CN114292512A - 一种低气味阻燃pc/abs合金材料及其在汽车板材上的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及技术领域，特别是涉及一种低气味阻燃PC/ABS合金材料及其在汽车板材上的应用，其中低气味阻燃PC/ABS合金材料包括以下组分：PC、ABS、LCP、除味剂、抑烟剂、阻燃剂、增韧剂和助剂。本发明原料来源充足、生产成本低，不需要采用特殊设备，可以通过双螺杆挤出机制备得到。本发明中滴落剂、抗氧剂、润滑剂等助剂均采用复配体系，能够降低助剂添加量，同时改善产品的力学性能；采用磷系无卤阻燃剂和除味剂，可以在保证阻燃性能的情况下减少合金材料的刺激性气味。

Description

一种低气味阻燃PC/ABS合金材料及其在汽车板材上的应用

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，特别是涉及一种低气味阻燃PC/ABS合金材料及其在汽车板材上的应用。

背景技术

当汽车内部气味达到一定浓度时，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时会引发抽搐、昏迷，伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果，威胁人类健康。随着汽车产业的发展、绿色出行政策的倡导，车用板材的材料逐渐呈现出低气味、环保化的发展趋势，同时材料需要具备良好的力学性能、耐热性能及阻燃性能。

PC是一种优异的工程塑料，具有高强度及弹性系数、高冲击强度、高透明性、尺寸稳定、电性能佳等特性，但PC耐水解稳定性差，对缺口敏感容易应力开裂，同时容易被有机物腐蚀。ABS是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，具有抗冲击强度、耐热、耐化学性、电气性、尺寸稳定性及易加工等特性，但ABS存在耐候性差缺陷。LCP是液晶聚合物，具有高流动性、耐候性、优异的阻燃性，阻燃等级能达UL94 V-0级，具备优异的耐腐蚀性能，在强酸碱下不会应力开裂。

PC、ABS均可广泛应用于汽车、电子、医疗、建筑、机械等领域，而PC/ABS合金结合了上述两种材料的优异性能，但是，目前市场上用于汽车板材的低气味阻燃PC/ABS合金材料很少。现有的阻燃PC/ABS合金材料中通常含有卤系阻燃剂，卤系阻燃剂的阻燃效率高，但阻燃时会产生大量具有毒性和腐蚀性的卤化氢气体，卤化氢气体极易吸附空气中的水分形成强腐蚀性的氢卤酸，并伴随着大量的烟雾。有毒气体和腐蚀性气体会危害人类健康，但同时给逃生、灭火和恢复工作带来极大的障碍。

此外，PC/ABS合金材料的成分复杂，随着性能各异的助剂的加入，材料内部环境发生较大改变，从而会导致合金材料的综合性能下降。因此，在实现汽车挤出板材低气味阻燃要求的同时，提供一种维持机械性能，同时兼顾阻燃、低气味要求的合金材料具备广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低气味阻燃PC/ABS合金材料及其在汽车板材上的应用，以解决上述背景技术中提到的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种低气味阻燃PC/ABS合金材料，包括以下重量份数的组分：

PC：60～70份；

ABS：10～20份；

LCP：3～6份；

除味剂：0.2～1份；

抑烟剂：1～5份；

阻燃剂：5～12份；

增韧剂：5～10份；

助剂：0.5～2份。

优选的，所述PC采用光气化法合成，所述PC的熔融指数为3～40g/10min，优选为3～9g/10min。

优选的，所述ABS采用本体法合成，所述ABS中包括重量占比25～40％的丙烯腈基结构单元、重量占比5～20％的丁二烯基结构单元和重量占比30～70％重量的苯乙烯基结构单元。

优选的，所述LCP选自为聚酰胺亚型、聚酰胺型或聚酯酰亚胺型热致性液晶高分子材料中的至少一种。

优选的，所述抑烟剂选自硼酸锌、滑石粉、TPP中的至少一种。

优选的，所述阻燃剂为无卤阻燃剂，所述无卤阻燃剂选自磷酸酯类阻燃剂和磷腈类阻燃剂共混形成的复配体系，其中，磷酸酯类阻燃剂选自双酚A双(二苯基磷酸酯)、磷酸三苯酯、间苯二酚-双(磷酸二苯酯)、1,3-亚苯基磷酸四(2,6-二甲基苯基)酯中的至少一种，磷腈类阻燃剂包括但不限于六苯氧基环三磷腈。

