CN112143196A - 一种阻燃pc/abs组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供了一种阻燃PC/ABS组合物，包括如下质量分数的组分：质量分数为50％‑90％的(PC)、质量分数为3％‑16％的ABS、质量分数为1％‑8％的增韧剂、质量分数为0.5％‑3％的界面改善剂、质量分数为2％‑16％的阻燃剂、质量分数为0.01％‑0.3％的交联剂。本发明创造所述的阻燃PC/ABS组合物具有更好的增韧和释放应力，同时具有优异的耐溶剂性能。

Description

一种阻燃PC/ABS组合物
技术领域
本发明创造属于高分子改性技术领域，尤其是涉及一种阻燃 PC/ABS组合物。
背景技术
PC是一种具有优良物理机械性能的热塑性工程塑料，其透明性和阻燃性优良，具有广阔的应用领域；但由于聚碳酸酯分子链刚性大，熔体粘度高，易产生应力开裂，抗溶剂性差，高温下遇水易分解等缺点，在一定程度上限制了其使用范围。一般通过改性技术，选择合适的ABS种类能降低材料的内应力，并提高材料的韧性；添加冲击改善剂来改善材料的韧性，并提高PC相和ABS的相容性；填料的加入来提高材料的阻燃性能和刚性；但由于ABS和冲击改善剂在合成时，会引入分散剂或其他助剂，制成阻燃PC/ABS组合物后，由于PC分子结构的特点，这些小分子对材料性能是不利的，特别对于材料的水煮后性能的保持率的影响非常大。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种阻燃PC/ABS组合物。本发明在研究中发现，通过ABS材料的选择，结合YBL-ABS的生产，同时选择耐水解性能更优异的磷腈类阻燃剂，保证了材料在水煮后物理性能和阻燃性能的保持，拓展了其的应用范围。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种阻燃PC/ABS组合物，包括如下质量分数的组分：
质量分数为50％-90％的(PC)、质量分数为3％-16％的ABS、质量分数为1％-8％的增韧剂、质量分数为0.5％-3％的界面改善剂、质量分数为2％-16％的阻燃剂、质量分数为0.01％-0.3％的交联剂。
优选地，所述的聚碳酸酯数均分子量在20000-40000之间，更优选为30000-40000之间。
优选地，所述的ABS为乳液法和/或本体法制得的ABS，更优选为乳液法制得的ABS。
优选地，所述增韧剂选用的是硅系增韧剂、辛烯-乙烯共聚物接枝马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物，优选甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物中的一种或几种，所述硅系增韧剂为核为有机硅/丙烯酸，壳为甲基丙烯酸甲酯的核壳结构。
优选地，所述阻燃剂为含磷无卤阻燃剂，所述含磷无卤阻燃剂选自双酚A双(磷酸二苯酯)、间苯二酚(二苯基磷酸酯)、聚烷氧基磷腈阻燃剂、聚芳氧基磷腈阻燃剂、含环三聚磷腈聚合物中的一种或几种。
优选地，所述界面改善剂选用衣康酸和/或山梨酸。
优选地，所述的交联剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰，异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种。
优选地，所述的交联剂的重量百分比为0.02％-0.3％。
优选地，所述组合物的悬臂梁缺口冲击强度(23℃)不小于 800J/m，阻燃等级UL94为1.5mm V-0级。
上述阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：
S1：将原料组分放入充分混合得到预混料；
S2：选用的双螺杆挤出机，其长径比为48：1在螺筒的第3段和第8段分别注入浓度为95％以上的氮气，同时在螺筒的第6段和第10 段抽真空；
S3：将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入；
S4：所述双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度 180-210℃，二区温度190-220℃，三区温度190-230℃，四区温度 190-240℃，五区温度190-240℃，六区温度190-240℃，七区温度 190-240℃，八区温度190-240℃，九区温度190-240℃，十区温度 190-240℃，十一区温度190-240℃，主机转速250-600转/分钟，最终制得组合物。
相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
(1)本发明创造所述的阻燃PC/ABS组合物，首先ABS和增韧剂上都存在不饱和的双键结构，同时聚碳酸酯分子链端基上存在羟基和羧基结构，而界面改善剂衣康酸中结构中存在一个不饱和双键和两个羧基，而山梨酸分子结构中存在两个不饱和键和一个羧基结构，通过交联剂的引入，通过挤出机中的加热和螺杆的剪切生热，易引发在在双螺杆挤出机中的原位反应，同时增加了ABS与聚碳酸酯之间的结合力，进而有利于ABS和增韧剂在PC树脂中的分散，使其增韧和释放应力的作用得到更好的体现；
(2)本发明创造所述的阻燃PC/ABS组合物由于山梨酸和衣康酸为多功能基团的分子结构，易在分子链中形成轻微的交联结构，能有效抑制溶剂侵蚀时，材料的微裂纹的恶化造成的材料开裂问题，从而提升材料的耐溶剂性能。
(3)本发明中交联剂的用量较小，交联剂的用量过大会导致交联过度，严重影响材料的注塑成型性能，导致粘度过大，无法成型。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明创造。
实施例和对比例的原料的型号和生产厂家见下表：
Figure RE-GDA0002771945470000041
Figure RE-GDA0002771945470000051
实施例1
本实施例所述的阻燃PC/ABS组合物，具体包括如下质量分数的组分：聚碳酸酯75％、ABS 5％、增韧剂4％、衣康酸0.5％、山梨酸2％、 DCP 0.1％、阻燃剂8％、抗滴落剂0.5％。
实施例1
本实施例所述的阻燃PC/ABS组合物，具体包括如下质量分数的组分：聚碳酸酯65％、ABS 10％、增韧剂5％、衣康酸1％、山梨酸2％、 DCP 0.15％、阻燃剂12％、抗滴落剂0.5％。
实施例1
