CN102924895A - 一种无卤阻燃高光泽pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金及其制备方法，所述合金包括PC树脂、ABS树脂、PMMA树脂、复合阻燃剂、抗氧剂和复合表面光亮剂，按重量配比称取PC树脂、ABS树脂、PMMA树脂、抗氧剂和复合表面光亮剂，放入高速混合机中干混；将上述共混物投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，其中复合阻燃剂由侧喂料口加入，加入量由计量泵控制；将生产出的粒子进行烘烤，得到无卤阻燃高光泽PC/ABS合金。本发明制备的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金具有高光泽、高耐热和高流动性，而且制作工艺简单，成本低，可广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域。

Description

一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
PC/ABS是聚碳酸酯（PC）与苯乙烯–丁二烯–丙烯腈共聚物（ABS）的合金材料。它既具备PC耐冲击性和优良的耐侯性，也具备ABS的高流动性，所以应用在薄壁及复杂形状制品时，也能保持其优异的物理特性及成型性。PC/ABS主要特点有：一、优良的耐紫外线性能；二、良好的抗冲击强度；三、优良的成型加工性能 ；四、耐高温（80~120℃）；五、阻燃性。所以PC/ABS广泛应用于汽车内外部件、电脑及周边设备、通讯器材、家电等。当PC/ABS合金用于制造电子零构件时，往往要求材料具有阻燃性能，对此人们通常采用添加阻燃剂的方法来改善材料的阻燃性能。
申请号200610122383.5的中国发明专利公开了一种高流动性阻燃PC/ABS合金，其主要包括以下质量份数配比的原料组分：42~60份PC，15~30份ABS，3~8份增韧剂、6~15份溴类阻燃剂、2~5份含锑化合物、0. 2~0. 5份聚四氟乙烯、0. 1~0. 3份抗氧剂、0. 3~1份硅酮。
申请号为200610036819.9的中国发明专利公开了一种改性PC/ABS合金，其主要包括以下组分，以重量份数表示为：PC/ABS为65~85份、增强剂10~20份、偶联剂0. 5~1份、溴系阻燃剂5~10份、锑系阻燃剂1~3份、增韧剂1~6份、抗氧剂0. 2~0. 5份。
目前用来制备阻燃PC/ABS树脂的阻燃剂主要为溴系阻燃剂，添加这类阻燃剂要使改性PC/ABS树脂达到V0级别阻燃，添加量需很大，从而导致改性PC/ABS树脂表面的光亮度急剧下降，由于PC/ABS树脂表面的光亮度的局限性，限制了PC/ABS树脂在某些领域的应用范围。
PMMA是一种广泛使用的热塑性树脂，透光率高，光泽度好，硬度高，耐热好，PMMA与PC有很好的相容性，可以与PC无限相容，产生一种不透明的化合物。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金，具有高光泽、高耐热和高流动性，还提供该无卤阻燃高光泽PC/ABS合金的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金，包括以下重量份的原料：
PC树脂           30–85份
ABS树脂           10–30份
PMMA树脂         5–10份
复合阻燃剂         10–16份
抗氧剂            0.2–1.5份
复合表面光亮剂      0.1-1。
优选的，所述PC树脂为重均分子量3–5万，密度1.1–1.6g/cm3的聚碳酸酯。
优选的，所述ABS树脂为密度1.03–1.1g/cm3，熔点180–190℃，丁二烯单元重量含量15–25%的丙烯腈–丁二烯–苯乙烯三元共聚物。
优选的，所述PMMA树脂为相对密度1.19–1.20，折射率1.482–1.521的聚甲基丙烯酸甲酯。
优选的，所述复合阻燃剂为双酚A-双(二苯基磷酸酯)（BDP）和二苯基砜磺酸盐（KSS）的混合物，所述双酚A-双(二苯基磷酸酯)和二苯基砜磺酸盐的质量比为10:1-30:1。
优选的，所述复合表面光亮剂为苏州兴泰国光化学助剂有限公司生产的改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）和常用的EVA蜡的混合物，所述改性乙撑双脂肪酸酰胺和EVA蜡的质量比为1:1-1:3。
优选的，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯中的至少一种。
一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量配比称取PC树脂、ABS树脂、PMMA树脂、抗氧剂和复合表面光亮剂，放入高速混合机中干混5–10min；
（2）将上述共混物投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，其中复合阻燃剂由侧喂料口加入，加入量由计量泵控制；
（3）将生产出的粒子100℃烘烤1–2小时。
优选的，在步骤（1）称取之前，先将所述PC树脂、ABS 树脂和PMMA树脂于100℃烘烤1–2小时。
优选的，步骤（2）的具体工艺为：双螺杆挤出机一区温度240–245℃，二区温度240–245℃，三区温度240–245℃，四区温度240–245℃，五区温度230–235℃，六区温度230–235℃，七区温度230–235℃，八区温度230–235℃，九区温度230–235℃，模头温度250–255℃，压力12–18MPa，螺杆转速320–350R/min。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明提供的一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金，包括PC树脂、ABS树脂、PMMA树脂、复合阻燃剂、抗氧剂和复合表面光亮剂，添加的PMMA树脂和复合表面光亮剂能够显著地提高材料的表面光亮度和加工流动性；添加复合阻燃剂能够提高材料的耐热性；添加抗氧剂能够提高材料的加工稳定性。本发明制备的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金具有高光泽、高耐热和高流动性，而且制作工艺简单、成本低。
具体实施方式：
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1。
