CN115895227A - 一种低光泽pc/abs阻燃材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低光泽PC/ABS阻燃材料及其制备方法，所述低光泽PC/ABS阻燃材料的成分以质量分数计，包括：PC树脂40％‑60％，ABS树脂20％‑30％，消光剂5％‑10％，滑石粉2％‑10％，磷酸酯阻燃剂5％‑15％；所述PC树脂为低黏度PC树脂；所述消光剂为半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物；所述滑石粉为经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉。本发明的低光泽PC/ABS阻燃材料在达到与喷涂哑光漆零件相同视觉效果的同时还能满足无卤阻燃的需求，同时还可减少喷涂过程带来的工序及综合成本、降低对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种低光泽PC/ABS阻燃材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)透明度高，比重轻，具有优良的机械性能，热稳定性好，阻燃性能好，被广泛的用做阻燃材料，然而它最大的缺点在于耐磨性差、易应力开裂、不耐酸碱，制约着PC阻燃产品的推广应用。为了改进PC材料的性能，常对其进行改性处理，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)具有高耐热、耐冲击抗性、硬度高、化学稳定性好等优点，常用于PC的改性处理。因而，聚碳酸酯(PC)/ 丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(ABS)合金是综合性能最好，性价比最高的内饰材料之一。
目前，市面上的PC/ABS材料是典型的高光泽材料，其零件具有非常强的光线反射能力，易在前挡风和左右门窗玻璃上形成眩光和倒影，阻碍驾驶人员的正常视觉感官，加速驾驶人员产生疲劳，故均需要喷涂哑光漆才可满足安全性的需求，然而喷涂等二次加工工艺由于使用有机溶剂，对环境并不友好，且影响零件的回收处理。另外，PC/ABS极易燃烧，且燃烧起来释放大量黑烟和有毒气体。随着人们对家电、汽车、电子产品及日常生活安全意识的提高，对绿色易降解材料的需求，要求PC/ABS材料具有优良阻燃性能的同时还要阻燃材料无卤、低毒、少烟。
因此，本领域技术人员亟需开发低光泽PC/ABS阻燃材料，在达到与喷涂哑光漆零件相同视觉效果的同时还能满足无卤阻燃的需求，同时还可以大大减少喷涂过程带来的工序及综合成本、降低对环境的污染。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种低光泽PC/ABS阻燃材料及其制备方法，其特征在于，所述低光泽PC/ABS阻燃材料的成分以质量分数计，包括：PC 树脂40％-60％，ABS树脂20％-30％，消光剂5％-10％，滑石粉2％-10％，磷酸酯阻燃剂5％-15％；所述PC树脂为低黏度PC树脂；所述消光剂为半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物；所述滑石粉为经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉。
在第一方面中，所述PC树脂为质量熔融指数≤25g/10min的低黏度PC树脂。
在第一方面中，所述ABS树脂为经本体法合成、橡胶含量为25％-30％的ABS 树脂。
第二方面，本申请提供了一种低光泽PC/ABS阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包含以下步骤：对PC树脂、ABS树脂、消光剂、滑石粉及磷酸酯阻燃剂进行干燥；将干燥后的PC树脂、ABS树脂、消光剂、滑石粉及磷酸酯阻燃剂依次倒入搅拌桶内，进行材料的预混合，混合均匀后得到初始混合物；通过双螺杆挤出机对所述初始混合物进行加热熔融和造粒，得到低光泽PC/ABS阻燃材料。
在第二方面中，所述PC树脂为质量熔融指数≤25g/10min的低黏度PC树脂。
在第二方面中，所述ABS树脂为经本体法合成、橡胶含量为25％-30％的ABS 树脂。
在第二方面中，所述消光剂为半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物。
在第二方面中，所述滑石粉为经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉。
在第二方面中，所述进行材料的预混合中，混合时间为3-5min。
在第二方面中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为240-260℃。
有益效果：本发明提出了一种低光泽PC/ABS阻燃材料，由质量分数为 40％-60％的低黏度PC树脂、20％-30％的ABS树脂、5％-10％的消光剂、2％-10％的滑石粉、5％-15％的磷酸酯阻燃剂组成，其中，消光剂为半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物；滑石粉为经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉。本发明选用低黏度PC树脂和ABS 树脂作为复合材料的基体树脂，材料光泽度更低；由半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物和经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉复配的有机-无机消光组分，引入到PC/ABS体系，赋予复合材料哑光的感官属性，可降低单独使用的添加量并使两种消光效果发挥到最佳；此外，磷酸酯阻燃剂的添加能够有效的促进PC/ABS燃烧时表面成炭，形成表面致密的多孔炭层，起到良好的阻燃作用。由此可见，该低光泽PC/ABS阻燃材料具有优良的阻燃性能，同时无卤、低毒、少烟，不仅达到与喷涂哑光漆零件相同视觉效果，还可以大大减少喷涂过程带来的工序及综合成本、降低对环境的污染。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中低光泽PC/ABS阻燃材料的制备方法的流程图；