优选的，所述增韧剂选自MBS、有机硅、EMA体系中的任意一种。

优选的，所述助剂选自抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂中的至少一种，所述助剂均采用复配体系。

作为本发明进一步方案，所述除味剂选自多孔铝硅无机物或多孔铝硅无机物与有机试剂的混合物，所述除味剂用于去除因醛类、氮类、硫类等小分子引起的刺激类性气味。

本发明还提供了一种低气味阻燃PC/ABS合金材料在汽车板材上的应用。

进一步地，所述低气味阻燃PC/ABS合金材料熔融混炼后通过双螺杆挤出机挤出得到汽车板材。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明原料来源充足、生产成本低，不需要采用特殊设备，可以通过双螺杆挤出机制备得到。

2.本发明中滴落剂、抗氧剂、润滑剂等助剂均采用复配体系，能够降低助剂添加量，同时改善产品的力学性能。

3.本发明采用磷系无卤阻燃剂和除味剂，磷系无卤阻燃剂热分解后的最终产物是聚偏磷酸，聚偏磷酸是一种强脱水剂，能够促进高分子材料脱水炭化且不产生可燃性气体，同时不挥发性磷化合物起凝结剂的作用，使炭化物形成保护性炭膜，以隔绝外界的空气和热，实现阻燃，除味剂等原料可以在保证阻燃性能的情况下减少合金材料的刺激性气味。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。若如无特别说明，实施例中的方法均为实验常规方法，所使用的实验材料均可容易地从商业公司获取。

实施例1-5和对比例1-4：

本申请提供了一种低气味阻燃PC/ABS合金材料，具体包括以下重量份数的组分：

PC：60～70份，PC采用光气化法合成，PC的熔融指数为3～40g/10min，优选为3～9g/10min；

ABS：10～20份，ABS采用本体法合成，ABS中包括重量占比25～40％的丙烯腈基结构单元、重量占比5～20％的丁二烯基结构单元和重量占比30～70％重量的苯乙烯基结构单元；

LCP：3～6份，LCP选自为聚酰胺亚型、聚酰胺型或聚酯酰亚胺型热致性液晶高分子材料中的至少一种；

除味剂：0.2～1份，除味剂选自无毒无害、无刺激性的多孔铝硅无机物或多孔铝硅无机物与有机试剂的混合物，除味剂利用化学反应或吸咐、包覆等物理方法去除材料中因醛类、氮类、硫类等小分子引起的刺激类性气味；

抑烟剂：1～5份，抑烟剂选自硼酸锌、滑石粉、TPP中的至少一种；

阻燃剂：5～12份，阻燃剂为无卤阻燃剂，无卤阻燃剂选自磷酸酯类阻燃剂和磷腈类阻燃剂共混形成的复配体系，其中，磷酸酯类阻燃剂选自双酚A双(二苯基磷酸酯)、磷酸三苯酯、间苯二酚-双(磷酸二苯酯)中的至少一种和1,3-亚苯基磷酸四(2,6-二甲基苯基)酯共混形成的复配体系，其中，1,3-亚苯基磷酸四(2,6-二甲基苯基)酯是一种耐温磷酸酯阻燃剂，磷腈类阻燃剂包括但不限于六苯氧基环三磷腈；

增韧剂：5～10份，增韧剂选自MBS、有机硅、EMA体系中的任意一种；

助剂：0.5～2份，助剂选自抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂中的至少一种，助剂均采用复配体系；当助剂中存在抗滴落剂时，抗滴落剂的重量份数为0.1～0.5％；当助剂中存在抗氧剂时，抗氧剂的重量份数为0.3～0.5％；当助剂中存在润滑剂时，润滑剂的重量份数为0.3～0.8％。

将本发明中的各组分先在高混机混合均匀，再喂料至高扭矩同向双螺杆挤出机进行熔融共混挤出，冷却、切粒后得到本发明所需的一种低气味阻燃PC/ABS合金材料制备出的汽车板材。其中，高扭矩同向双螺杆挤出机选自型号ZSE40 CCXX的同向双螺杆挤出机(德国Leistritz)，螺杆直径比为1：40，总扭矩864Nm,在该条件下能够使各原料与助剂达到最佳共混挤出效果。

