CN102585469A - 一种无卤阻燃抗静电pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于合金材料技术领域，公开了一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料及其制备方法。本发明公开的无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料包括以下组分和重量份：ABS树脂1-30份、PC树脂40-90份、阻燃剂8-20份、增韧剂1-10份、抗静电剂0.02-0.5份、光热稳定剂0.1-1份和加工助剂0.1-1份。本发明还公开了无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：将1～30份ABS树脂、40～90份PC树脂、0.02～0.5份抗静电剂、8～20份阻燃剂、1～10份增韧剂、0.1～1份光热稳定剂和0.1～1份其它加工助剂，混合后送入双螺杆挤出机中，混炼、挤出、拉条、冷却、切粒、获得成品。本发明的无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。

Description

一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
PC/ABS(聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的共混物)树脂是一种性能优良的合金材料，有着优良的物理力学性能、表面硬度、较高的强度及流动性，且有一定的耐热性，但其缺点是阻燃性能较差，且有着很高的电绝缘性，所以目前要在PC/ABS合金中加入各种改性剂改善其性能。卤系阻燃剂的成本效能平衡好，适应面广，但由于发烟量大，释放出的气体具有高腐蚀性，而且溴系阻燃剂在特定的条件下分解出多溴代二苯并二噁烷和多溴代二苯并呋喃物质，它们有较强的致癌作用，为此，传统的含卤阻燃剂面临着巨大的环境压力，非卤化已经成为阻燃开发应用的主要趋势，而聚合物本身较高的绝缘性使静电不容易从带电的塑料上消失，会产生诸如灰尘粘在塑料产品上，给该产品的用户或者操作者电击，计数器或者集成电路芯片不正常工作等等，因此需要进行必要的防止塑料带静电的研究，目前市场上常用的抗静电材料主要是在材料中添加一些低分子量的抗静电剂，主要依靠低分子物析出至材料表面形成亲水层产生抗静电效果，但其主要缺点在于抗静电时间短，不耐水洗，短时间内即会失去抗静电效果，同时对于加入无卤阻燃剂的材料，亦可能会对其阻燃性产生影响，而目前市场上的一些永久性抗静电剂使用添加量较大(一般在20％左右才能发挥作用)，这样对材料的力学以及耐热性能等方面都会造成一定的影响。
发明内容
为了克服现在有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料。
本发明的另一个目的是提供一种上述无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料的制备方法。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，该合金材料包括以下组分和重量份：
ABS树脂        1-30份，
PC树脂          40-90份，
阻燃剂          8-20份，
增韧剂          1-10份，
抗静电剂        0.02-0.5份，
光热稳定剂      0.1-1份，
加工助剂        0.1-1份。
所述的ABS树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-乙烯丙烯弹性体-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物(ASA)或者甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(MBS)中的一种或几种的混合物。
所述的PC树脂选自相对密度为1.20g/cm3，熔融温度为220-230℃的中粘度聚碳酸酯或高粘度聚碳酸酯中的一种或者几种的混合物。
所述的阻燃剂选自无机磷酸盐、有机磷酸盐、磷-氮化合物、红磷、聚磷酸铵、磷酸二氢铵、焦磷酸三铵、磷酸酯、氧化磷或红磷浓缩母粒中的一种或几种的混合物；优选有机磷酸酯类双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)。
所述的增韧剂选自以丁二烯橡胶相为核、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构的系列抗冲改性剂(MBS)、丙烯酸酯类抗冲改性剂(ACR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、热塑性弹性体或硅橡胶中的一种或者几种的混合物。
所述的抗静电剂选自单壁多壁碳纳米管或者多壁碳纳米管中的一种。
所述的光热稳定剂选自无机酸铅盐、有机酸铅盐、金属皂类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、碱金属的硅酸盐、碱土金属的硅酸盐、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺或受阻酚中的一种或几种的混合物；优选受阻酚类抗氧剂(Irganox1076)和亚磷酸酯类抗氧剂(Irganox168)。
所述的加工助剂选自润滑剂或防滴落剂中的一种，其中，润滑剂选自固体石蜡、液体石蜡、低分子量聚乙烯、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺或N，N-乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)等中的一种或者几种；防滴落剂为含氟类聚合物，如聚四氟乙烯(PTFE)等。
本发明还提供了一种上述无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
将1～30份ABS树脂、40～90份PC树脂、0.02～0.5份抗静电剂、8～20份阻燃剂、1～10份增韧剂、0.1～1份光热稳定剂和0.1～1份其它加工助剂，混合后送入双螺杆挤出机中，混炼、挤出、拉条、冷却、切粒、获得成品。
所述的双螺杆挤出机，各段螺杆温度为220-260℃，螺杆转速为100-500转/分钟。
本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明的无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，采用双螺杆挤出工艺制备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。
2、本发明的无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，采用双螺杆挤出工艺制备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点，同时除抗静电性能优良、阻燃性能优良之外，几乎不影响材料的其他性能，材料的冲击强度高、外观良好、流动性高、耐化学性好、加工成型好等特点，而且不含卤素，符合环保法规，可用于注塑成型各种需要抗静电场合电子电器及家电类外壳等。
3、本发明的无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，采用双螺杆挤出工艺制备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点，其最大的特点是不含卤素，以应对国际上日趋对含卤阻燃体系的苛刻要求，发展潜力很大，应用范围比较大。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
本发明制备的抗静电性良好的无卤阻燃PC/ABS合金材料的性能测试方法见表1。
表1
  物理性能   测试方法
  熔指   ASTM D128
  拉伸强度   ASTM D638
  弯曲强度   ASTM D790
  弯曲模量   ASTM D790
  Izod缺口冲击强度   ASTM D256
  表面电阻率   GB/T 1410
  维卡软化点   ASTM D1525
  阻燃性   UL 94
ABS树脂为大庆石化的750，其为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物。
PC树脂为日本出光的IR2200，其为聚碳酸酯，相对密度为1.20g/cm3，熔融温度为220-230℃的中粘度聚碳酸酯。