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
同时，在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
按以下方法获得低光泽PC/ABS阻燃材料：
(1)按照材料配方，包括如下质量百分比的组分：PC树脂45％、ABS树脂 30％、消光剂10％、滑石粉7.5％；磷酸酯阻燃剂7.5％；精确称取各组分；其中，所述PC树脂为质量熔融指数≤25g/10min的低黏度PC树脂；所述ABS树脂为经本体法合成、橡胶含量为25％-30％的ABS树脂；所述消光剂为半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物；所述滑石粉为经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉；
(2)对PC树脂、ABS树脂、消光剂、滑石粉及磷酸酯阻燃剂进行干燥；
(3)将干燥后的PC树脂、ABS树脂、消光剂、滑石粉及磷酸酯阻燃剂依次倒入搅拌桶内，进行材料的预混合，混合时间3-5min，混合均匀后，得到初始混合物；
(4)通过双螺杆挤出机对所述初始混合物进行加热熔融和造粒，得到低光泽 PC/ABS阻燃材料；所述双螺杆挤出机的挤出温度为240-260℃。
实施例2
按以下方法获得低光泽PC/ABS阻燃材料：
(1)按照材料配方，包括如下质量百分比的组分：PC树脂40％、ABS树脂 25％、消光剂10％、滑石粉10％；磷酸酯阻燃剂15％；精确称取各组分；其中，所述PC树脂为质量熔融指数≤25g/10min的低黏度PC树脂；所述ABS树脂为经本体法合成、橡胶含量为25％-30％的ABS树脂；所述消光剂为半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物；所述滑石粉为经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉；
(2)对PC树脂、ABS树脂、消光剂、滑石粉及磷酸酯阻燃剂进行干燥；
(3)将干燥后的PC树脂、ABS树脂、消光剂、滑石粉及磷酸酯阻燃剂依次倒入搅拌桶内，进行材料的预混合，混合时间3-5min，混合均匀后，得到初始混合物；
(4)通过双螺杆挤出机对所述初始混合物进行加热熔融和造粒，得到低光泽 PC/ABS阻燃材料；所述双螺杆挤出机的挤出温度为240-260℃。
实施例3
按以下方法获得低光泽PC/ABS阻燃材料：
(1)按照材料配方，包括如下质量百分比的组分：PC树脂50％、ABS树脂 28％、消光剂7％、滑石粉7％；磷酸酯阻燃剂8％；精确称取各组分；其中，所述PC 树脂为质量熔融指数≤25g/10min的低黏度PC树脂；所述ABS树脂为经本体法合成、橡胶含量为25％-30％的ABS树脂；所述消光剂为半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物；所述滑石粉为经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉；
(2)对PC树脂、ABS树脂、消光剂、滑石粉及磷酸酯阻燃剂进行干燥；
(3)将干燥后的PC树脂、ABS树脂、消光剂、滑石粉及磷酸酯阻燃剂依次倒入搅拌桶内，进行材料的预混合，混合时间3-5min，混合均匀后，得到初始混合物；
(4)通过双螺杆挤出机对所述初始混合物进行加热熔融和造粒，得到低光泽 PC/ABS阻燃材料；所述双螺杆挤出机的挤出温度为240-260℃。
以上实施例1-3可制备出低光泽PC/ABS阻燃材料，为了进一步体现出本发明的创造性，本发明采用如下对比例1-3与实施例1-3形成对照试验。
对比例1
按以下方法获得PC/ABS阻燃材料：
(1)按照材料配方，包括如下质量百分比的组分：PC树脂60％、ABS树脂 40％；精确称取各组分；其中，所述PC树脂为质量熔融指数≤25g/10min的低黏度PC树脂；所述ABS树脂为经本体法合成、橡胶含量为25％-30％的ABS树脂；
(2)对PC树脂、ABS树脂进行干燥；
(3)将干燥后的PC树脂、ABS树脂依次倒入搅拌桶内，进行材料的预混合，混合时间3-5min，混合均匀后，得到初始混合物；
(4)通过双螺杆挤出机对所述初始混合物进行加热熔融和造粒，得到PC/ABS 阻燃材料；所述双螺杆挤出机的挤出温度为240-260℃。
对比例2
按以下方法获得PC/ABS阻燃材料：
(1)按照材料配方，包括如下质量百分比的组分：PC树脂55％、ABS树脂35％、消光剂10％；精确称取各组分；其中，所述PC树脂为质量熔融指数≤25g/10min 的低黏度PC树脂；所述ABS树脂为经本体法合成、橡胶含量为25％-30％的ABS树脂；所述消光剂为半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物；
(2)对PC树脂、ABS树脂、消光剂进行干燥；
(3)将干燥后的PC树脂、ABS树脂、消光剂依次倒入搅拌桶内，进行材料的预混合，混合时间3-5min，混合均匀后，得到初始混合物；
(4)通过双螺杆挤出机对所述初始混合物进行加热熔融和造粒，得到PC/ABS 阻燃材料；所述双螺杆挤出机的挤出温度为240-260℃。
对比例3
按以下方法获得PC/ABS阻燃材料：
