CN112625419A - 高耐热无卤阻燃永久抗静电pc/abs复合材料、其制备方法、其制品及制品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料，包括无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒；按重量份计，所述无卤阻燃PC颗粒包括如下原料组分：PC 50‑80份、滑石粉10‑25份、无卤阻燃剂10‑25份、抗冲改性剂2‑8份、抗氧剂0.1‑1份、润滑剂0.1‑1份、抗滴落剂0.2‑0.8份；按重量份计，所述永久抗静电ABS颗粒包括如下原料组分：ABS 20‑70份、永久抗静电剂30‑80份、抗氧剂0.1‑1份。本发明利用永久抗静电ABS颗粒的熔融温度远低于无卤阻燃PC颗粒的特点，在注塑成型成制品时，大部分无卤阻燃PC颗粒分布于制品内部，大部分永久抗静电ABS颗粒则分布于注塑制品的表面，能够制备出力学性能优异、阻燃效果佳、抗静电效果持续稳定、热变形温度高、表面光泽度好、无阻燃剂析出现象的制品。
Description
技术领域
本发明涉及有机高分子材料技术领域，具体涉及一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料、其制备方法、其制品及制品的制备方法。
背景技术
PC/ABS复合材料具有优异的表面质量、尺寸稳定性、成型加工性能和力学性能等优点，因此煤矿井下使用PC/ABS复合材料替代传统的钢材零部件可解决钢材密度大而笨重、易腐蚀、易产生电火花、搬运安装困难、加工制造成本高、保养费用高等缺点。近年来,随着“以塑代钢”的推进，PC/ABS复合材料已广泛应用于煤矿机械零部件、煤矿电子电器等领域。但是，PC/ABS复合材料表面电阻率高，达到1015-1017Ω，极易造成表面静电积聚，容易因表面放电引起火灾或***。同时，PC/ABS复合材料属于易燃材料，燃烧速度快，放热量大。所以，PC/ABS复合材料作为矿用材料使用时，必须进行阻燃抗静电处理。传统的液体磷酸酯类(如BDP，RDP)、固体磷酸酯等无卤阻燃剂用于PC/ABS合金时，由于其熔点低，会严重影响复合材料的耐热性能，使热变形温度(负荷0.45MPa)下降至100℃以下，无法满足一些煤矿电子电器耐热要求。PC/ABS复合材料传统的抗静电方法是添加表面活性剂型抗静电剂，其会随着时间推移逐渐析出，抗静电效果衰减，最后会完全失效。
因此需要研制出一种新型的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料，并利用该复合材料制备出具有高耐热性能且阻燃抗静电性能优异的制品。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料，并利用该复合材料制备出了具有优异阻燃抗静电性能的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品，同时提供了该复合材料的制备方法和复合材料制品的制备方法。
本发明提供的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料,包括无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒；
按重量份计，所述无卤阻燃PC颗粒包括如下原料组分：PC 50-80份、滑石粉10-25份、无卤阻燃剂10-25份、抗冲改性剂2-8份、抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份、抗滴落剂0.2-0.8份；
按重量份计，所述永久抗静电ABS颗粒包括如下原料组分：ABS 20-70份、永久抗静电剂30-80份、抗氧剂0.1-1份。
进一步，所述PC为任意粘度聚碳酸酯的一种或几种，ABS为任意粘度丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的一种或几种。
进一步，所述滑石粉的粒径目数≥3000目。
进一步，所述无卤阻燃剂为Nofia系列聚磷酸酯。
进一步，所述抗冲改性剂为ABS-g-GMA、SEBS-g-GMA和丙烯酸酯共聚物的一种或多种。
进一步，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂；所述润滑剂为脂肪酸酯或脂肪酸酰胺；所述抗滴落剂为聚四氟乙烯母粒，其中聚四氟乙烯含量为30％-70％；所述永久抗静电剂为聚醚酯酰胺类永久型抗静电剂。
本发明提供的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按配比取PC、滑石粉、无卤阻燃剂、抗冲改性剂、抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂混合均匀得到混合物料Ⅰ，然后采用双螺杆挤出机在加工温度为250-280℃的条件下，对混合物料Ⅰ进行熔融挤出、冷却造粒，之后再将所得颗粒置于工作温度为100-120℃的烘箱中，干燥4-6h，即得无卤阻燃PC颗粒；
(2)按配比取ABS、永久抗静电剂和抗氧剂混合均匀得到混合物料Ⅱ，然后采用双螺杆挤出机在加工温度为200-230℃的条件下，对混合物料Ⅱ进行熔融挤出、冷却造粒，之后再将所得颗粒置于工作温度为100-120℃的烘箱中，干燥4-6h，即得永久抗静电ABS颗粒。
本发明还提供了一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品，所述制品的原料包括无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒。
进一步，所述无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒的质量比为(6-9)：(1-4)，优选(7-8)：(2-3)。
本发明提供的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品的制备方法，包括如下步骤：
按配比取无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒混合均匀，然后将混合后的物料置于加工温度为240-270℃，注塑压力为90-120MPa的注塑成型机中注塑成型，即可制得高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品。
