CN113136097A - 一种无卤阻燃抗静电本色pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，包括步骤：(1)称量原料PC、ABS、磷酸酯类阻燃剂、抗静电剂、酯交换抑制剂，并将其混合均匀得到混合物，所述抗静电剂为聚醚酯酰胺类抗静电剂；(2)将上述混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为180℃～210℃。本发明制备方法制得的PC/ABS合金材料抗静电效果持久，且符合无卤阻燃的要求。颜色为本色，可通过添加色粉调制成各种颜色，使其应用领域更加广泛。本申请还提供一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金。

Description

一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及工程塑料技术领域，更具体地涉及一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
日常生活中所用的材料有很多的合成塑胶材料，这些材料的绝缘性非常好，但容易产生静电。静电在某些情况下对我们的生活提供帮助，但也会引起很多问题，如引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰，击穿集成电路和精密的电子元件，或者促使元件老化，在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所静电甚至可能引起爆炸和火灾，在电子电器行业中由于静电吸附灰尘，也可能造成集成电路和半导体元件的污染，大大降低成品率。
抗静电PC/ABS材料广泛用于电器外壳，如笔记本、平板电脑灯产品以达到静电作用。传统的抗静电PC/ABS材料主要采用石墨、碳纳米管等导电助剂，制得抗静电黑色PC/ABS材料，应用领域受到较大限制。近年来，各企业逐渐开始研究本色的抗静电PC/ABS合金材料，其主要包括抗静电剂和阻燃剂，由于须获得本色材料，因此，不宜选用石墨、碳纤等黑色永久抗静电剂，而非离子型等非永久抗静电效果不佳，目前常采用聚醚酯酰胺类抗静电剂。传统阻燃剂一般采用含卤阻燃剂，卤素阻燃剂的优点是用量少、阻燃效率高且适应性广，但其严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体，危害很大。目前，卤素阻燃剂已被逐渐淘汰。而采用无卤阻燃剂，尤其是磷酸酯类阻燃剂与聚醚酯酰胺类抗静电剂存在酯交换等副反应问题，一直制约着该材料的开发。
发明内容
本发明目的之一是提供一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，通过该方法能够制得本色PC/ABS合金，抗静电效果永久且阻燃效果好。
本发明目的之二是提供一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金。
为实现本发明目的，本发明提供一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，包括步骤：
(1)称量原料PC、ABS、磷酸酯类阻燃剂、抗静电剂、酯交换抑制剂，并将其混合均匀得到混合物，所述抗静电剂为聚醚酯酰胺类抗静电剂；
(2)将上述混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为180℃～210℃。
与现有技术相比，本申请在无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法中，采用的原料有PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、磷酸酯类阻燃剂、聚醚酯酰胺类抗静电剂、酯交换抑制剂，其引入酯交换抑制剂来抑制聚醚酯酰胺类抗静电剂与磷酸酯类阻燃剂之间的酯交换反应，使抗静电剂的分子结构不被破坏。同时，在加工时采用低温加工温度(180℃-210℃)，使抗静电剂更容易形成网格状结构，进而具备完整的导电通路。因此，对于含磷酸酯类阻燃剂与聚醚酯酰胺类抗静电剂两种组分时，本发明制备方法通过低温加工工艺及引入酯交换抑制剂两者结合的方式制得了PC/ABS合金材料，不仅抗静电效果持久，且符合无卤阻燃的要求。尤其是颜色为本色，可通过添加色粉调制成各种颜色，使其应用领域更加广泛。
其中，挤出温度可以为但不限于180℃、190℃、200℃、210℃。
较佳的，磷酸酯类阻燃剂选自双酚A双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、磷酸三苯酯中的至少一种。
较佳的，酯交换抑制剂选为无水磷酸二氢钠。
较佳的，各物料的含量，按重量份数计，包括40-60份的PC、5-15份的ABS、10-20份的磷酸酯类阻燃剂、10-30份的抗静电剂、1-10份的酯交换抑制剂。其中，PC的用量可以为但不限于40份、50份、60份；ABS的用量可以为但不限于5份、10份、15份；磷酸酯类阻燃剂的用量可以为但不限于10份、15份、20份；抗静电剂的用量可以为但不限于10份、15份、20份、25份、30份；酯交换抑制剂的用量可以为但不限于份、3份、5份、8份、10份。
较佳的，步骤(1)的混合物还包括助剂。进一步，该助剂包括抗氧剂、相容剂、增韧剂、抗滴落剂、润滑剂中的至少一种。抗氧剂可以为但不限于抗氧剂1076，抗氧剂1010，抗氧剂168，抗氧剂1098，抗氧剂626中的至少一种；相容剂可以为但不限于聚苯乙烯接枝马来酸酐，聚丙烯腈苯乙烯接枝环氧或乙烯丙烯酸酯共聚物中的至少一种；增韧剂可以为但不限于MBS，SEBS，高胶粉或硅橡胶中的至少一种；抗滴落剂可以为但不限于AS包覆PTFE，PTFE原粉或AS包覆PTFE中的至少一种；润滑剂可以为但不限于季戊四醇硬脂酸酯，甲基硅油或液体石蜡中的至少一种。
较佳的，给料段温度为180℃，压缩段温度为190℃，计量段温度为200℃，机头温度为210℃。
另一方面，本申请还提供一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金，通过上述方法制得。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，包括步骤：
