CN100365065C - 一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法。将聚碳酸酯55-80重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂10-30重量份、磷酸酯阻燃剂5-20重量份、反应性树脂5-30重量份、交联剂0.3-10重量份、抗滴落剂0.1-2重量份加入高速混合机中，在室温下以每分钟500-1000转的转速混合10-40分钟，然后通过双螺杆挤出机在220-230℃下挤出、冷却、干燥、切粒，得到聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物。该方法具有工艺简单，生产效率高，适用性强等优点，所制得的共混物材料具有优异的阻燃性、模量和耐热性，可满足家用电器、电子、汽车配件等行业的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物共混物的制备方法，特别是一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法，它具有高模量、高耐热及优异的阻燃性能。
背景技术
聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物性能优异，广泛应用于家电、电子、汽车、通讯等领域。为满足这些领域的阻燃和环保要求，开发了大量的无卤阻燃剂用于阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物，其中磷酸酯类阻燃剂由于无卤且阻燃效果好而被广泛采用。但是，磷酸酯类阻燃剂也存在一个明显的缺陷，它的加入会导致聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的模量和耐热性大幅度下降，所以许多专利在这一方面做了大量的改进。CN98808107.5涉及阻燃增强的聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂模塑组合物，采用结构相同而相对溶体粘度不同的两种聚碳酸酯替代单一的聚碳酸酯。EP0640655涉及由芳族聚碳酸酯、含苯乙烯的共聚物、接枝聚合物及单和低聚磷酸酯的混合物组成的阻燃模塑组合物，其可任选包含作为增强剂的玻璃纤维。CN98808084.2涉及阻燃耐热聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂模塑组合物，对比了不同磷酸酯阻燃剂的阻燃增强效果。CN98808061.3涉及阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂模塑组合物，采用重量比为3∶1的间亚苯基-二(二苯基磷酸酯)和三苯基磷酸酯的混合物替代单一的三苯基磷酸酯。但是上述组合物无法达到阻燃性、模量、耐热性的综合平衡。因此迫切需要研发一种高模量高耐热性阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物材料。
环氧树脂和酚醛树脂是非常重要的反应性树脂，未交联前是低聚物，需要借助交联剂才能进行交联反应，形成体型结构。交联后形成的树脂具有优异的耐高温性、较高的模量、刚性和-定的阻燃性等优点而在胶粘剂、轻工、航空和航天、涂料以及电子电气绝缘材料，先进复合材料基体等领域得到广泛应用。
发明内容
本发明的目的是将磷酸酯阻燃剂和反应性树脂并用到聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物中，得到一种具有高模量、高耐热及优异阻燃性能的聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物。
本发明聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法如下，以下用重量份来表示：
将聚碳酸酯55-80份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂10-30份、磷酸酯阻燃剂5-20份、反应性树脂5-30份、交联剂0.3-10份、抗滴落剂0.1-2份加入高速混合机中，在室温下以每分钟500-1000转的转速混合10-40分钟，然后通过双螺杆挤出机在220-230℃下挤出、冷却、干燥、切粒，得到聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物。
本发明使用的聚碳酸酯为双酚A型芳族聚碳酸酯，其重均分子量介于17000-30000之间。
本发明使用的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂为乳液法聚合树脂，丁二烯含量介于20wt％-40wt％之间。
本发明使用的磷酸酯阻燃剂为三苯基磷酸酯或间亚苯基-二(二苯基磷酸酯)。
本发明使用的反应性树脂为双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、苯酚和甲醛缩聚而成热塑性线型树脂或经腰果油改性的苯酚和甲醛缩聚而成热塑性线型树脂。
本发明使用的交联剂，当反应性树脂为双酚A二缩水甘油醚或双酚F二缩水甘油醚时，交联剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或二氰胺；当反应性树脂为苯酚和甲醛缩聚而成热塑性线型树脂或经腰果油改性的苯酚和甲醛缩聚而成热塑性线型树脂时，交联剂为六次甲基四胺、六甲氧基甲基蜜胺、多聚甲醛、多羟甲基二聚氰胺或多羟甲基双氰胺。
本发明使用的抗滴落剂为聚四氟乙烯。
本发明聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物具有高模量、高耐热性、高阻燃性的综合平衡，这是由于在双螺杆挤出机中，反应性树脂和交联剂在高剪切力的作用下，分散成微米级颗粒，均匀地分布在聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物中，同时发生交联反应，弥补了由于磷酸酯阻燃剂的加入而导致的共混物的模量和耐热性的下降，所制得的共混物材料阻燃性、模量和耐热性优异，可满足家用电器、电子、汽车配件等行业的要求，该制备方法具有工艺简单，生产效率高，适用性强等优点。
具体实施方式
下面的实施实例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1-2：
聚碳酸酯(PC)：K1300，日本帝人化成株式会社
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)：747S，台湾奇美实业公司
磷酸酯阻燃剂：Fyrolflex RDP，Akzo Nobel公司
反应性树脂：双酚A二缩水甘油醚，牌号E-12，上海树脂厂
交联剂：2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-2，4)，上海树脂厂
抗滴落剂：Teflon 30N，杜邦公司