本发明的有益效果：
本发明提供的复合材料包括采用PC基材制备的无卤阻燃PC颗粒和采用ABS基材制备的永久抗静电ABS颗粒，利用永久抗静电ABS颗粒(熔融温度180-200℃)的熔融温度远低于无卤阻燃PC颗粒(熔融温度240-260℃)的特点，在注塑成型成制品时，混合颗粒中的无卤阻燃PC颗粒熔融温度高，当其与模具接触时优先冷却凝固，从而大部分无卤阻燃PC颗粒分布于制品内部，大部分永久抗静电ABS颗粒则分布于注塑制品的表面，克服了传统工艺中直接利用各原料组分混合挤出制得的PC/ABS复合材料注塑成制品时，存在的阻燃剂易析问题，同时，永久抗静电ABS大部分分布于制品表面，可以显著降低制品的表面电阻。
聚磷酸酯作为新型无卤阻燃剂阻燃效率高、本身透明、韧性好、综合性能与PC相近，本发明采用Nofia系列聚磷酸酯(HM1100，HM5000)的至少一种作为体系的无卤阻燃剂，可以使制品保持良好的耐热性能。
本发明制备的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品力学性能优异、阻燃效果佳、抗静电效果持续稳定、热变形温度高、表面光泽度好、无阻燃剂析出现象，可用于各种颜色和耐热要求高的阻燃抗静电领域。
具体实施方式
以下为具体实施例：
实施例1
本实施例提供的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料，包括无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒；所述无卤阻燃PC颗粒的原料组分配比和永久抗静电ABS颗粒的原料组分配比见下表：
其中，所述抗冲改性剂为ABS-g-GMA，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述润滑剂为脂肪酸酯，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯母粒，其中聚四氟乙烯含量为30％-70％。这里的抗冲改性剂可替换为SEBS-g-GMA和丙烯酸酯共聚物的一种或由ABS-g-GMA、SEBS-g-GMA和丙烯酸酯共聚物的至少两种组成的混合物；所述抗氧剂可替换为亚磷酸酯类抗氧剂；所述润滑剂可替换为脂肪酸酰胺。
本实施例提供的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的制备方法,包括如下步骤：
(1)按配比取PC、滑石粉、无卤阻燃剂、抗冲改性剂、抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂混合均匀得到混合物料Ⅰ，然后采用双螺杆挤出机在加工温度为250-280℃的条件下，对混合物料Ⅰ进行熔融挤出、冷却造粒，之后再将所得颗粒置于工作温度为110℃的烘箱中，干燥5h，即得无卤阻燃PC颗粒；双螺杆挤出机具有多个工作区间，设定时，按照加工温度的范围来设置各工作区间的温度；
(2)按配比取ABS、永久抗静电剂和抗氧剂混合均匀得到混合物料Ⅱ，然后采用双螺杆挤出机在加工温度为200-230℃的条件下，对混合物料Ⅱ进行熔融挤出、冷却造粒，之后再将所得颗粒置于工作温度为110℃的烘箱中，干燥5h，即得永久抗静电ABS颗粒。
本实施例还提供了一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品，所述制品的原料包括质量比为8：2的无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒。所述制品的制备方法，包括如下步骤：按配比取无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒混合均匀，然后将混合后的物料置于加工温度为240-270℃，注塑压力为110MPa的注塑成型机中注塑成型，即可制得高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品。注塑成型机具有多个工作区间，设定时，按照加工温度的范围来设置各工作区间的温度。
实施例2
本实施例提供的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料，包括无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒；所述无卤阻燃PC颗粒的原料组分配比和永久抗静电ABS颗粒的原料组分配比见下表：
其中，所述抗冲改性剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂同实施例1。
本实施例提供的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的制备方法，同实施例1。
本实施例还提供了一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品，所述制品的原料包括质量比为7:3的无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒。所述制品的制备方法，同实施例1。
实施例3
本实施例提供的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料,包括无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒；所述无卤阻燃PC颗粒的原料组分配比和永久抗静电ABS颗粒的原料组分配比见下表：
其中，所述抗冲改性剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂同实施例1。
本实施例提供的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的制备方法，同实施例1。
本实施例还提供了一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品，所述制品的原料包括质量比为8:2的无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒。所述制品的制备方法，同实施例1。
对比例1
