CN116144158B - 一种耐高温阻燃pc/abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温阻燃pc/abs复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116144158B
CN116144158B CN202310136346.3A CN202310136346A CN116144158B CN 116144158 B CN116144158 B CN 116144158B CN 202310136346 A CN202310136346 A CN 202310136346A CN 116144158 B CN116144158 B CN 116144158B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
parts
flame retardant
stirring
hours
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310136346.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116144158A (zh
Inventor
于艳芬
刘海晨
刘海波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Chen Yufeng Plastic New Material Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Chen Yufeng Plastic New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Chen Yufeng Plastic New Material Co ltd filed Critical Shenzhen Chen Yufeng Plastic New Material Co ltd
Priority to CN202310136346.3A priority Critical patent/CN116144158B/zh
Publication of CN116144158A publication Critical patent/CN116144158A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116144158B publication Critical patent/CN116144158B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G81/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
    • C08G81/02—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers at least one of the polymers being obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H6/00—Macromolecular compounds derived from lignin, e.g. tannins, humic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L55/00—Compositions of homopolymers or copolymers, obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in groups C08L23/00 - C08L53/00
    • C08L55/02—ABS [Acrylonitrile-Butadiene-Styrene] polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法。所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料，由以下重量份原料组成：800‑120重量份PC/ABS、15‑40重量份云母粉、8‑14重量份增韧剂、0.1‑0.5重量份季戊四醇硬脂酸酯、0.3‑0.8重量份抗氧剂、7‑13重量份阻燃剂。所述阻燃剂采用阻燃剂改性木质素与羧化聚合物复合而成。本发明制备的阻燃剂能够很好的应用在耐高温阻燃PC/ABS复合材料中，并且具有良好阻燃性能和机械性能。

Description

