CN117447828B - 一种轻质pc-abs阻燃复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及PC‑ABS阻燃复合材料技术领域,尤其涉及一种轻质PC‑ABS阻燃复合材料及其制备方法。一种轻质PC‑ABS阻燃复合材料,包括以下重量份数的原料:PC树脂、ABS树脂、再生PC树脂、再生ABS树脂、抗氧剂、抗滴剂、阻燃剂、阻燃助剂、相容剂,偶联剂、改性纤维,其中,所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:3‑5:4‑6的组合物。本申请的轻质PC‑ABS阻燃复合材料具有优异的阻燃性、较轻的比重、优异的力学性能、良好的加工性能和环保优势,适合用于生产电脑设备周边产品。
Description
技术领域
本申请涉及PC-ABS阻燃复合材料技术领域,尤其涉及一种轻质PC-ABS阻燃复合材料及其制备方法。
背景技术
PC/ABS合金材料兼具PC的优异的机械性、优良的抗冲击性和耐温、抗紫外线(UV)和ABS的优良成型性,在汽车功能件、工业电子、家用电器等领域有着广泛的应用;然而由于PC/ABS合金材料自身的结构,其氧指数低,易燃烧、燃烧速度快、并伴有滴落现象,容易发生火灾且不易熄灭,这使其应用领域受到了极大地限制,尤其是在电脑设备周边产品方面,要求材料具备严格的阻燃防火性能(UL94V0)和比重轻,力学性能良好,常规的PC/ABS合金材料很难满足这一要求。
发明内容
本申请目的在于针对当前技术的不足,提供一种轻质PC-ABS阻燃复合材料及其制备方法。
第一方面,本申请提供一种轻质PC-ABS阻燃复合材料,采用如下技术方案:
一种轻质PC-ABS阻燃复合材料,包括以下重量份数的原料:PC树脂60-75份、ABS树脂15-30份、再生PC树脂0-15份、再生ABS树脂0-10份、抗氧剂0.2-0.5份、抗滴剂0.5-0.9份、阻燃剂2-5份、阻燃助剂0.5-1份、相容剂0.8-1.4份,偶联剂0.1-0.3份、改性纤维20-30份,其中,所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:3-5:4-6的组合物。
通过采用上述技术方案,PC树脂和ABS树脂:提供复合材料的基础物性,包括硬度、强度和韧性等方面的性能。再生PC树脂和再生ABS树脂:废料回收再利用,降低了原料成本。抗氧剂:防止复合材料在长时间暴露在高温环境下氧化衰老,延长材料的使用寿命和稳定性。抗滴剂:防止材料燃烧时滴落,提高材料的阻燃性能。阻燃剂:全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯的组合物,用于提高复合材料的阻燃性能,使其达到UL94V0阻燃等级。阻燃助剂:改善阻燃剂的分散性,提高阻燃效果。相容剂:调节复合材料中各组分的相容性,确保材料的均匀性和稳定性。偶联剂:提高改性纤维与其他组分之间的界面粘结强度,增强复合材料的机械性能。改性纤维:增加复合材料的韧性和强度,提高材料的耐冲击性能、弯曲强度和拉伸强度。通过合理的配比和选择合适的组分,这些材料在复合过程中相互协同作用,最终使得该轻质PC-ABS阻燃复合材料具有优异的阻燃性、轻质化、机械性能优良、耐冲击性好、加工性能良好、硬度高和收缩率小等特点。同时,废料回收再利用降低了原料成本,提高了环境友好性。
优选的,所述再生PC树脂为塑料废品破碎再利用生产PC树脂,所述再生ABS树脂为塑料废品破碎再利用生产ABS树脂。
优选的,所述ABS树脂为本体聚合法制备而成树脂,所述ABS树脂的相对分子量为12000-130000,所述ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的含量为10-30wt%,丙烯腈形成的链段含量为10-30wt%,苯乙烯形成的链段含量为40-80wt%,且ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的数均粒径为100-500nm。
优选的,所述抗氧剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、丙酸正十八烷醇酯中的至少一种。
通过采用上述技术方案,在轻质PC-ABS阻燃复合材料中,抗氧剂(如3-氨基丙基三乙氧基硅烷和丙酸正十八烷醇酯)的作用是保护材料免受氧化和老化的影响,延长其使用寿命。抗氧剂可以防止材料在高温条件下氧化分解,减缓材料劣化的速度。抗氧剂还可以与其他添加剂(如阻燃剂和阻燃助剂)发生协同作用,提升材料的整体性能。通过与阻燃剂和阻燃助剂相互作用,抗氧剂可以增强阻燃效果,提高材料的阻燃性能。同时,抗氧剂还可以与其他添加剂相互协调,减少它们之间可能出现的相互作用,从而保持复合材料的稳定性和机械性能。
优选的,所述抗滴剂为聚四氟乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按照重量百分比为8:1-3的组合物。