本对比例提供的无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的原料组分配比见下表：
其中，采用的抗冲改性剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂均同实施例1。
本对比例提供的无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：按配比取各原料组分混合均匀得到混合物料，然后采用双螺杆挤出机在加工温度为230-270℃的条件下，对混合物料进行熔融挤出、冷却造粒，之后再将所得颗粒置于工作温度为110℃的烘箱中，干燥5h，即得无卤阻燃永久抗静电PC/ABS颗粒。
本对比例中，将所得无卤阻燃永久抗静电PC/ABS颗粒置于加工温度为240-270℃，注塑压力为110MPa的注塑成型机中注塑成型，制得对比制品。
对比例2
本对比例提供的无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的原料组分配比见下表：
其中，采用的抗冲改性剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂均同实施例2。
本对比例提供的无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的制备方法以及采用该复合材料制备对比制品的方法，同对比例1。
对比例3
本对比例提供的无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的原料组分配比见下表：
其中，采用的抗冲改性剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂均同实施例3。
本对比例提供的无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的制备方法以及采用该复合材料制备对比制品的方法，同对比例1。
将实施例1-3及对比例1-3提供的PC/ABS复合材料制品进行性能测试，测试结果见下表：
由上表可知，本发明中先按各自配方制成无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒，然后按特定比例采用无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒注塑制成制品，可以大幅度降低制品的表面电阻，抗静电效果持续稳定。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料,其特征在于：包括无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒；
按重量份计，所述无卤阻燃PC颗粒包括如下原料组分：PC 50-80份、滑石粉10-25份、无卤阻燃剂10-25份、抗冲改性剂2-8份、抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份、抗滴落剂0.2-0.8份；
按重量份计，所述永久抗静电ABS颗粒包括如下原料组分：ABS 20-70份、永久抗静电剂30-80份、抗氧剂0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料,其特征在于：所述滑石粉的粒径目数≥3000目。
3.根据权利要求1所述的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料,其特征在于：所述无卤阻燃剂为Nofia系列聚磷酸酯。
4.根据权利要求1所述的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料,其特征在于：所述抗冲改性剂为ABS-g-GMA、SEBS-g-GMA和丙烯酸酯共聚物的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料,其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂；所述润滑剂为脂肪酸酯或脂肪酸酰胺；所述抗滴落剂为聚四氟乙烯母粒，其中聚四氟乙烯含量为30％-70％；所述永久抗静电剂为聚醚酯酰胺类永久型抗静电剂。
6.一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)按配比取PC、滑石粉、无卤阻燃剂、抗冲改性剂、抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂混合均匀得到混合物料Ⅰ，然后采用双螺杆挤出机在加工温度为250-280℃的条件下，对混合物料Ⅰ进行熔融挤出、冷却造粒，之后再将所得颗粒置于工作温度为100-120℃的烘箱中，干燥4-6h，即得无卤阻燃PC颗粒；
(2)按配比取ABS、永久抗静电剂和抗氧剂混合均匀得到混合物料Ⅱ，然后采用双螺杆挤出机在加工温度为200-230℃的条件下，对混合物料Ⅱ进行熔融挤出、冷却造粒，之后再将所得颗粒置于工作温度为100-120℃的烘箱中，干燥4-6h，即得永久抗静电ABS颗粒。
7.一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品，其特征在于：所述制品的原料包括无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒。
8.根据权利要求7所述的高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品，其特征在于：所述无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒的质量比为(6-9)：(1-4)。
9.一种高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
按配比取无卤阻燃PC颗粒和永久抗静电ABS颗粒混合均匀，然后将混合后的物料置于加工温度为240-270℃，注塑压力为90-120MPa的注塑成型机中注塑成型，即可制得高耐热无卤阻燃永久抗静电PC/ABS复合材料制品。
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