一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，其冲击强度及透光率高、尺寸稳定性好、易着色、耐老化，且具有优良的电绝缘性，但同时也存在着耐磨性差、加工流动性差等缺点。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂是一种高强度、高韧性、易加工的热塑型高分子材料。将PC与ABS共混制备PC/ABS复合材料可使各自组分的性能进行互补，提高材料的综合性能。PC/ABS复合材料广泛应用于建筑材料、电子电器、汽车船舶行业，但其易燃性限制了它们的使用，因此有必要对PC/ABS复合材料进行阻燃处理。
中国发明专利(申请号：201911241497.5)公开了一种高刚性阻燃PC/ABS复合材料及其制品。该高刚性阻燃PC/ABS复合材料，每100质量份的PC/ABS复合材料成品中，包括32-84.4份的PC、5-20份的ABS、5-25份的云母、2-10份的增韧剂及3.6-13份的阻燃剂。该高刚性阻燃PC/ABS复合材料能够直接用于高刚性制品的注塑加工。采用该高刚性阻燃PC/ABS复合材料制备而成的制品具有高刚性和高阻燃性且可直接注塑成型。尽管该发明制备得到的PC/ABS复合材料具有较好的阻燃性能，但是PC/ABS复合材料的机械性能并不是很好，抗冲击强度只有13kJ/m2，可能存在的原因是添加的磷酸酯类阻燃剂、有机硅阻燃剂及次磷酸盐阻燃剂与基体的相容性以及分散性不好导致其机械性能不佳，因此，有必要研发一种同时具有高机械性能和阻燃性能更好的耐高温阻燃PC/ABS复合材料，以解决上述问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料，由以下重量份原料组成：800-120重量份PC/ABS、15-40重量份云母粉、8-14重量份增韧剂、0.1-0.5重量份季戊四醇硬脂酸酯、0.3-0.8重量份抗氧剂、7-13重量份阻燃剂。
所述增韧剂为磷酸三乙酯、对苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油中的任一种；
所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂中的至少一种；
磷杂菲类阻燃剂具有含碳量高、阻燃性持久等特点，且无卤环保。DOPO作为一种重要的磷杂菲中间体，其P-H键具有很高的反应活性，能与羰基、环氧基、碳碳双键等不饱和基团发生加成反应，获得一系列反应型DOPO类阻燃剂。反应型DOPO类阻燃剂可以对基体或其他材料进行改性，DOPO基团可以共价键方式连接在聚合物分子链上，阻燃效率极高，在提高聚合物阻燃性能的同时还可以提高聚合物基体的力学等其他性能。
木质素具有优异的力学性能、热稳定性好、良好阻燃性以及易于化学改性等特点，木质素表面丰富的羟基基团赋予其易于化学改性等功能化特点，可以与其他化学分子或者纳米材料产生交联作用，将木质素应用于PC/ABS复合材料中能够有效提高复合材料的机械性能和阻燃性能。但是，由于木质素表面存在丰富的羟基，易聚集成高度有序结构，导致其具有较高的极性，直接应用在PC/ABS复合材料中，与基体中大多数有机介质相容性差，极易在聚合物基质中发生自团聚，削弱了界面相互作用，影响塑料的机械性能。将木质素与DOPO结合应用在PC/ABS复合材料中能够进一步提高复合材料的阻燃性能和力学性能。木质素与二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷反应后含有丰富的羟基和氨基，利用丙烯酸酐-DOPO与氨基硅烷改性木质素发生化学亚胺化反应，得到阻燃剂改性木质素，在木质素骨架侧链引入刚性和耐热性的酰亚胺环和DOPO阻燃结构，从而实现了对木质素的功能化改性，不仅有效改善了木质素与基体的分散性能，同时经过DOPO类阻燃剂改性后的复合材料具有较高的阻燃效率，只需少量就可使得复合材料获得较高的阻燃性能，并且可以在提高复合材料阻燃性能的同时提高其力学等性能。
本发明制备得到的阻燃剂改性木质素，能够有效提高木质素的分散性能，木质素经过DOPO接枝改性后，与PC/ABS的相容性更好，界面结合强度更高，并且DOPO改性木质素含有刚性和耐热性的芳环、含氮酰亚胺环和DOPO含磷阻燃结构，与木质素形成氮磷协效复配阻燃体系，提高力学性能和阻燃性能。
所述阻燃剂的制备方法如下：在氮气环境下，将1-4重量份DOPO、2-5重量份丙烯酸酐加入到15-30重量份四氢呋喃中，在80-90℃下反应10-20h，分液、洗涤、干燥，得到丙烯酸酐-DOPO；将3-5重量份改性木质素、1-2重量份丙烯酸酐-DOPO加入到40-80重量份二甲亚砜中，在室温、500-700rpm下搅拌4-7h，加入4-8重量份苄胺和12-18重量份乙酸酐，在40-60℃、300-500rpm下反应16-28h，离心、洗涤、干燥，得到阻燃剂。
所述改性木质素的制备方法如下：将5-8重量份木质素加入到100-200重量份60-90wt％乙醇水溶液中，在超声功率200-400W、超声频率50-70kHz中超声分散20-50min，加入0.5-2重量份二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷，在70-900℃、600-1000rpm下搅拌24-48h，离心、干燥，得到改性木质素。
