CN101085859A - 一种阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，其成分质量百分比为：聚碳酸酯树脂60～90、聚丙烯晴－丁二烯－苯乙烯树脂10～40、相容剂，外加1～10、磷酸盐化合物，外加5－15、聚有机硅氧化物，外加1－10、金属氧化物或者无机酸金属盐，外加1－5。本发明提供的阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，其具有环保、高效阻燃性及优异机械性能。

Description

一种阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物
技术领域
本发明涉及阻燃性高分子材料技术领域，具体地讲是涉及一种阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物。
背景技术
阻燃性聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的合金材料由于在物理特性、机械特性、电气特性等方面具有优异表现，其产品被广泛应用于电子电器、办公家电、车辆、日常用品等领域。
这些树脂的阻燃性处理，通常是通过添加含溴或氯等卤素系阻燃剂、或者有机磷系阻燃剂来实现的。
但是，卤素系阻燃剂在燃烧过程中会产生二恶英等有毒有害气体和物质，造成环境污染；同时卤素系阻燃剂会对加工机械带来金属腐蚀问题。有机磷系阻燃剂一般必须有较大的添加量，而且由于兼有可塑剂的作用，会对其制品的机械强度、耐热性等产生负面影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，通过提出一种新型的复合阻燃体系，以及添加较少量阻燃剂，实现了高效的阻燃效果，具有环保、高效阻燃性及优异机械性能。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是，
一种阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，其成分质量百分比为：
聚碳酸酯树脂                  60～90
聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂    10～40
相容剂，外加                  1～10
磷酸盐化合物，外加            5-15
聚有机硅氧化物，外加          1-10
金属氧化物、无机酸金属盐或者有机酸金属盐，其中任选一种或者二种以上组合，外加1-5。
进一步，所述的聚丙烯晴-丁二烯-苯乙烯树脂为橡胶含量10～30％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂。
所述的相容剂是不饱和羧酸与ABS树脂共聚物，如马来酸酐-ABS共聚物、或者聚甲基丙烯酸甲酯。
所述的聚有机硅氧化物的主要成分是甲基苯基类聚硅氧烷化合物。
在本发明中，
聚碳酸酯树脂，其含量为60～90％；若含量达不到60％，其阻燃性不易达到要求；若含量超过90％，其耐冲击性会降低。聚碳酸酯树脂，采用双酚A型芳香族聚碳酸酯树脂，要求应具有一定的分子量，其相对分子质量MW为15000～38000。同时，不同分子质量的聚碳酸酯树脂可以搭配使用。
聚丙烯晴-丁二烯-苯乙烯树脂，其含量为10～40％；若含量达不到10％，其耐冲击性不易达到要求；若含量超过40％，其阻燃性会降低。ABS树脂是指丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂，考虑到材料的耐冲击性，其橡胶含量为10～30％。
相容剂，外加，其含量1-10％。
磷酸盐化合物，外加，含量在5-15％。在聚磷酸盐化合物或焦磷酸盐化合物中任选一种、或者二种以上并用均可。所用磷酸盐化合物的平均粒子直径希望达到纳米级，在50nm以下效果更好。若粒子直径太大，使得阻燃剂在树脂混合物中的分散性较差，会导致本发明的树脂组成物的阻燃性和耐冲击性变差。
聚有机硅氧化物，外加，含量在1～10％。若含量达不到1％，其材料的阻燃性能不易达到；若含量超过20％，其材料的耐冲击性会降低。其为有机硅化合物、聚有机硅氧烷化合物中任选一种、或者二种以上并用均可，其中带有支链结构的、具有苯基、甲基构造的聚硅氧烷化合物较好；或者，经过氨基、羧基、环氧基、酚基等基团改性的化合物。
金属氧化物、无机酸金属盐或者有机酸金属盐，其中任选一种、或者二种以上组合并用均可。
可用的金属氧化物有：氧化铁、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锌、氧化钡、氧化钾、氧化铜、氧化钙等。
无机酸金属盐有硫酸钡、硼酸锌等。有机酸金属盐有：硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、二十八碳酸钡、二十八碳酸锌、二十八碳酸钙等。这些材料的平均粒子直径达到纳米级，优选在50nm以下效果更好。
本发明的阻燃性树脂组成物中，在不损害阻燃性及耐冲击性的前提下，可以添加适量的公认的防滴剂、抗静电剂、抗氧化剂、阻燃助剂、润滑剂、抗菌剂、偶联剂、颜料等，以改善材料的其他性能。
本发明的阻燃性树脂组成物的制造方法，可以通过各种搅拌器、挤出机对各种成分进行混炼、调制。最好使用双螺杆挤出机，经过混炼、排气、造粒，制成本发明的阻燃性树脂组成物。
本发明的有益效果
本发明提出一种新型的复合阻燃体系，通过较少量阻燃剂添加，实现了高效的阻燃效果，具有环保、高效阻燃性及优异机械性能。
利用以上制成的阻燃性树脂组成物粒子，可以通过注塑成型、热压成型、平板挤出成型、异型挤出成型、真空成型等公认的成型方法，制成各种注塑件、板材、异型材等制品，广泛应用于车辆部件、家电制品、办公机器、日常用品等领域。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行具体的说明，但本发明的内容并不受以下实施例的任何制约。
具体实施例参见表1。
表1
                                                                                 单位：质量百分比
聚碳酸酯树脂 聚丙烯晴-丁二烯-苯乙烯树脂 相容剂 磷酸盐化合物 聚有机硅氧化物     金属氧化物、无机酸金属盐、有机酸金属盐
实施例     1   A1     65     B1     35     C1     5   D1     10   E2     5     -     -
    2   A1     75     B2     25     C1     5   D1     6   E2     3     F1     2
    3   A2     85     B2     15     C1     5   D1     5   E2     3     F2     2
4 A2 70 B2 30 C1 5 D1 8   E1E2     12     F1F2     11
比较例     1   A1     70     B1     30     C1     5   D1     20   -     -     -     -
    2   A1     70     B1     30     C1     5   D1     5   E1     1     -     -
表中，
A1：双酚A型芳香族聚碳酸酯树脂，MW＝23000
A2：双酚A型芳香族聚碳酸酯树脂，MW＝35000
B1：ABS树脂，橡胶含量21％
B2：ABS树脂，橡胶含量15％
C1：马来酸酐与ABS树脂共聚物
D1：蜜胺焦磷酸盐
E1：低分子量甲基苯基类聚硅氧烷化合物
E2：高分子量甲基苯基类聚硅氧烷化合物
F1：硼酸锌
F2：二十八碳酸钡
按照表1所记载的配比，将各种成分准确称量后，使用高速搅拌机混合均匀；通过双螺杆挤出机(料筒温度：250～260℃)对混合料进行熔融混炼、造粒，制得本发明的阻燃性树脂组成物粒子。将该粒子进行充分干燥后，利用注塑成型机(料筒温度：240～250℃)制成评价用的试验样条，然后根据下述的评价方法对材料的阻燃性和耐冲击性进行了评价。
实施例中对材料性能的评价方法如下：
(1)阻燃性
依据UL-94V试验标准，样条厚度为2.0mm。
(2)耐冲击性
依据ISO179试验标准，测定了材料的带缺口简支梁冲击强度(KJ/m2)。
表2
  阻燃性(UL-94V试验)   耐冲击性(KJ/m2)
实施例     1     V-0   56
    2     V-0   65
    3     V-0   71
    4     V-0   68
比较例     1     V-0   20
    2     NR   43
从表1、表2的结果可以看出，本发明的组成物具有优异的阻燃性及耐冲击性能，其制品在汽车、电子电器、办公家电等领域具有广泛的应用前景。