(1)称取49.5份的PC、10份的ABS、18份的聚醚酯酰胺类抗静电剂(Irgastat P20来源瑞士汽巴精化)、0.5份的无水磷酸二氢钠、0.5份的抗氧剂、0.5份的相容剂、0.5份的增韧剂、0.5份的抗滴落剂、0.5份的润滑剂，在高速混合机中共混3min得到混合物；
(2)将上述混合物加入双螺杆挤出机中，15份的双酚A双(二苯基磷酸酯)(简称BDP)以侧喂料方式加入、经过熔融、挤出、造粒、干燥后制得粒料，挤出温度为180℃～210℃，具体为给料段180℃，压缩段190℃，计量段200℃，机头温度210℃。
(3)将步骤2中所制得的粒料于90℃条件下烘料4h，在注塑机上成型，注塑温度180-210℃，制备130mm*13mm*1.5mm的样条，进行性能测试。
实施例2-3及对比例1-3与实施例1的制备方法基本相同，组分和含量不同点请参考表1。
对比例4
对比例4中采用的阻燃剂为溴代三嗪和三氧化二锑，其余与实施例1相同，在此不进行详细说明。
对比例5
一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，包括步骤：
(1)称取49.5份的PC、10份的ABS、18份的聚醚酯酰胺类抗静电剂、0.5份的酯交换抑制剂、0.5份的抗氧剂、0.5份的相容剂、0.5份的增韧剂、0.5份的抗滴落剂、0.5份的润滑剂，在高速混合机中共混3min得到混合物；
(2)将上述混合物加入双螺杆挤出机中，15份的双酚A双(二苯基磷酸酯)(简称BDP)以侧喂料方式加入、经过熔融、挤出、造粒、干燥后制得粒料，挤出温度为240℃；
(3)将步骤2中所制得的粒料于90℃条件下烘料4h，在注塑机上成型，注塑温度180-210℃，制备130mm*13mm*1.5mm的样条，进行性能测试。
表1实施例1-3及对比例1-3的组分和含量表
Figure BDA0003062914660000041
Figure BDA0003062914660000051
Figure BDA0003062914660000061
将实施例1-3和对比例1-5制得的样品进行性能测试，测试结果如表2所示。
表2试验结果
Figure BDA0003062914660000062
由实验结果可知，实施例1-3具有优良的抗静电效果和阻燃效果及机械性能。可见，其引入酯交换抑制剂来抑制聚醚酯酰胺类抗静电剂与磷酸酯类阻燃剂之间的酯交换反应，使抗静电剂的分子结构不被破坏。同时，在加工时采用低温加工温度(180℃-210℃)，使抗静电剂更容易形成网格状结构，进而具备完整的导电通路。因此，本发明制备方法制得的PC/ABS合金材料抗静电效果持久，且符合无卤阻燃的要求。颜色为本色，可通过添加色粉调制成各种颜色，使其应用领域更加广泛。
实施例1与对比例1比较可知，不含相容剂时，对比例1的表面电阻要比实施例1高2个数量级，这是由于含有环氧基或酸酐的相容剂具有反应活性，可以与混合物加工过程产生的羟基进行反应，阻止了酯交换反应的进一步发生。
实施例1与对比例2比较可知，不含抑制剂时，对比例2的表面电阻要比实施例1高1个数量级，说明酯交换抑制剂可以抑制酯交换反应的发生，对降低表面电阻起到积极作用，同事由于抑制了酯交换反应，使冲击强度提升，融指下降。
实施例1与对比例3比较可知，不含抗静电剂，材料的表面电阻为1016Ω，无法实现防尘级别的抗静电效果。
实施例1与对比例4比较可知，对比例4所采用阻燃剂为溴代三嗪和三氧化二锑，是目前市面上抗静电产品的的主要阻燃方式，本申请技术方案采用无卤阻燃体系可达到与之相同的阻燃效果和抗静电效果，仅冲击强度略有下降。
实施例1与对比例5比较可知，挤出温度为240℃，虽然含有酯交换抑制剂，但由于加工温度的提高，导致酯交换反应无法抑制，大分子断链严重，表面电阻要上升2个数量级，并且材料的融指明显增加、冲击强度急剧下降。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)称量原料PC、ABS、磷酸酯类阻燃剂、抗静电剂、酯交换抑制剂，并将其混合均匀得到混合物，所述抗静电剂为聚醚酯酰胺类抗静电剂；
(2)将上述混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为180℃～210℃。
2.如权利要求1所述的无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，磷酸酯类阻燃剂选自双酚A双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、磷酸三苯酯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，混合物中各物料的含量，按重量份数计，包括40-60份的PC、5-15份的ABS、10-20份的磷酸酯类阻燃剂、10-30份的抗静电剂、1-10份的酯交换抑制剂。
4.如权利要求1所述的无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述酯交换抑制剂选为无水磷酸二氢钠。
5.如权利要求1所述的无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)的混合物还包括助剂。
6.如权利要求5所述的无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂、相容剂、增韧剂、抗滴落剂、润滑剂中的至少一种。
7.如权利要求6所述的无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述相容剂选自聚苯乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯腈苯乙烯接枝环氧或乙烯丙烯酸酯共聚物中的至少一种。
8.如权利要求6所述的无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述增韧剂选自MBS、SEBS、高胶粉或硅橡胶中的至少一种。
9.如权利要求1所述的无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，给料段温度为180℃，压缩段温度为190℃，计量段温度为200℃，机头温度为210℃。
10.一种无卤阻燃抗静电本色PC/ABS合金，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。
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