本实施例所述的阻燃PC/ABS组合物，具体包括如下质量分数的组分：聚碳酸酯53.5％、ABS 16％、增韧剂6％、衣康酸1.5％、山梨酸 1.5％、DCP 0.2％、阻燃剂14％、抗滴落剂0.5％。
对比例1
一种PC/ABS组合物，具体包括如下质量分数的组分：聚碳酸酯 62.3％、ABS 20％、增韧剂6％、衣康酸1.5％、山梨酸1.5％、DCP 0.2％、阻燃剂8％、抗滴落剂0.5％。
对比例2
一种PC/ABS组合物，具体包括如下质量分数的组分：聚碳酸酯 58.3％、ABS 16％、增韧剂6％、衣康酸3％、山梨酸2％、DCP 0.2％、阻燃剂14％、抗滴落剂0.5％。
对比例3
一种PC/ABS组合物，具体包括如下质量分数的组分：聚碳酸酯 82.4％、ABS 5％、增韧剂4％、DCP 0.1％、阻燃剂8％、抗滴落剂0.5％。
对比例4
一种PC/ABS组合物，具体包括如下质量分数的组分：聚碳酸酯 53.2％、ABS 16％、增韧剂6％、衣康酸1.5％、山梨酸1.5％、DCP 0.5％、阻燃剂14％、抗滴落剂0.5％。
实施例1-3和对比例1-4的制备方法为：
将原料组分按重量百分比先放入高速混合器中混合3分钟，然后再放入双螺杆挤出机，温度控制在：一区240℃，二区245℃，三区 255℃，四区255℃，五区260℃，六区240℃，七区240℃，八区245℃，九区245℃，十区260℃挤出造粒即得。
实施例1-3和对比例1-4的组分配比参见下表(表中组份含量为重量百分比)：
Figure RE-GDA0002771945470000061
实施例1-3和对比例1-4的性能测试结果参加下表：
Figure RE-GDA0002771945470000062
Figure RE-GDA0002771945470000071
+表示耐溶剂，越多表明耐溶剂效果越好；-表示不耐溶剂(+++ 代表样条无变化，++代表有微裂纹，+代表有裂缝，-代表样条断裂)。
上表中的测试方法为：
拉伸强度：测试标准ISO 527，在Zwick电子万能试验机上测试；
弯曲强度：测试标准ISO 178，在Zwick电子万能试验机上测试；
悬臂梁缺口冲击：测试标准ISO 180，在Zwick电子万能试验机上测试；
阻燃等级：测试标准UL94。
从表1结果中可以看出，通过合适树脂比例的搭配，同可以制得一种新型耐溶剂阻燃PCABS组合物，扩展了材料的应用领域。
性能测试方法，悬臂梁缺口冲击按ASTM D256测试；
应力评价方法为：以ISO-527为标准制备的样条，通过夹具使样条保持1.5％的曲率，观察样条表面的情况。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：包括如下质量分数的组分：
质量分数为50％-90％的(PC)、质量分数为3％-16％的ABS、质量分数为1％-8％的增韧剂、质量分数为0.5％-3％的界面改善剂、质量分数为2％-16％的阻燃剂、质量分数为0.01％-0.3％的交联剂。
2.根据权利要求1所述的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述的聚碳酸酯数均分子量在20000-40000之间，优选为30000-40000之间。
3.根据权利要求1所述的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述的ABS为乳液法和/或本体法制得的ABS，优选为乳液法制得的ABS。
4.根据权利要求1所述的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述增韧剂选用的是硅系增韧剂、辛烯-乙烯共聚物接枝马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物，优选甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物中的一种或几种，所述硅系增韧剂为核为有机硅/丙烯酸，壳为甲基丙烯酸甲酯的核壳结构。
5.权利要求1所述的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，其特征在于：所述阻燃剂为含磷无卤阻燃剂，所述含磷无卤阻燃剂选自双酚A双(磷酸二苯酯)、间苯二酚(二苯基磷酸酯)、聚烷氧基磷腈阻燃剂、聚芳氧基磷腈阻燃剂、含环三聚磷腈聚合物中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，其特征在于：所述界面改善剂选用衣康酸和/或山梨酸。
7.根据权利要求1所述的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述的交联剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰，异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种。
8.权利要求1所述的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述的交联剂的重量百分比为0.02％-0.3％。
9.根据权利要求1所述的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述组合物的悬臂梁缺口冲击强度(23℃)不小于800J/m，阻燃等级UL94为1.5mm V-0级。
10.权利要求1-9任一所述的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：将原料组分放入充分混合得到预混料；
S2：选用的双螺杆挤出机，其长径比为48：1在螺筒的第3段和第8段分别注入浓度为95％以上的氮气，同时在螺筒的第6段和第10段抽真空；
S3：将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入；
S4：所述双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度180-210℃，二区温度190-220℃，三区温度190-230℃，四区温度190-240℃，五区温度190-240℃，六区温度190-240℃，七区温度190-240℃，八区温度190-240℃，九区温度190-240℃，十区温度190-240℃，十一区温度190-240℃，主机转速250-600转/分钟，最终制得组合物。
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