在实验过程中，发明人发现通过将含有卤素原子的羧化聚合物的高分子链引入到阻燃剂改性木质素中，能够提高阻燃剂的弹性，提高力学性能，同时DOPO与羧化聚合物中的卤原子发生协同作用，可以进一步提高DOPO的阻燃性能，制备DOPO改性木质素与羧化聚合物的复合物的力学性能和阻燃性能比单独使用DOPO改性木质素或羧化聚合物更加有效。
本发明制备得到的阻燃剂，能够有效提高阻燃剂在基体中的分散性能，将羧化聚合物的高分子链引入到阻燃剂改性木质素中，相比单独添加阻燃剂改性木质素与PC/ABS的相容性更好，界面结合强度更高，并且制备得到的阻燃剂中含有刚性和耐热性的芳环、含氮酰亚胺环、DOPO含磷以及卤素等阻燃结构，与DOPO形成氮磷溴协效复配阻燃体系，提高力学性能和阻燃性能。应用在PC/ABS复合材料中具有良好的阻燃效果和力学性能。
具体的，反应机理：S1：DOPO中的P-H健与丙烯酸酐中的双键发生加成反应，得到丙烯酸酐-DOPO；丙烯酸酐-DOPO中的酸酐再与氨基硅烷化改性木质素中的氨基进行取代反应，得到阻燃剂改性木质素；S2：将氯甲基化聚苯乙烯树脂与2-溴对苯二甲酸在碱性环境下进行亲核取代反应，得到羧基化聚合物。所述亲核取代反应在碱性条件下进行，碱性环境有利于促进亲核取代反应的顺利进行，且反应过程会脱除氯化氢小分子；S3：以阻燃剂改性木质素与羧化聚合物作为主要原料，在N,N'-羰基二咪唑作为活化剂、4-甲基苯磺酸吡啶作为催化剂的反应条件下，通过羧化聚合物中的羧基与阻燃剂改性木质素中的羟基进行缩合反应，得到含有DOPO的复合阻燃剂，即本发明中所述的阻燃剂。
优选的，所述阻燃剂的制备方法如下：
S1、在氮气环境下，将1-4重量份DOPO、2-5重量份丙烯酸酐加入到15-30重量份四氢呋喃中，在80-90℃下反应10-20h，分液、洗涤、干燥，得到丙烯酸酐-DOPO；将3-5重量份改性木质素、1-2重量份丙烯酸酐-DOPO加入到40-80重量份二甲亚砜中，在室温、500-700rpm下搅拌4-7h，加入4-8重量份苄胺和12-18重量份乙酸酐，在40-60℃、300-500rpm下反应16-28h，离心、洗涤、干燥，得到阻燃剂改性木质素；
S2、将5-10重量份氯甲基化聚苯乙烯加入到80-140重量份二甲亚砜中，在室温、200-400rpm下搅拌6-12h，再加入4-6重量份2-溴对苯二甲酸和2-4重量份K2CO3，在400-800rpm下搅拌20-40min后，升温至90-110℃继续搅拌14-24h，洗涤，用乙醇提纯，干燥，得到羧化聚合物；
S3、将2-5重量份阻燃剂改性木质素加入到50-80重量份二甲亚砜溶剂中，在400-800rpm下搅拌8-15min，加入0.02-0.1重量份N,N'-羰基二咪唑，在20-30℃、300-500rpm下搅拌反应6-12h；再加入5-7重量份羧化聚合物和0.05-0.2重量份4-甲基苯磺酸吡啶，在50-70℃、400-800rpm下搅拌反应30-60h，加水沉淀，过滤，洗涤、干燥，得到阻燃剂。
所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例称取PC/ABS、云母粉、增韧剂、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧剂和阻燃剂混合均匀，并在150-170℃下混炼30-60min，降至室温后出料得到物料；
(2)、将物料进行挤出造粒，得到所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料。
本发明的有益效果：
1、本发明提供了一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法，在原料中使用了阻燃剂改性木质素，能够有效提高木质素的分散性能，木质素经过DOPO接枝改性后，与PC/ABS的相容性更好，界面结合强度更高，并且DOPO改性木质素含有刚性和耐热性的芳环、含氮酰亚胺环和DOPO含磷阻燃结构，与木质素形成氮磷协效复配阻燃体系，提高力学性能和阻燃性能。
2、本发明提供了一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法，在阻燃性改性木质素中引入羧化聚合物的高分子链得到的阻燃剂能够有效提高阻燃剂在基体中的分散性能，相比单独添加阻燃剂改性木质素与PC/ABS的相容性更好，界面结合强度更高，并且制备得到的阻燃剂中含有刚性和耐热性的芳环、含氮酰亚胺环、DOPO含磷以及卤素等阻燃结构，与DOPO形成氮磷溴协效复配阻燃体系，进而提高力学性能和阻燃性能。
3、本发明提供了一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法，制备得到的耐高温阻燃PC/ABS复合材料具有良好的阻燃性能和机械性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍：
PC/ABS购于东莞市聚隆塑胶原料有限公司，牌号：T-2830R，拉伸模量：2250MPa，拉伸应力：52.0MPa、弯曲应力：80.0MPa、弯曲模量：2150MPa、拉伸应变：120％。
