CN113583423A - 一种高流动性阻燃pc/abs复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法；该复合材料以占总重的重量百分比含量计如下：PC树脂40～60份，ABS树脂30～50份，磷酸酯类阻燃剂5～10份，无机阻燃剂2～8份，相容剂2～8份，光稳定剂0.2～0.6份，抗氧化剂0.2～0.6份。一种高流动性阻燃将PC/ABS复合材料及其制备方法，通过将磷酸酯类阻燃剂与无机阻燃剂复配应用于PC/ABS复合物中，起到了阻燃作用，并且提高了复合物加工的流动性以及拉伸、弯曲性能等，给人们带来更好的使用前景。
Description
技术领域
本发明涉及功能化工程材料技术领域，具体的涉及高流动性阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
PC/ABS复合材料是由聚碳酸酯PC和丙烯腈-丁二苯-苯乙烯ABS组成，即具有ABS树脂的成型加工性能，又具有PC树脂的机械性能、耐温性能和抗紫外性能，被广泛应用于汽车内部零件、商务机器、通信器材、家电用品及照明设备上。然而，PC/ABS复合材料易燃烧，且在燃烧时有大量黑烟和有毒气体生成，因此，为了使用安全性，尤其是应用于电子电气行业，需对PC/ABS复合材料进行阻燃改性。
目前，含卤阻燃剂具有优良的阻燃性能且不影响材料使用性能，但由于其在燃烧时会释放大量有毒有害气体，会造成二次伤害，因此，开发无卤阻燃剂势在必行，有机磷系阻燃剂是无卤阻燃剂，可作为PC/ABS阻燃的一种改性剂，有机磷系阻燃剂大都具有低烟、无卤、低毒等特点，主要在气相和凝聚相中发挥阻燃作用，最常用的主要为芳香族磷酸酯类阻燃剂，如TPP、BDP与RDP等，此外，低分子量的磷酸酯类阻燃剂在PC/ABS复合物体系中会起到内润滑增塑剂的作用，从而提高复合物的流动性，更易便于成型加工，将磷酸酯类阻燃剂与无机阻燃剂复配应用于PC/ABS复合物中，不仅可以提高复合物阻燃性能，也能提高复合物的机械性能。
发明内容
因此，为了降低PC/ABS复合材在实际应用中的火灾危害性，本发明的目的是提供一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法，通过磷酸酯类阻燃剂与无机阻燃剂的复配使用，在提高复合物阻燃性能的同时，提高复合物的加工流动性与机械性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料，以占总重量的质量百分比计如下：
PC树脂40～60份，ABS树脂30～50份，磷酸酯类阻燃剂5～10份，无机阻燃剂2～8份，相容剂2～8份，光稳定剂0.2～0.6份，热稳定剂0.2～0.6份。
优选的，磷酸酯类阻燃剂为间苯二酚双二苯基磷酸酯RDP、双酚A双二苯基磷酸酯BDP、磷酸三苯酯TPP中的一种。
优选的，无机阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、碱式硫酸镁晶须中的任意一种。
优选的，无机阻燃剂粒子的截面直径为0.5-20μm，无机阻燃剂粒子的长径为10-100μm。
优选的，复合材料组份包含PC树脂、ABS树脂、阻燃剂、无机阻燃剂、相容剂、光稳定剂以及热稳定剂。
此外，本发明还涉及了所述的一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
S1：将PC树脂、ABS树脂、磷酸酯类阻燃剂、无机阻燃剂、相容剂、光稳定剂以及热稳定剂以占重量百分比计进行称重，在高速混炼机中混料5～10分钟；
S2：然后再调节双螺杆挤出机的挤出温度，将其调至为220～250℃，并且将主机转速调节到为300～800rpm，将物料放入设备内进行加工，最后将混合物挤出；
S3：将混合物放置在外界，进行2～3分钟的冷却；
S4：将混合物放置在干燥机上，打开机器设备，进行2～3分钟的干燥处理；
S5：将干燥后的混合物放置在双螺旋挤压造粒机上，启动设备造粒，获得材料。
有益效果
本发明提供的一种高流动性阻燃将PC/ABS复合材料及其制备方法，在提高复合物的阻燃性能同时，也大大的提高了复合物的加工流动性和机械性能，使其具有更好的成型加工和使用性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明，应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料，PC/ABS材料以重量百分比计如下：PC树脂50份、ABS树脂45份、相容剂5份、光稳定剂V7030.2份、抗氧化剂10100.2份、抗氧化剂1680.2份。
对比例1：
一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料，PC/ABS材料以重量百分比计如下：PC树脂50份、ABS树脂40份、阻燃剂TPP 5份、相容剂5份、光稳定剂V7030.2份、抗氧化剂10100.2份、抗氧化剂1680.2份。
对比例2：
一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料，PC/ABS材料以重量百分比计如下：PC树脂50份、ABS树脂37.5份、阻燃剂TPP 7.5份、相容剂5份、光稳定剂V7030.2份、抗氧化剂10100.2份、抗氧化剂1680.2份。
对比例3：
一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料，PC/ABS材料以重量百分比计如下：PC树脂50份、ABS树脂35份、阻燃剂TPP 10份、相容剂5份、光稳定剂V7030.2份、抗氧化剂10100.2份、抗氧化剂1680.2份。
对比例4：
一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料，PC/ABS材料以重量百分比计如下：PC树脂50份、ABS树脂40份、阻燃剂TPP 7.5份、阻燃剂碱式硫酸镁晶须2.5份、相容剂5份、光稳定剂V7030.2份、抗氧化剂10100.2份、抗氧化剂1680.2份。
对比例5：