通过采用上述技术方案,抗滴剂由聚四氟乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按照重量百分比为8:1-3的组合物构成。抗滴剂的作用是在材料受到火源等高温情况时,形成抗滴效应,即在材料燃烧时阻止熔融滴落,从而防止火灾蔓延。与阻燃剂和阻燃助剂相比,抗滴剂主要用于阻止材料在火灾情况下产生滴落,从而减少火源的扩散。聚四氟乙烯可以在高温下形成稳定的耐火挡板,防止材料熔融滴落。苯乙烯-丙烯腈共聚物则具有良好的抗滴性能,能够增加材料的抗滴能力。因此,抗滴剂在PC-ABS阻燃复合材料中起到抗滴作用,防止火源蔓延。此外,抗滴剂还能与其他添加剂协同作用,提高材料的整体性能。例如,与阻燃剂相互作用,抗滴剂可以增强阻燃效果,提高材料的防火性能。与相容剂相互作用,抗滴剂可以改善材料的相容性,提高复合材料的强度和韧性。
优选的,所述阻燃助剂为质量含量为5-10%的N-苯基马来酰亚胺。
通过采用上述技术方案,阻燃助剂的作用是增强阻燃剂的功能,提高材料的阻燃性能。N-苯基马来酰亚胺是一种常用的阻燃助剂,它能够在材料受到热源时释放出氮气和无毒的阻燃气体,从而形成物理阻隔层,阻止火焰和热量的传播,达到阻燃的效果。与阻燃剂相互作用时,阻燃助剂可以增强阻燃剂的阻燃效果,提高材料的防火等级。与相容剂相互作用,阻燃助剂可以改善材料的相容性,增加材料的降解温度,提高阻燃效果。与抗滴剂相互作用,阻燃助剂可以协同作用,增加材料的抗滴性能,防止火源蔓延。
优选的,所述相容剂为ABS接枝马来酸酐、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种。
通过采用上述技术方案,相容剂的作用是改善PC树脂和ABS树脂之间的相容性,增强材料的整体性能。PC树脂和ABS树脂在组成上具有相当差异,在复合材料中往往难以均匀混合,容易出现相分离现象,导致材料的性能下降。ABS接枝马来酸酐和苯乙烯-马来酸酐共聚物作为相容剂,可以与PC树脂和ABS树脂发生反应,形成较强的相互作用力,提高两种树脂的混合性能,减小相分离的可能性。相容剂的加入可以改善材料的界面相容性,增强复合材料的强度、韧性和耐热性。此外,相容剂还可以与其他添加剂发生协同作用,进一步提高材料的性能。例如,与阻燃剂相互作用时,相容剂可以提高阻燃剂在材料中的分散度,增加阻燃效果;与抗滴剂相互作用时,相容剂可以改善材料的抗滴性能,防止火源蔓延。
优选的,所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、异丁烯基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂中的一种。
通过采用上述技术方案,偶联剂的作用是增强改性纤维与复合材料基体之间的粘结力,提高材料的强度和耐久性。改性纤维的加入可以增加复合材料的强度、刚度和抗冲击性能,但在与树脂的界面处存在粘结力不足的问题,容易出现拉伸、剪切断裂等现象。偶联剂的添加可以在纤维和树脂界面处形成化学键或物理吸附力,增强纤维与基体之间的相互作用,提高复合材料的力学性能。不同的偶联剂有着不同的作用机制和效果。氨基硅烷偶联剂可以与纤维表面的羟基发生反应,形成胺键,增强纤维与基体的粘结力;环氧基硅烷偶联剂可以与复合材料树脂中的环氧基团发生反应,形成共价键,提高界面的粘结强度;异丁烯基硅烷偶联剂可以提供柔软的分子链结构,促进纤维和基体的结合,并提高材料的韧性;脲基硅烷偶联剂可以通过氨基与树脂基体中的羧基形成氢键或共价键,增强纤维和基体的粘结力。这些偶联剂的加入不仅可以提高纤维和基体之间的粘结强度,还可以与其他添加剂发生协同作用,进一步提高材料的性能。例如,与阻燃剂相互作用时,偶联剂可以提高阻燃剂在材料中的分散度,增加阻燃效果;与抗滴剂相互作用时,偶联剂可以改善材料的抗滴性能,防止火源蔓延。
优选的,所述改性纤维经过硅烷偶联剂改性的纤维,所述纤维可选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、竹纤维中的一种,所述纤维的直径为8-20μm。
通过采用上述技术方案,改性纤维通过硅烷偶联剂改性,可以提高其与复合材料基体之间的粘结力和相容性。硅烷偶联剂具有特殊的化学结构,其中包含硅原子和有机基团。硅原子可以与纤维表面的羟基或其他官能团发生反应,形成化学键或物理吸附力,增强纤维与基体之间的相互作用。有机基团则可以与复合材料树脂中的酸酐、醇基等官能团反应,形成共价键,进一步加强纤维与基体之间的粘结。改性纤维的加入可以提高复合材料的强度、刚度和抗冲击性能,同时改善材料的热稳定性和耐化学性。硅烷偶联剂可使改性纤维与复合材料基体更好地结合,减少纤维的脱层、断裂等问题,提高材料的综合性能。改性纤维的选择可以根据不同的应用需求进行调整。玻璃纤维具有优异的力学性能和耐腐蚀性,适用于要求高强度和耐久性的应用;碳纤维具有轻质、高强度和优异导电性能,适用于要求轻量化和导电性的应用;芳纶纤维具有优异的耐热性和耐腐蚀性,适用于高温环境下的应用;竹纤维具有环保、可再生的特点,适用于要求环保性能的应用。改性纤维的直径一般为8-20μm,这个范围内的纤维直径适中,可以在材料中均匀分散,并与基体之间形成更有效的界面相互作用。