木质素购于大城县瑞博化工厂，型号：RB-300。
氯甲基化聚苯乙烯购于默克化工技术上海有限公司，货号：63868-10G。
实施例1
一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料，由以下重量份原料组成：100重量份PC/ABS、20重量份云母粉、10重量份对苯二甲酸二辛酯、0.2重量份季戊四醇硬脂酸酯、0.5重量份抗氧剂168、10重量份阻燃剂。
所述阻燃剂为DOPO。
所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例称取PC/ABS、云母粉、对苯二甲酸二辛酯、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧剂168和阻燃剂混合均匀，并在160℃下混炼40min，降至室温后出料得到物料；
(2)、将物料进行挤出造粒，得到所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料。
实施例2
一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料，由以下重量份原料组成：100重量份PC/ABS、20重量份云母粉、10重量份对苯二甲酸二辛酯、0.2重量份季戊四醇硬脂酸酯、0.5重量份抗氧剂168、10重量份阻燃剂。
所述阻燃剂的制备方法如下：在氮气环境下，将2重量份DOPO、3.5重量份丙烯酸酐加入到20重量份四氢呋喃中，在85℃下反应14h，分液、洗涤、干燥，得到丙烯酸酐-DOPO；将4重量份木质素、1.5重量份丙烯酸酐-DOPO加入到60重量份二甲亚砜中，在室温、600rpm下搅拌5h，加入6重量份苄胺和15重量份乙酸酐，在50℃、400rpm下反应20h，离心、洗涤、干燥，得到阻燃剂。
所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例称取PC/ABS、云母粉、对苯二甲酸二辛酯、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧剂168和阻燃剂混合均匀，并在160℃下混炼40min，降至室温后出料得到物料；
(2)、将物料进行挤出造粒，得到所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料。
实施例3
一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料，由以下重量份原料组成：100重量份PC/ABS、20重量份云母粉、10重量份对苯二甲酸二辛酯、0.2重量份季戊四醇硬脂酸酯、0.5重量份抗氧剂168、10重量份阻燃剂。
所述阻燃剂的制备方法如下：在氮气环境下，将2重量份DOPO、3.5重量份丙烯酸酐加入到20重量份四氢呋喃中，在85℃下反应14h，分液、洗涤、干燥，得到丙烯酸酐-DOPO；将4重量份改性木质素、1.5重量份丙烯酸酐-DOPO加入到60重量份二甲亚砜中，在室温、600rpm下搅拌5h，加入6重量份苄胺和15重量份乙酸酐，在50℃、400rpm下反应20h，离心、洗涤、干燥，得到阻燃剂。
所述改性木质素的制备方法如下：将6重量份木质素加入到120重量份80wt％乙醇水溶液中，在超声功率300W、超声频率60kHz中超声分散30min，加入1重量份二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷，在80℃、800rpm下搅拌36h，离心、干燥，得到改性木质素。
所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例称取PC/ABS、云母粉、对苯二甲酸二辛酯、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧剂168和阻燃剂混合均匀，并在160℃下混炼40min，降至室温后出料得到物料；
(2)、将物料进行挤出造粒，得到所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料。
实施例4
一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料，由以下重量份原料组成：100重量份PC/ABS、20重量份云母粉、10重量份对苯二甲酸二辛酯、0.2重量份季戊四醇硬脂酸酯、0.5重量份抗氧剂168、10重量份阻燃剂。
所述阻燃剂的制备方法如下：
S1、在氮气环境下，将2重量份DOPO、3.5重量份丙烯酸酐加入到20重量份四氢呋喃中，在85℃下反应14h，分液、洗涤、干燥，得到丙烯酸酐-DOPO；将4重量份改性木质素、1.5重量份丙烯酸酐-DOPO加入到60重量份二甲亚砜中，在室温、600rpm下搅拌5h，加入6重量份苄胺和15重量份乙酸酐，在50℃、400rpm下反应20h，离心、洗涤，干燥，得到阻燃剂改性木质素；所述改性木质素的制备方法如下：将6重量份木质素加入到120重量份80wt％乙醇水溶液中，在超声功率300W、超声频率60kHz中超声分散30min，加入1重量份二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷，在80℃、800rpm下搅拌36h，离心、干燥，得到改性木质素；