Claims (7)

1.一种阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，其成分质量百分比为：
聚碳酸酯树脂                  60～90
聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂    10～40
相容剂，外加                  1～10
磷酸盐化合物，外加            5-15
聚有机硅氧化物，外加          1-10
金属氧化物、无机酸金属盐或者有机酸金属盐，其中任选一种或者二种以上组合，外加1-5。
2.如权利要求1所述的阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，其特征是，所述的聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂为橡胶含量10～30％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂，以质量百分比计。
3.如权利要求1所述的阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，其特征是，所述的相容剂是不饱和羧酸与ABS树脂共聚物、或者聚甲基丙烯酸甲酯中任选一种或二种以上。
4.如权利要求1所述的阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，其特征是，所述的聚有机硅氧化物为有机硅化合物、聚有机硅氧烷化合物中任选一种或二种以上。
5.如权利要求1所述的阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，其特征是，所述的磷酸盐化合物为聚磷酸盐化合物或焦磷酸盐化合物中任选一种或二种以上。
6.如权利要求1或5所述的阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，其特征是，所述的磷酸盐化合物的平均粒子直径达到纳米级。
7.如权利要求1所述的阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物，其特征是，所述的金属氧化物包括氧化铁、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锌、氧化钡、氧化钾、氧化铜、氧化钙等；无机酸金属盐有硫酸钡、硼酸锌等；有机酸金属盐有硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、二十八碳酸钡、二十八碳酸锌、二十八碳酸钙，这些材料的平均粒子直径达到纳米级。
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