第二方面,本申请提供一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的制备方法,采用如下技术方案:
一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的制备方法,采用上述一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的原料,包括以下步骤:
S1、按照质量份数,将PC树脂、ABS树脂、再生PC树脂、再生ABS树脂、抗氧剂、抗滴剂、阻燃剂、阻燃助剂、相容剂和偶联剂倒入高速混料机进行混合,高速混料机的转速为1000-1500转/min,时间15-18分钟;
S2、将所得到的混合原料投入到双螺杆挤出造粒机中,改性纤维在挤出造粒过程中从双螺杆造粒机的侧喂料口加入,经熔融挤出成线、冷却、切粒得到轻质PC-ABS阻燃复合材料,所述熔融挤出成线的工艺参数为:利用辅助喂料系统加入混合原料,加工温度范围为240-250℃,喂料速度为60-90r/min,主机螺杆转速为250-350r/min,切粒的速度为150-200r/min。
通过采用上述技术方案,本申请的轻质PC-ABS阻燃复合材料具有优异的阻燃性、较轻的比重、优异的力学性能、良好的加工性能和环保优势,适合用于生产电脑设备周边产品。
综上所述,本申请的有益技术效果:
1.优异的阻燃性能:通过添加全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯等阻燃剂的组合物,使复合材料达到UL94V0级别的阻燃性能。这意味着材料在火焰测试中的燃烧性能非常好,能够有效阻止火焰的蔓延。
2.比重轻:复合材料的比重为1.15-1.18,相对于传统的PC-ABS材料,具有更轻的重量。这使得材料在应用中能够实现轻量化设计,降低整体产品的重量。
3.优异的力学性能:复合材料具有高拉伸和弯曲强度,能够承受较大的力和变形,提高了材料在实际应用中的可靠性和耐久性。同时,材料还具有良好的耐冲击性能和加工性能,满足复杂工艺要求和产品结构设计的需求。
4.高硬度和小收缩率:材料硬度高,能够提供良好的产品表面质量和耐磨性,减少因表面损伤而引入的缺陷。此外,材料的收缩率小,尺寸稳定性强,使得产品加工过程中的变形和缩水问题得到有效解决。
5.废料回收再利用:通过使用再生PC树脂和再生ABS树脂,实现对废料的回收再利用。这一措施降低了原料成本,同时也符合环保要求,减少了对自然资源的消耗和环境污染。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本申请,而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
一种轻质PC-ABS阻燃复合材料,包括以下重量份数的原料:PC树脂60kg、ABS树脂15kg、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.2kg、抗滴剂0.5kg、阻燃剂2kg、阻燃助剂0.5kg、ABS接枝马来酸酐0.8kg,氨基硅烷偶联剂0.1kg、改性纤维20kg,其中,所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:3:4的组合物;所述ABS树脂为本体聚合法制备而成树脂,所述ABS树脂的相对分子量为12000,所述ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的含量为10wt%,丙烯腈形成的链段含量为30wt%,苯乙烯形成的链段含量为60wt%,且ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的数均粒径为100nm,所述抗滴剂为聚四氟乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按照重量百分比为8:1的组合物;所述阻燃助剂为质量含量为5%的N-苯基马来酰亚胺,所述改性纤维经过硅烷偶联剂改性的纤维,所述纤维为竹纤维,其直径为8-20μm。
一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的制备方法,采用上述一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的原料,包括以下步骤:
S1、按照质量份数,将PC树脂、ABS树脂、3-氨基丙基三乙氧基硅烷抗滴剂、阻燃剂、阻燃助剂、ABS接枝马来酸酐和氨基硅烷偶联剂倒入高速混料机进行混合,高速混料机的转速为1000转/min,时间18分钟;
S2、将所得到的混合原料投入到双螺杆挤出造粒机中,改性纤维在挤出造粒过程中从双螺杆造粒机的侧喂料口加入,经熔融挤出成线、冷却、切粒得到轻质PC-ABS阻燃复合材料,所述熔融挤出成线的工艺参数为:利用辅助喂料系统加入混合原料,加工温度范围为240℃,喂料速度为60r/min,主机螺杆转速为250r/min,切粒的速度为150r/min。