S2、将8重量份氯甲基化聚苯乙烯加入到100重量份二甲亚砜中，在室温、300rpm下搅拌8h，再加入5重量份2-溴对苯二甲酸和3.5重量份K2CO3，在600rpm下搅拌30min后，升温至100℃继续搅拌18h，洗涤，用乙醇提纯，干燥，得到羧化聚合物；
S3、将3重量份阻燃剂改性木质素加入到60重量份二甲亚砜溶剂中，在600rpm下搅拌10min，加入0.05重量份N,N'-羰基二咪唑，在25℃、400rpm下搅拌反应8h；再加入6重量份羧化聚合物和0.1重量份4-甲基苯磺酸吡啶，在60℃、600rpm下搅拌反应40h，加水沉淀，过滤，洗涤，干燥，得到阻燃剂。
所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例称取PC/ABS、云母粉、对苯二甲酸二辛酯、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧剂168和阻燃剂混合均匀，并在160℃下混炼40min，降至室温后出料得到物料；
(2)、将物料进行挤出造粒，得到所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料。
实施例5
一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料，由以下重量份原料组成：100重量份PC/ABS、20重量份云母粉、10重量份对苯二甲酸二辛酯、0.2重量份季戊四醇硬脂酸酯、0.5重量份抗氧剂168、10重量份阻燃剂。
所述阻燃剂的制备方法如下：
S1、在氮气环境下，将2重量份DOPO、3.5重量份丙烯酸酐加入到20重量份四氢呋喃中，在85℃下反应14h，分液、洗涤、干燥，得到丙烯酸酐-DOPO；将4重量份木质素、1.5重量份丙烯酸酐-DOPO加入到60重量份二甲亚砜中，在室温、600rpm下搅拌5h，加入6重量份苄胺和15重量份乙酸酐，在50℃、400rpm下反应20h，离心、洗涤、干燥，得到阻燃剂改性木质素；
S2、将8重量份氯甲基化聚苯乙烯加入到100重量份二甲亚砜中，在室温、300rpm下搅拌8h，再加入5重量份2-溴对苯二甲酸和3.5重量份K2CO3，在600rpm下搅拌30min后，升温至100℃继续搅拌18h，洗涤，用乙醇提纯，干燥，得到羧化聚合物；
S3、将3重量份阻燃剂改性木质素加入到60重量份二甲亚砜溶剂中，在600rpm下搅拌10min，加入0.05重量份N,N'-羰基二咪唑，在25℃、400rpm下搅拌反应8h；再加入6重量份羧化聚合物和0.1重量份4-甲基苯磺酸吡啶，在60℃、600rpm下搅拌反应40h，加水沉淀，过滤，洗涤、干燥，得到阻燃剂。
所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例称取PC/ABS、云母粉、对苯二甲酸二辛酯、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧剂168和阻燃剂混合均匀，并在160℃下混炼40min，降至室温后出料得到物料；
(2)、将物料进行挤出造粒，得到所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料。
实施例6
一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料，由以下重量份原料组成：100重量份PC/ABS、20重量份云母粉、10重量份对苯二甲酸二辛酯、0.2重量份季戊四醇硬脂酸酯、0.5重量份抗氧剂168、10重量份阻燃剂。
所述阻燃剂的制备方法如下：
S1、将8重量份氯甲基化聚苯乙烯加入到100重量份二甲亚砜中，在室温、300rpm下搅拌8h，再加入5重量份2-溴对苯二甲酸和3.5重量份K2CO3，在600rpm下搅拌30min后，升温至100℃继续搅拌18h，洗涤，用乙醇提纯，干燥，得到羧化聚合物；
S2、将3重量份DOPO加入到60重量份二甲亚砜溶剂中，在600rpm下搅拌10min，加入0.05重量份N,N'-羰基二咪唑，在25℃、400rpm下搅拌反应8h；再加入6重量份羧化聚合物和0.1重量份4-甲基苯磺酸吡啶，在60℃、600rpm下搅拌反应40h，加水沉淀，过滤，洗涤、干燥，得到阻燃剂。
所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、按比例称取PC/ABS、云母粉、对苯二甲酸二辛酯、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧剂168和阻燃剂混合均匀，并在160℃下混炼40min，降至室温后出料得到物料；