按表1中的配方组分加入高速混合机中，在室温下以每分钟600转的转速混合20分钟，然后通过双螺杆挤出机在220-230℃下挤出、冷却、干燥、切粒，得到聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物。分别按ASTM标准和UL94标准制样，然后测试拉伸、弯曲、耐热性、阻燃性等性能指标。测试结果如表2所示。
对比例：
配方如表1所示，未添加反应性树脂和交联剂，加工条件同实施例1-2。
表1 实施例1-2和对比例配方(重量份数)
| 对比例 | 实施例1 | 实施例2 | |
| PC | 75 | 75 | 75 |
| ABS | 25 | 25 | 25 |
| 阻燃剂 | 15 | 15 | 15 |
| 反应性树脂 | 0 | 10 | 15 |
| 交联剂 | 0 | 1 | 1.5 |
| 抗滴落剂 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
表2实施例1-2和对比例的性能测试结果
| 标准 | 对比例 | 实施例1 | 实施例2 | |
| 拉伸强度(MPa) | ASTMD638 | 53 | 58 | 60 |
| 弯曲强度(MPa) | ASTMD790 | 65 | 77 | 81 |
| 弯曲模量(MPa) | ASTMD790 | 2350 | 3380 | 3570 |
| 热变形温度(℃，0.45MPa) | ASTMD648 | 81 | 108 | 113 |
| 阻燃性(1.6mm) | UL94 | V-0 | V-0 | V-0 |
从表2可以看出，与对比例相比，实施例1-2在保持阻燃性能达到UL94V-0级的同时，拉伸强度分别增加了5MPa、7MPa，弯曲强度增加了12MPa、16MPa，弯曲模量增加了1030MPa、1220MPa，热变形温度增加了27℃、32℃，说明反应性树脂与阻燃剂的并用效果非常明显。
实施例3-4
聚碳酸酯(PC)：K1300，日本帝人化成株式会社
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)：747S，台湾奇美实业公司
磷酸酯阻燃剂：Fyrolflex RDP，Akzo Nobel公司
反应性树脂：苯酚和甲醛缩聚而成热塑性线型树脂，牌号：PF-1，上海祁南胶粘材料厂
交联剂：六次甲基四胺(HMTA)，上海祁南胶粘材料厂
抗滴落剂：Teflon 30N，杜邦公司
按表3中的配方组分加入高速混合机中，在室温下以每分钟600转的转速混合20分钟，然后通过双螺杆挤出机在220-230℃下挤出、冷却、干燥、切粒，得到聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物。分别按ASTM标准和UL94标准制样，然后测试拉伸、弯曲、耐热性、阻燃性等性能指标。测试结果如表4所示。
表3 实施例3-4和对比例配方(重量份数)
| 对比例 | 实施例3 | 实施例4 | |
| PC | 75 | 75 | 75 |
| ABS | 25 | 25 | 25 |
| 阻燃剂 | 15 | 15 | 15 |
| 反应性树脂 | 0 | 10 | 16 |
| 交联剂 | 0 | 2.5 | 4 |
| 抗滴落剂 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
表4实施例3-4和对比例的性能测试结果
| 标准 | 对比例 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 拉伸强度(MPa) | ASTMD638 | 53 | 61 | 64 |
| 弯曲强度(MPa) | ASTMD790 | 65 | 92 | 97 |
| 弯曲模量(MPa) | ASTMD790 | 2350 | 3670 | 3890 |
| 热变形温度(℃，0.45MPa) | ASTMD648 | 81 | 117 | 122 |
| 阻燃性(1.6mm) | UL94 | V-0 | V-0 | V-0 |
从表4可以看出，与对比例相比，实施例3-4在保持阻燃性能达到UL94V-0级的同时，拉伸强度分别增加了8MPa、11MPa，弯曲强度增加了27MPa、32MPa，弯曲模量增加了1320MPa、1540MPa，热变形温度增加了36℃、41℃。说明反应性树脂与阻燃剂的并用效果非常明显。
Claims (7)
1.一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法，其特征在于，制备方法如下，以下用重量份来表示：
将聚碳酸酯55-80份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂10-30份、磷酸酯阻燃剂5-20份、反应性树脂5-30份、交联剂0.3-10份、抗滴落剂0.1-2份加入高速混合机中，在室温下以每分钟500-1000转的转速混合10-40分钟，然后通过双螺杆挤出机在220-230℃下挤出、冷却、干燥、切粒，得到聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物。
2.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法，其特征是聚碳酸酯为双酚A型芳族聚碳酸酯，其重均分子量介于17000-30000之间。
3.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法，其特征是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂为乳液法聚合树脂，丁二烯含量介于20wt％-40wt％之间。
4.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法，其特征是磷酸酯阻燃剂为三苯基磷酸酯或间亚苯基-二(二苯基磷酸酯)。
5.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法，其特征是反应性树脂为双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、苯酚和甲醛缩聚而成热塑性线型树脂或经腰果油改性的苯酚和甲醛缩聚而成热塑性线型树脂。
6.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法，其特征是当反应性树脂为双酚A二缩水甘油醚或双酚F二缩水甘油醚时，交联剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或二氰胺；当反应性树脂为苯酚和甲醛缩聚而成热塑性线型树脂或经腰果油改性的苯酚和甲醛缩聚而成热塑性线型树脂时，交联剂为六次甲基四胺、六甲氧基甲基蜜胺、多聚甲醛、多羟甲基二聚氰胺或多羟甲基双氰胺。
7.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂共混物的制备方法，其特征是抗滴落剂为聚四氟乙烯。
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