实施例2
一种轻质PC-ABS阻燃复合材料,包括以下重量份数的原料:PC树脂75kg、ABS树脂30kg、丙酸正十八烷醇酯0.5kg、抗滴剂0.9kg、阻燃剂5kg、阻燃助剂1kg、苯乙烯-马来酸酐共聚物1.4kg,环氧基硅烷偶联剂0.3kg、改性纤维30kg,其中,所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:5:6的组合物,所述ABS树脂为本体聚合法制备而成树脂,所述ABS树脂的相对分子量为130000,所述ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的含量为30wt%,丙烯腈形成的链段含量为30wt%,苯乙烯形成的链段含量为40wt%,且ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的数均粒径为500nm,所述抗滴剂为聚四氟乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按照重量百分比为8:3的组合物;所述阻燃助剂为质量含量为10%的N-苯基马来酰亚胺,所述改性纤维经过硅烷偶联剂改性的纤维,所述纤维选自碳纤维,其直径为8-20μm。
一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的制备方法,采用上述一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的原料,包括以下步骤:
S1、按照质量份数,将PC树脂、ABS树脂、丙酸正十八烷醇酯、抗滴剂、阻燃剂、阻燃助剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物和环氧基硅烷偶联剂倒入高速混料机进行混合,高速混料机的转速为1500转/min,时间15分钟;
S2、将所得到的混合原料投入到双螺杆挤出造粒机中,改性纤维在挤出造粒过程中从双螺杆造粒机的侧喂料口加入,经熔融挤出成线、冷却、切粒得到轻质PC-ABS阻燃复合材料,所述熔融挤出成线的工艺参数为:利用辅助喂料系统加入混合原料,加工温度范围为250℃,喂料速度为90r/min,主机螺杆转速为350r/min,切粒的速度为200r/min。
实施例3
一种轻质PC-ABS阻燃复合材料,包括以下重量份数的原料:PC树脂68kg、ABS树脂22kg、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.4kg、抗滴剂0.7kg、阻燃剂3.5kg、阻燃助剂0.8kg、苯乙烯-马来酸酐共聚物1.1kg,异丁烯基硅烷偶联剂0.2kg、改性纤维25kg,其中,所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:4:5的组合物,所述ABS树脂为本体聚合法制备而成树脂,所述ABS树脂的相对分子量为60000,所述ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的含量为20wt%,丙烯腈形成的链段含量为20wt%,苯乙烯形成的链段含量为60wt%,且ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的数均粒径为300nm,所述抗滴剂为聚四氟乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按照重量百分比为8:2的组合物;所述阻燃助剂为质量含量为7%的N-苯基马来酰亚胺,所述改性纤维经过硅烷偶联剂改性的纤维,所述纤维选自玻璃纤维,其直径为8-20μm。
一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的制备方法,采用上述一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的原料,包括以下步骤:
S1、按照质量份数,将PC树脂、ABS树脂、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、抗滴剂、阻燃剂、阻燃助剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物和异丁烯基硅烷偶联剂倒入高速混料机进行混合,高速混料机的转速为1300转/min,时间17分钟;
S2、将所得到的混合原料投入到双螺杆挤出造粒机中,改性纤维在挤出造粒过程中从双螺杆造粒机的侧喂料口加入,经熔融挤出成线、冷却、切粒得到轻质PC-ABS阻燃复合材料,所述熔融挤出成线的工艺参数为:利用辅助喂料系统加入混合原料,加工温度范围为245℃,喂料速度为80r/min,主机螺杆转速为300r/min,切粒的速度为180r/min。
实施例4