将重均分子量为3万、密度为1.1g/cm3的PC树脂、密度为1.03g/cm3、熔点为180℃、丁二烯单元重量含量为15%的ABS 树脂和相对密度为1.19、折射率为1.482的PMMA树脂于100℃烘烤1小时，称取烘干后的PC树脂30Kg、ABS树脂30Kg、PMMA树脂5Kg，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2Kg、改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）0.05Kg和EVA蜡0.05Kg，放入高速混合机中干混5min；将混合后的原料投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，双酚A-双(二苯基磷酸酯) 10Kg和二苯基砜磺酸盐（KSS）1Kg由侧喂料口加入，加入量由计量泵控制；具体工艺为：双螺杆挤出机一区温度240℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度230℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度230℃，九区温度230℃，模头温度250℃，压力12MPa，螺杆转速320R/min；将生产出的粒子100℃烘烤1小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表1所示。
实施例2。
将重均分子量为4万、密度为1.2g/cm3的PC树脂、密度为1.06g/cm3、熔点为185℃、丁二烯单元重量含量为20%的ABS 树脂和相对密度为1.20、折射率为1.503的PMMA树脂于100℃烘烤2小时，称取烘干后的PC树脂40Kg、ABS树脂26Kg、PMMA树脂6Kg，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5Kg，改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）0.5Kg和EVA蜡0.5Kg，放入高速混合机中干混6min；将混合后的原料投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，双酚A-双(二苯基磷酸酯)15 Kg和二苯基砜磺酸盐（KSS）0.5Kg由侧喂料口加入，加入量由计量泵控制；具体工艺为：双螺杆挤出机一区温度241℃，二区温度241℃，三区温度241℃，四区温度241℃，五区温度231℃，六区温度231℃，七区温度231℃，八区温度231℃，九区温度231℃，模头温度251℃，压力13MPa，螺杆转速330R/min；将生产出的粒子100℃烘烤2小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表1所示。
实施例3。
将重均分子量为5万、密度为1.3g/cm3的PC树脂、密度为1.1g/cm3、熔点为190℃、丁二烯单元重量含量为25%的ABS 树脂和相对密度为1.19、折射率为1.521的PMMA树脂于100℃烘烤1小时，称取烘干后的PC树脂50Kg、ABS树脂22Kg、PMMA树脂7Kg，2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯0.7Kg，改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）0.25Kg和EVA蜡0.75Kg，放入高速混合机中干混7min；将混合后的原料投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，双酚A-双(二苯基磷酸酯) 10Kg和二苯基砜磺酸盐（KSS）0.5Kg由侧喂料口加入，加入量由计量泵控制；具体工艺为：双螺杆挤出机一区温度242℃，二区温度242℃，三区温度242℃，四区温度242℃，五区温度232℃，六区温度232℃，七区温度232℃，八区温度232℃，九区温度232℃，模头温度252℃，压力14MPa，螺杆转速340R/min；将生产出的粒子100℃烘烤1小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表1所示。
实施例4。
将重均分子量为3万、密度为1.4g/cm3的PC树脂、密度为1.03g/cm3、熔点为180℃、丁二烯单元重量含量为15%的ABS 树脂和相对密度为1.20、折射率为1.482的PMMA树脂于100℃烘烤2小时，称取烘干后的PC树脂60Kg、ABS树脂18Kg、PMMA树脂8Kg，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5Kg、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.4Kg，改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）0.3Kg和EVA蜡0.6Kg，放入高速混合机中干混8min；将混合后的原料投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，双酚A-双(二苯基磷酸酯)15Kg和二苯基砜磺酸盐（KSS）0.5Kg由侧喂料口加入，加入量由计量泵控制；具体工艺为：双螺杆挤出机一区温度243℃，二区温度243℃，三区温度243℃，四区温度243℃，五区温度233℃，六区温度233℃，七区温度233℃，八区温度233℃，九区温度233℃，模头温度253℃，压力15MPa，螺杆转速350R/min；将生产出的粒子100℃烘烤2小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表1所示。
实施例5。
将重均分子量为4万、密度为1.5g/cm3的PC树脂、密度为1.06g/cm3、熔点为185℃、丁二烯单元重量含量为20%的ABS 树脂和相对密度为1.19、折射率为1.503的PMMA树脂于100℃烘烤1小时，称取烘干后的PC树脂70Kg、ABS树脂14Kg、PMMA树脂9Kg，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.6Kg、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯0.6Kg，改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）0.03Kg和EVA蜡0.06Kg，放入高速混合机中干混9min；将混合后的原料投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，双酚A-双(二苯基磷酸酯) 10Kg和二苯基砜磺酸盐（KSS）0.5Kg由侧喂料口加入，加入量由计量泵控制；具体工艺为：双螺杆挤出机一区温度244℃，二区温度244℃，三区温度244℃，四区温度244℃，五区温度234℃，六区温度234℃，七区温度234℃，八区温度234℃，九区温度234℃，模头温度254℃，压力16MPa，螺杆转速320R/min；将生产出的粒子100℃烘烤1小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表1所示。