一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料，PC/ABS材料以重量百分比计如下：PC树脂50份、ABS树脂40份、阻燃剂TPP 7.5份、阻燃剂氢氧化镁2.5份、相容剂5份、光稳定剂V7030.2份、抗氧化剂10100.2份、抗氧化剂1680.2份。
对比例6：
一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料，PC/ABS材料以重量百分比计如下：PC树脂50份、ABS树脂40份、阻燃剂TPP 7.5份、阻燃剂氢氧化铝2.5份、相容剂5份、光稳定剂V7030.2份、抗氧化剂10100.2份、抗氧化剂1680.2份。
实施例和对比例的制备工艺：将PC树脂、ABS树脂、磷酸酯类阻燃剂、无机阻燃剂、相容剂、光稳定剂以及热稳定剂以占重量百分比计进行称重，在高速混炼机中混料5～10分钟，然后再调节双螺杆挤出机的挤出温度，将其调至为220～250℃，并且将主机转速调节到为300～800rpm，将物料放入设备内进行加工，最后将混合物挤出，将混合物放置在外界，进行2～3分钟的冷却，将混合物放置在干燥机上，打开机器设备，进行2～3分钟的干燥处理，将干燥后的混合物放置在双螺旋挤压造粒机上，启动设备造粒，获得材料。
性能测试：
熔融指数：按照国标GB/T3682-2018方法测量，检测条件为：260℃，5KG；
拉伸强度：按照国标GB/T1040.2-2006方法测量，检测条件为：50mm/min；弯曲模量：按照国标GB/T9341-2008，检测条件为：2mm/min；
极限氧指数(LOI)：按照GB/T2406.2-2009进行测试；
垂直燃烧测试(UL-94)：按照GB/T2408-2008进行测试；
实施例1测试结果：熔融指数为30.4g/10min，拉伸强度为58.9MPa，弯曲模量为2529MPa，LOI为22％，UL-94等级为无等级；
对比例1测试结果：熔融指数为36g/10min，拉伸强度为58.1MPa，弯曲模量为2504MPa，LOI为24％，UL-94等级为V-2；
对比例2测试结果：熔融指数为58.8g/10min，拉伸强度为57.4MPa，弯曲模量为2453MPa，LOI为25％，UL-94等级为V-1；
对比例3测试结果：熔融指数为76.5g/10min，拉伸强度为57.7MPa，弯曲模量为2546MPa，LOI为27％，UL-94等级为V-0；
对比例4测试结果：熔融指数为72.8g/10min，拉伸强度为63.1MPa，弯曲模量为2957MPa，LOI为28％，UL-94等级为V-0；
对比例5测试结果：熔融指数为60.2g/10min，拉伸强度为58.4MPa，弯曲模量为2516MPa，LOI为26％，UL-94等级为V-1；
对比例6测试结果：熔融指数为61.4g/10min，拉伸强度为57.9MPa，弯曲模量为2483MPa，LOI为25.5％，UL-94等级为V-1；
下表1为实施例1以及对比例1-6所制备的PC/ABS复合材料性能。
由上表数据可知，阻燃剂TPP的引入提升了复合物材料的阻燃性能和流动性，但对复合物材料的机械性能影响不大，当阻燃剂TPP的添加量为10wt％时，熔融指数可达76.5g/10min，而复合物的LOI值提升到27％，且UL-94评级为V-0级，碱式硫酸镁晶须与TPP复配使用可提高复合物的阻燃性能，LOI值达到28％，UL-94等级为V-0级，且拉伸强度和弯曲模量具有提升，而氢氧化镁、氢氧化铝和TPP复配使用效果，相比碱式硫酸镁晶须而言有所降低。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (7)
1.一种高流动性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，所述PC/ABS材料以重量百分比计如下：
PC树脂40～60份，ABS树脂30～50份，磷酸酯类阻燃剂5～10份，无机阻燃剂2～8份，相容剂2～8份，光稳定剂0.2～0.6份，热稳定剂0.2～0.6份。
2.根据权利要求1所述的高流动性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的磷酸酯类阻燃剂为间苯二酚双二苯基磷酸酯RDP、双酚A双二苯基磷酸酯BDP、磷酸三苯酯TPP中的一种。
3.根据权利要求1所述的高流动性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：所述无机阻燃剂为协效阻燃剂，所述无机阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、碱式硫酸镁晶须中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的高流动性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的无机阻燃剂粒子的截面直径为0.5-20μm，所述无机阻燃剂粒子的长径为10-100μm。
5.根据权利要求1所述的高流动性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的复合材料组份包含PC树脂、ABS树脂、阻燃剂、无机阻燃剂、相容剂、光稳定剂以及热稳定剂。
6.根据权利要求5所述的高流动性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的热稳定剂为抗氧化剂1010与抗氧化剂168的一种或两种。
7.一种如权利要求1所述的高流动性阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：将PC树脂、ABS树脂、磷酸酯类阻燃剂、无机阻燃剂、相容剂、光稳定剂以及热稳定剂以占重量百分比计进行称重，在高速混炼机中混料5～10分钟；
S2：然后再调节双螺杆挤出机的挤出温度，将其调至为220～250℃，并且将主机转速调节到为300～800rpm，将物料放入设备内进行加工，最后将混合物挤出；
S3：将混合物放置在外界，进行2～3分钟的冷却；
S4：将混合物放置在干燥机上，打开机器设备，进行2～3分钟的干燥处理；
S5：将干燥后的混合物放置在双螺旋挤压造粒机上，启动设备造粒，获得材料。
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