抗静电剂碳纳米管为国产多壁碳纳米管，市售。
阻燃剂为国产双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)，市售。
增韧剂为罗门哈斯的MBS类增韧剂。
光热稳定剂为受阻酚类抗氧剂(CIBA的Irganox1076)和亚磷酸酯类抗氧剂(CIBA的Irganox168)(重量比1076∶168＝1∶2)。
加工助剂为国产EBS，市售。
加工助剂为聚四氟乙烯(三菱公司的PTFE-A3800)。
实施例1
将1份ABS大庆750，90份PCIR2200，8份阻燃剂BDP，0.02份抗静电剂多壁碳纳米管，1份MBS类增韧剂，0.3份光热稳定剂(1076∶168＝1∶2)及0.8份加工助剂(0.5份EBS及0.3份PTFE-A3800)，经高速搅拌混合均匀，将上述混合物送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装。
双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在230-250℃之间，螺杆转速为400转/分钟。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例2
将10份ABS大庆750，74份PCIR2200，13份阻燃剂BDP，0.1份抗静电剂多壁碳纳米管，3份MBS类增韧剂，0.3份光热稳定剂(1076∶168＝1∶2)及0.8份加工助剂(0.5份EBS及0.3份PTFE-A3800)，经高速搅拌混合均匀，将上述混合物送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装。
双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在230-250℃之间，螺杆转速为400转/分钟。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例3
将15份ABS大庆750，65份PCIR2200，15份阻燃剂BDP，0.3份抗静电剂多壁碳纳米管，5份MBS类增韧剂，0.3份光热稳定剂(1076∶168＝1∶2)及0.8份加工助剂(0.5份EBS及0.3份PTFE-A3800)，经高速搅拌混合均匀，将上述混合物送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装。
双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在230-250℃之间，螺杆转速为400转/分钟。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例4
将30份ABS大庆750，40份PCIR2200，20份阻燃剂BDP，0.5份抗静电剂多壁碳纳米管，10份MBS类增韧剂，0.3份光热稳定剂(1076∶168＝1∶2)及0.8份加工助剂(0.5份EBS及0.3份PTFE-A3800)，经高速搅拌混合均匀，将上述混合物送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装。
双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在230-250℃之间，螺杆转速为400转/分钟。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
表2
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
 熔指(220℃，10Kg)   24   33   39   46
 拉伸强度(Mpa)   64.5   64.8   63.8   65.2
  弯曲强度(Mpa)   110   103   102   89
  弯曲模量(Mpa)   2450   2432   2427   2246
  Izod缺口冲击强度(J/m)   680   600   560   450
  密度(g/cm3)   1.20   1.18   1.16   1.13
  阻燃性   V-0   V-0   V-0   V-0
  表面电阻率(Ω)   1011   108   106   103
  维卡软化点(℃)   112.3   109.3   108.6   100.2
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域额普通技术人员能理解和应用本发明，熟悉本领域技术的人员显然可以很容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，其特征在于：该合金材料包括以下组分和重量份，
ABS树脂       1-30份，
PC树脂        40-90份，
阻燃剂        8-20份，
增韧剂        1-10份，
抗静电剂      0.02-0.5份，
光热稳定剂    0.1-1份，
加工助剂      0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，其特征在于：所述的ABS树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-乙烯丙烯弹性体-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物或者甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，其特征在于：所述的PC树脂选自相对密度为1.20g/cm3，熔融温度为220-230℃的中粘度聚碳酸酯或高粘度聚碳酸酯中的一种或者几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，其特征在于：所述的阻燃剂选自无机磷酸盐、有机磷酸盐、磷-氮化合物、红磷、聚磷酸铵、磷酸二氢铵、焦磷酸三铵、磷酸酯、氧化磷或红磷浓缩母粒中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，其特征在于：所述的增韧剂选自以丁二烯橡胶相为核、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构的系列抗冲改性剂、丙烯酸酯类抗冲改性剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、热塑性弹性体或硅橡胶中的一种或者几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，其特征在于：所述的抗静电剂选自单壁多壁碳纳米管或者多壁碳纳米管中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，其特征在于：所述的光热稳定剂选自无机酸铅盐、有机酸铅盐、金属皂类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、碱金属的硅酸盐、碱土金属的硅酸盐、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺或受阻酚中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料，其特征在于：所述的加工助剂选自润滑剂或防滴落剂中的一种，其中，润滑剂选自固体石蜡、液体石蜡、低分子量聚乙烯、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺或N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或者几种；防滴落剂为含氟类聚合物。
9.权利要求1至8任一所述的一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，
将1～30份ABS树脂、40～90份PC树脂、0.02～0.5份抗静电剂、8～20份阻燃剂、1～10份增韧剂、0.1～1份光热稳定剂和0.1～1份其它加工助剂，混合后送入双螺杆挤出机中，混炼、挤出、拉条、冷却、切粒、获得成品。
10.根据权利要求9所述的一种无卤阻燃抗静电PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机，各段螺杆温度为220-260℃，螺杆转速为100-500转/分钟。
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