一种轻质PC-ABS阻燃复合材料,包括以下重量份数的原料:PC树脂65kg、ABS树脂20kg、再生PC树脂10kg、再生ABS树脂5kg、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.3kg、抗滴剂0.7kg、阻燃剂3.5kg、阻燃助剂0.7kg、ABS接枝马来酸酐1.2kg,脲基硅烷偶联剂0.2kg、改性纤维25kg,其中,所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:4:5的组合物,所述再生PC树脂为塑料废品破碎再利用生产PC树脂,所述再生ABS树脂为塑料废品破碎再利用生产ABS树脂;所述ABS树脂为本体聚合法制备而成树脂,所述ABS树脂的相对分子量为60000,所述ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的含量为20wt%,丙烯腈形成的链段含量为20wt%,苯乙烯形成的链段含量为60wt%,且ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的数均粒径为300nm,所述抗滴剂为聚四氟乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按照重量百分比为8:2的组合物;所述阻燃助剂为质量含量为7%的N-苯基马来酰亚胺,所述改性纤维经过硅烷偶联剂改性的纤维,所述纤维选自芳纶纤维,其直径为8-20μm。
一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的制备方法,采用上述一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的原料,包括以下步骤:
S1、按照质量份数,将PC树脂、ABS树脂、再生PC树脂、再生ABS树脂、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、抗滴剂、阻燃剂、阻燃助剂、ABS接枝马来酸酐和脲基硅烷偶联剂倒入高速混料机进行混合,高速混料机的转速为1200转/min,时间17分钟;
S2、将所得到的混合原料投入到双螺杆挤出造粒机中,改性纤维在挤出造粒过程中从双螺杆造粒机的侧喂料口加入,经熔融挤出成线、冷却、切粒得到轻质PC-ABS阻燃复合材料,所述熔融挤出成线的工艺参数为:利用辅助喂料系统加入混合原料,加工温度范围为245℃,喂料速度为70r/min,主机螺杆转速为300r/min,切粒的速度为180r/min。
实施例5
与实施例4相同,不同之处在于,再生PC树脂15kg、再生ABS树脂10kg。
对比例1
与实施例3相同,不同之处在于,采用等量的全氟丁基磺酸钾代替所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:4:5的组合物。
对比例2
与实施例3相同,不同之处在于,采用等量的苯磺酰基苯磺酸钾代替所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:4:5的组合物。
对比例3
与实施例3相同,不同之处在于,采用等量的二苯基磷酸酯代替所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:4:5的组合物。
对比例4
与实施例3相同,不同之处在于,采用等量的聚四氟乙烯代替所述抗滴剂为聚四氟乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按照重量百分比为8:2的组合物。
对比例5
与实施例3相同,不同之处在于,采用等量的苯乙烯-丙烯腈共聚物代替所述抗滴剂为聚四氟乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按照重量百分比为8:2的组合物。
性能测试
分别对实施例1-5和对比例1-5制备的轻质PC-ABS阻燃复合材料取样,并制作标准测试条,并进行性能测试,其结果如表1和表2所示。
熔融指数:质量(260℃,2.16kg)按照ASTM D1238进行测试;比重:23℃,按照ASTMD792标准进行测试;
拉伸强度:50mm/min,按照ASTM/D638进行测试;
弯曲强度:1.3mm/min,按照ASTM/D790进行测试;
冲击强度:23℃,3.2mm,按照ASTM/D256进行测试;
断裂伸长率:50mm/min,按照ASTM D638进行测试;
弯曲模量:1.3mm/min,按照ASTM D790进行测试;
硬度:23℃,按照ASTM D785进行测试;
热变形温度:1.8MPa,按照ASTM D648进行测试;
收缩率:23℃,按照ASTM D955进行测试;
阻燃等级:样品厚度1.5mm,按照UL94进行测试。
表1
表2
从表1和2可知,实施例1-5制得的轻质PC-ABS阻燃复合材的阻燃等级为V0级,比重为1.15-1.18g/cm3,获得轻质PC-ABS阻燃复合材非常轻,同时力学性能优良。