上述双螺杆挤出机的加工工艺中，双螺杆挤出机一区、二区、三区的温度均设置为250±10℃，四区、五区、六区、七区的温度均设置为245±10℃，八区的温度设置为250±15℃，机头的温度设置为255±15℃，主机转速设置为500-600r/min，主机电流为180-240A，主喂料转速为15-40HZ。

实施例1-5和对比例1-4的原料组分重量份数见表1。

表1：

原料	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4
										PC	61.9	61.9	64.9	64.9	64.9	65.4	62.9	62.9	61.9
ABS	19	19	19	19	19	19	19	19	19
										LCP	5	5	0	0	0	3	3	3	5
抗氧剂	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
										润滑剂	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
磷酸酯类阻燃剂	4	4	6	6	6	5	5	5	4
										增韧剂EBA	/	/	/	/	/	7	/	/	/
增韧剂MBS	7	/	/	/	/	/	7	7	7
										增韧剂硅系	/	7	7	7	7	/	/	/	/
除味剂AG-302	/	/	/	/	/	/	/	0.5	/
										除味剂AIR-501	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	/	/	/	0.5
抑烟剂硼酸锌	2	2	/	/	/	/	/	/	/
										抑烟剂滑石粉	/	/	2	1	/	/	/	/	/
抑烟剂TPP	/	/	/	/	2	/	/	/	/

分别按标准测试对实施例1-5及对比例1-4中低气味阻燃PC/ABS合金材料制备出的汽车板材的性能进行测定，测定结果如表2所示。

表2：

表2中的气味评判分为6个等级：1为无异味，2为稍有气味，3为有味道，但不刺激，4为有刺激气味，5为强烈的刺激气味，6为无法忍受的味道。

结合表1和表2可知，与对比例1-4相比，本发明实施例1-5是以PC、ABS、LCP、抗氧剂、润滑剂、磷酸酯类阻燃剂、增韧剂、除味剂、抑烟剂为原料的低气味阻燃PC/ABS合金材料，实施例1-5制备出的汽车板材在密度测试、缺口冲击测试、断裂伸长测试、热变形温度测试、弯曲模量等中表现出良好的力学性能，几乎都满足测试标准值。由氧指数、烟密度和气味测试结果可知，实施例1-5制备出的汽车板材具备优异的阻燃性能，同时不具有刺激性气味，能够应用于低气味阻燃的汽车板材生产。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种低气味阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：

PC：60～70份；

ABS：10～20份；

LCP：3～6份；

除味剂：0.2～1份；

抑烟剂：1～5份；

阻燃剂：5～12份；

增韧剂：5～10份；

助剂：0.5～2份。

2.根据权利要求1所述的低气味阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述PC采用光气化法合成，所述PC的熔融指数为3～40g/10min，优选为3～9g/10min。

3.根据权利要求1所述的低气味阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述ABS采用本体法合成，所述ABS中包括重量占比25～40％的丙烯腈基结构单元、重量占比5～20％的丁二烯基结构单元和重量占比30～70％重量的苯乙烯基结构单元。

4.根据权利要求1所述的低气味阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述LCP选自为聚酰胺亚型、聚酰胺型或聚酯酰亚胺型热致性液晶高分子材料中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的低气味阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述抑烟剂选自硼酸锌、滑石粉、TPP中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的低气味阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述阻燃剂为无卤阻燃剂，所述无卤阻燃剂选自磷酸酯类阻燃剂和磷腈类阻燃剂共混形成的复配体系，其中，磷酸酯类阻燃剂选自双酚A双(二苯基磷酸酯)、磷酸三苯酯、间苯二酚-双(磷酸二苯酯)、1,3-亚苯基磷酸四(2,6-二甲基苯基)酯中的至少一种，磷腈类阻燃剂包括但不限于六苯氧基环三磷腈。

7.根据权利要求1所述的低气味阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述增韧剂选自MBS、有机硅、EMA体系中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的低气味阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述助剂选自抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂中的至少一种。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的低气味阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述除味剂选自多孔铝硅无机物或多孔铝硅无机物与有机试剂的混合物，所述除味剂用于去除因小分子引起的刺激类性气味。

10.一种如权利要求9所述的低气味阻燃PC/ABS合金材料在汽车板材上的应用。