阻燃剂的阻燃效率。从表2中可以看出，相比较于本发明的PC/ABS合金组合物，传统的增韧方法(对比例2，添加SEMS作为增韧剂)增韧效率较低，另外，由于橡胶相本身的易燃性，造成了PC/ABS组合物的阻燃性能下降，UL-94测试为V-2级。而仅仅添加无卤阻燃剂(对比例1)对合金的韧性影响极大。相比较于对比例3的PC/ABS合金，其常温以及低温冲击性能分别降低了75.8％以及47.4％。相比于对比例4的PC/ABS合金，未加入无卤阻燃剂，材料UL-94测试为无级(NR)，火安全性较差。
通过实施例1-6可以看出，本发明的无卤阻燃PC/ABS合金组合物均具有良好的综合性能，通过配方设计，以及无卤阻燃剂和单组分增容、增韧剂的加入，制备的PC/ABS合金组合物兼具良好阻燃性能与韧性(高冲击性能)，在常温和低温情况下，均具有较好的韧性，尤其具有优异的低温韧性。组合物在UL94垂直燃烧测试中可以达到V-0级，自熄时间＜10s，组合物不仅具有较好的刚性，其冲击性能，尤其是低温冲击性能可以达到59kJ/m2，明显高于对比例的PC/ABS合金组合物，本发明的PC/ABS合金组合物处于业界领先水平。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种PC/ABS合金组合物，包括：PC树脂、ABS树脂、ABS高胶粉改性物、有机磷系阻燃剂和抗滴落剂，以及任选的抗氧剂；
所述有机磷系阻燃剂为六苯氧基环三磷腈；
所述ABS高胶粉改性物为马来酸酐接枝改性ABS高胶粉；
所述马来酸酐接枝改性ABS高胶粉的制备原料中马来酸酐和ABS高胶粉的重量份之比为3-4：10。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，PC树脂的含量为50-90重量份；ABS树脂的含量为3-25重量份；ABS高胶粉改性物的含量为3-25重量份；有机磷系阻燃剂的含量为5-25重量份；抗滴落剂的含量为0.1-1重量份；抗氧剂的含量为0-0.5重量份。
3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，PC树脂的含量为70-85重量份；ABS树脂的含量为5-20重量份；ABS高胶粉改性物的含量为5-20重量份；有机磷系阻燃剂的含量为10-20重量份；抗滴落剂的含量为0.15-0.5重量份；抗氧剂的含量为0.15-0.3重量份。
4.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，PC树脂、ABS高胶粉改性物、有机磷系阻燃剂和抗滴落剂的重量比为1：（0.05-0.3）：（0.05-0.39）：（0.0005-0.01）。
5.根据权利要求4所述的组合物，其特征在于，PC树脂、ABS高胶粉改性物、有机磷系阻燃剂和抗滴落剂的重量比为1：（0.08-0.25）：（0.12-0.3）：（0.001-0.008）。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述抗滴落剂为PTFE抗滴落剂。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述PC树脂在300℃和1.2kg条件下的熔融指数为5-12g/10min。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述PC树脂的重均分子量为26000-36000。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述ABS树脂在230℃和3.8kg条件下的熔融指数为3-8g/10min。
10.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫代酯类抗氧剂中至少一种。
11.根据权利要求10所述的组合物，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
12.一种权利要求1-11中任意一项所述的PC/ABS合金组合物的制备方法，包括：将PC树脂、ABS树脂、ABS高胶粉改性物、有机磷系阻燃剂和抗滴落剂，以及任选的抗氧剂，进行混合，并熔融共混和成型。
13.根据权利要求12所述的PC/ABS合金组合物的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的温度为250-300℃；
和/或，所述成型的方法为挤出造粒。
14.一种权利要求1-11中任意一项所述的PC/ABS合金组合物的制备方法，包括：
（1）将第一PC树脂、ABS高胶粉改性物、有机磷系阻燃剂和抗滴落剂，以及任选的抗氧剂，进行混合，并第一熔融共混和挤出造粒，得到母粒；
（2）将所述母粒与第二PC树脂和ABS树脂混合，并进行第二熔融共混和成型。
15.根据权利要求14所述的PC/ABS合金组合物的制备方法，其特征在于，所述第一PC树脂与第二PC树脂的重量比为1：（0.2-1），且第一PC树脂和第二PC树脂的总重量满足总含量为50-90重量份；
和/或，所述第一熔融共混和第二熔融共混的温度各自独立地为250-300℃；
和/或，所述成型的方法为挤出造粒。
16.根据权利要求15所述的PC/ABS合金组合物的制备方法，其特征在于，所述第一PC树脂和第二PC树脂的总重量满足总含量为70-85重量份。
17.一种权利要求1-11中任意一项所述的PC/ABS合金组合物和/或根据权利要求12-16所述的制备方法得到的PC/ABS合金组合物在汽车充电桩、新能源汽车、电子电器、建筑和包装中的应用。
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