从表1和2可知,实施例3和对比例1-3制得的轻质PC-ABS阻燃复合材的阻燃等级对比分析,采用所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:4:5的组合物获得轻质PC-ABS阻燃复合材的阻燃等级为V0级,利用它们之间的协同作用,更加有利用提升轻质PC-ABS阻燃复合材的阻燃性能。
从表1可知,实施例3和对比例4-5制得的的轻质PC-ABS阻燃复合材的阻燃等级对比分析,采用复合的述抗滴剂为聚四氟乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按照重量百分比为8:2的组合物,利用它们之间的协同作用,更加有利用提升轻质PC-ABS阻燃复合材的阻燃性能。
以上实施例仅用以解释说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管上述实施例对本发明进行了具体的说明,相关技术人员应当理解,依然可对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改和等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。
Claims (5)
1.一种轻质PC-ABS阻燃复合材料,其特征在于,包括以下重量份数的原料:PC树脂60-75份、ABS树脂15-30份、再生PC树脂0-15份、再生ABS树脂0-10份、抗氧剂0.2-0.5份、抗滴剂0.5-0.9份、阻燃剂2-5份、阻燃助剂0.5-1份、相容剂0.8-1.4份,偶联剂0.1-0.3份、改性纤维20-30份,其中,所述阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、苯磺酰基苯磺酸钾和二苯基磷酸酯按照重量百分比为2:3-5:4-6的组合物;所述抗氧剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、丙酸正十八烷醇酯中的一种;所述抗滴剂为聚四氟乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按照重量百分比为8:1-3的组合物;所述阻燃助剂为质量含量5-10%的N-苯基马来酰亚胺;所述相容剂为ABS接枝马来酸酐、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种;所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、异丁烯基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂中的一种。
2.根据权利要求1所述一种轻质PC-ABS阻燃复合材料,其特征在于,所述再生PC树脂为塑料废品破碎再利用生产PC树脂,所述再生ABS树脂为塑料废品破碎再利用生产ABS树脂。
3.根据权利要求1所述一种轻质PC-ABS阻燃复合材料,其特征在于,所述ABS树脂为本体聚合法制备而成树脂,所述ABS树脂的相对分子量为12000-130000,所述ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的含量为10-30wt%,丙烯腈形成的链段含量为10-30wt%,苯乙烯形成的链段含量为40-80wt%,且ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的数均粒径为100-500nm。
4.根据权利要求1所述一种轻质PC-ABS阻燃复合材料,其特征在于,所述改性纤维经过硅烷偶联剂改性的纤维,所述纤维可选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、竹纤维中的一种,所述纤维的直径为8-20μm。
5.一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的制备方法,其特征在于,采用权利要求1-4任一所述一种轻质PC-ABS阻燃复合材料的原料,包括以下步骤:
S1、按照质量份数,将PC树脂、ABS树脂、再生PC树脂、再生ABS树脂、抗氧剂、抗滴剂、阻燃剂、阻燃助剂、相容剂和偶联剂倒入高速混料机进行混合,高速混料机的转速为1000-1500转/min,时间15-18分钟;
S2、将所得到的混合原料投入到双螺杆挤出造粒机中,改性纤维在挤出造粒过程中从双螺杆造粒机的侧喂料口加入,经熔融挤出成线、冷却、切粒得到轻质PC-ABS阻燃复合材料,所述熔融挤出成线的工艺参数为:利用辅助喂料系统加入混合原料,加工温度范围为240-250℃,喂料速度为60-90r/min,主机螺杆转速为250-350r/min,切粒的速度为150-200r/min。
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GR01 | Patent grant | ||
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