(1)按照材料配方，包括如下质量百分比的组分：PC树脂55％、ABS树脂 37％、滑石粉7.5％；精确称取各组分；其中，所述PC树脂为质量熔融指数≤25g/10min的低黏度PC树脂；所述ABS树脂为经本体法合成、橡胶含量为 25％-30％的ABS树脂；所述滑石粉为经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉；
(2)对PC树脂、ABS树脂、滑石粉进行干燥；
(3)将干燥后的PC树脂、ABS树脂、滑石粉依次倒入搅拌桶内，进行材料的预混合，混合时间3-5min，混合均匀后，得到初始混合物；
(4)通过双螺杆挤出机对所述初始混合物进行加热熔融和造粒，得到PC/ABS 阻燃材料；所述双螺杆挤出机的挤出温度为240-260℃。
效果实施例
将实施例1-3和对比例1-3制得的材料进行性能检测，测试结果如表1所示。
表1实施例1-3与对比例1-3的材料性能检测结果
由表1可得，本发明实施例1-3中通过不同比例的PC树脂、ABS树脂，消光组分及阻燃剂，开发的低光泽PC/ABS阻燃材料在达到与喷涂哑光漆零件相同视觉效果的同时还能满足无卤阻燃的需求。添加的半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物兼具交联共聚物和环氧类共聚物的特点，既能发挥交联共聚物不相容在材料表面形成微粗糙效果达到消光效果，另外带有的部分环氧官能团与PC树脂的端羟基反应，使PC树脂发生支化或者部分交联，这些支化或交联后的PC树脂的分子量大幅提高，但其端基浓度却急速下降，PC树脂与ABS树脂界面的相容性也比支化前有所降低，从而达到消光效果。而具有片层结构的滑石粉，分散在ABS树脂基体中，填充制品的表面粗糙度高以达到消光效果，采用硅烷偶联剂对滑石粉进行酸性中和处理，消除了滑石粉的碱性，改善填料对PC树脂的降解作用；同时硅烷偶联剂带一部分的环氧官能团，也可与PC树脂的端羟基反应，发挥消光效果。将半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物与硅烷处理的滑石粉复配引入PC/ABS合金后，可优势互补，体系的熔指略有下降，冲击性能保持在较高水平，哑光合金的力学性能维持在较高的水平。添加的聚磷酸酯无卤阻燃剂在高温下产生的磷酸可促进PC/ABS 脱水炭化，形成一定厚度的多孔炭层，这种多空炭层炭层不但可以隔绝热和空气中的氧气，还可以阻碍气态可燃物挥发进入气相中，从而起到中断燃烧的作用；另一方面阻燃剂会裂解产生PO·自由基，链式反应进一步达到链终止。聚磷酸酯阻燃剂阻燃剂通过在凝聚相和气相发挥阻燃作用，进而提高PC/ABS合金的阻燃性能。因此该低光泽PC/ABS阻燃材料在实现降低光泽、无卤阻燃的同时，力学性能保持也能维持在较高水平，能够满足大部分内饰零部件的应用要求。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种低光泽PC/ABS阻燃材料，其特征在于，所述低光泽PC/ABS阻燃材料的成分以质量分数计，包括：
PC树脂40％-60％，ABS树脂20％-30％，消光剂5％-10％，滑石粉2％-10％，磷酸酯阻燃剂5％-15％；
所述PC树脂为低黏度PC树脂；
所述消光剂为半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物；
所述滑石粉为经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉。
2.根据权利要求1所述的低光泽PC/ABS阻燃材料，其特征在于，所述PC树脂为质量熔融指数≤25g/10min的低黏度PC树脂。
3.根据权利要求2所述的低光泽PC/ABS阻燃材料，其特征在于，所述ABS为经本体法合成、橡胶含量为25％-30％的ABS树脂。
4.一种低光泽PC/ABS阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包含以下步骤：
对PC树脂、ABS树脂、消光剂、滑石粉及磷酸酯阻燃剂进行干燥；
将干燥后的PC树脂、ABS树脂、消光剂、滑石粉及磷酸酯阻燃剂依次倒入搅拌桶内，进行材料的预混合，混合均匀后得到初始混合物；
通过双螺杆挤出机对所述初始混合物进行加热熔融和造粒，得到低光泽PC/ABS阻燃材料。
5.根据权利要求4所述低光泽PC/ABS阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述PC树脂为质量熔融指数≤25g/10min的低黏度PC树脂。
6.根据权利要求5所述低光泽PC/ABS阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述ABS树脂为经本体法合成、橡胶含量为25％-30％的ABS树脂。
7.根据权利要求6所述低光泽PC/ABS阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述消光剂为半交联苯乙烯－丙烯腈共聚物。
8.根据权利要求7所述低光泽PC/ABS阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述滑石粉为经硅烷偶联剂进行表面处理的滑石粉。
9.根据权利要求8所述低光泽PC/ABS阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述进行材料的预混合中，混合时间为3-5min。
10.根据权利要求9所述低光泽PC/ABS阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的挤出温度为240-260℃。
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