实施例6。
将重均分子量为5万、密度为1.6g/cm3的PC树脂、密度为1.1g/cm3、熔点为190℃、丁二烯单元重量含量为25%的ABS 树脂和相对密度为1.20、折射率为1.521的PMMA树脂于100℃烘烤2小时，称取烘干后的PC树脂85Kg、ABS树脂10Kg、PMMA树脂10Kg，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.8Kg、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯0.7Kg，改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）0.08Kg和EVA蜡0.24Kg，放入高速混合机中干混10min；将混合后的原料投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，双酚A-双(二苯基磷酸酯) 10Kg和二苯基砜磺酸盐（KSS）1Kg由侧喂料口加入，加入量由计量泵控制；具体工艺为：双螺杆挤出机一区温度245℃，二区温度245℃，三区温度245℃，四区温度245℃，五区温度235℃，六区温度235℃，七区温度235℃，八区温度235℃，九区温度235℃，模头温度255℃，压力18MPa，螺杆转速350R/min；将生产出的粒子100℃烘烤2小时，按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试结果如表1所示。
本实施例1~6制备的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金的测试方法为：拉伸强度按ISO-527-2进行，试样尺寸150*10*4mm，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度按ISO 178进行，试样尺寸80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；简支梁冲击强度按ISO 179进行，试样尺寸80*6*4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一；阻燃测试按照国际UL94标准测试样条120*12.7*1.6mm；材料的综合力学性能通过测试所得的拉伸强度，弯曲强度，以及冲击强度的数值进行评价；阻燃测试按照UL94标准进行评价。
本实施例1~6制备的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金的机械物理性能如表1所示：
。
从表1可以看出，本发明制备的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金在满足材料UL94 V0阻燃的基础上，材料的表面光亮度和加工流动性也有很大提升。本发明制备的无卤阻燃高光泽PC/ABS合金具有高光泽、高耐热和高流动性，而且制作工艺简单，成本低，可广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域。
 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金，其特征在于：包括以下重量份的原料：
PC树脂           30–85份
ABS树脂           10–30份
PMMA树脂         5–10份
复合阻燃剂         10–16份
抗氧剂            0.2–1.5份
复合表面光亮剂      0.1-1。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金，其特征在于：所述PC树脂为重均分子量3–5万的聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金，其特征在于：所述ABS树脂为丁二烯单元重量含量为15–25%的丙烯腈–丁二烯–苯乙烯三元共聚物。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金，其特征在于：所述复合阻燃剂为双酚A-双(二苯基磷酸酯)和二苯基砜磺酸盐的混合物，所述双酚A-双(二苯基磷酸酯)和二苯基砜磺酸盐的质量比为10:1-30:1。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金，其特征在于：所述复合表面光亮剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺和EVA蜡的混合物，所述改性乙撑双脂肪酸酰胺和EVA蜡的质量比为1:1-1:3。
7.权利要求1–6任一项所述的一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按重量配比称取PC树脂、ABS 树脂、PMMA树脂和抗氧剂，放入高速混合机中干混5–10min；
（2）将上述共混物投入双螺杆挤出机经熔融挤出、造粒，其中复合阻燃剂由侧喂料口加入，加入量由计量泵控制；
（3）将生产出的粒子100℃烘烤1–2小时。
8.根据权利要求7所述的一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金的制备方法，其特征在于：在步骤（1）称取之前，先将所述PC树脂、ABS 树脂和PMMA树脂于100℃烘烤1–2小时。
9.根据权利要求7所述的一种无卤阻燃高光泽PC/ABS合金的制备方法，其特征在于：步骤（2）的具体工艺为：双螺杆挤出机一区温度240–245℃，二区温度240–245℃，三区温度240–245℃，四区温度240–245℃，五区温度230–235℃，六区温度230–235℃，七区温度230–235℃，八区温度230–235℃，九区温度230–235℃，模头温度250–255℃，压力12–18MPa，螺杆转速320–350R/min。
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