(2)、将物料进行挤出造粒，得到所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料。
测试例1
阻燃性能测试：采用国家标准GB/T2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分：室温测试》方法进行测试；将上述各实施例制备得到的耐高温阻燃PC/ABS复合材料用注塑机注塑成型，试样尺寸：测试试样的长度100mm，宽度10mm，厚度4mm，在温度23℃和湿度50％条件下调节90h。平行5组，取平均值，结果见表1。
表1、耐高温阻燃PC/ABS复合材料的阻燃性测试结果
测试例2
拉伸强度测试：参考国家标准GB/T1040.2-2022《塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》对各实施例制备得到的耐高温阻燃PC/ABS复合材料进行拉伸性能测试。在测试前，将上述各实施例制备的耐高温阻燃PC/ABS复合材料通过注塑机制备成标准哑铃型注塑件，测试试样是1A型的哑铃型，试样总长＝170mm，宽度＝10mm，厚度4mm，测试速度1mm/min，试验前，将样品在温度23℃、相对湿度50％的恒温调节24h，平行6组，取平均值，结果见表2。
表2耐高温阻燃PC/ABS复合材料的机械性能检测结果
拉伸强度，MPa 断裂伸长率，％
实施例1 44.9 82
实施例2 49.3 97
实施例3 55.8 114
实施例4 57.9 131
实施例5 56.1 122
实施例6 53.2 105
测试例3
冲击强度测试：根据GB/T21189-2007《塑料简支梁、悬臂梁和拉伸冲击试验用摆锤冲击试验机的检验》测定由本发明各实施例所得耐高温阻燃PC/ABS复合材料的冲击抗性。将本发明所得耐高温阻燃PC/ABS复合材料采用常规的加工方式制成规格为60mm×10mm×3mm的长条状样品并采用简支梁冲击试验机对上述样品进行冲击试验；冲击强度以试样断裂时冲击头的下落高度计算得到。平行6组，取平均值，结果见表3。
表3耐高温阻燃PC/ABS复合材料的抗冲击性能检测结果
从上述结果可知，本发明制备得到的耐高温阻燃PC/ABS复合材料具有良好阻燃性能和机械性能。从是实施例1-2可知，实施例3中将阻燃剂改性木质素与DOPO结合应用在PC/ABS复合材料中能够进一步提高复合材料的阻燃性能和力学性能。原因是木质素与二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷反应后含有丰富的羟基和氨基，利用丙烯酸酐-DOPO与氨基硅烷改性木质素发生化学亚胺化反应，得到阻燃剂改性木质素，在木质素骨架侧链引入刚性和耐热性的酰亚胺环和DOPO阻燃结构，从而实现了对木质素的功能化改性，不仅有效改善了木质素与基体的分散性能，同时经过DOPO类阻燃剂改性后的复合材料具有较高的阻燃效率，阻燃剂改性木质素，能够有效提高木质素的分散性能，木质素经过DOPO接枝改性后，与PC/ABS的相容性更好，界面结合强度更高，并且DOPO改性木质素含有刚性和耐热性的芳环、含氮酰亚胺环和DOPO含磷阻燃结构，与木质素形成氮磷协效复配阻燃体系，提高力学性能和阻燃性能。
从实施例3-4以及实施例5-6中可以看出，将含有卤素原子的羧化聚合物的高分子链引入到阻燃剂改性木质素中，能够提高阻燃剂的弹性，提高力学性能，同时DOPO与羧化聚合物中的卤原子发生协同作用，可以进一步提高DOPO的阻燃性能，制备DOPO改性木质素与羧化聚合物的复合物的力学性能和阻燃性能比单独使用DOPO改性木质素或羧化聚合物更加有效。原因是在阻燃性改性木质素中引入羧化聚合物的高分子链得到的阻燃剂能够有效提高阻燃剂在基体中的分散性能，相比单独添加阻燃剂改性木质素与PC/ABS的相容性更好，界面结合强度更高，并且制备得到的阻燃剂中含有刚性和耐热性的芳环、含氮酰亚胺环、DOPO含磷以及卤素等阻燃结构，与DOPO形成氮磷溴协效复配阻燃体系，进而提高力学性能和阻燃性能。

Claims (5)

1.一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：100重量份PC/ABS、20重量份云母粉、10重量份对苯二甲酸二辛酯、0.2重量份季戊四醇硬脂酸酯、0.5重量份抗氧剂168、10重量份阻燃剂；
所述阻燃剂的制备方法如下：
S1、在氮气环境下，将2重量份DOPO、3.5重量份丙烯酸酐加入到20重量份四氢呋喃中，在85℃下反应14h，分液、洗涤、干燥，得到丙烯酸酐-DOPO；将4重量份改性木质素、1.5重量份丙烯酸酐-DOPO加入到60重量份二甲亚砜中，在室温、600rpm下搅拌5h，加入6重量份苄胺和15重量份乙酸酐，在50℃、400rpm下反应20h，离心、洗涤，干燥，得到阻燃剂改性木质素；所述改性木质素的制备方法如下：将6重量份木质素加入到120重量份80wt%乙醇水溶液中，在超声功率300W、超声频率60kHz中超声分散30min，加入1重量份二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷，在80℃、800rpm下搅拌36h，离心、干燥，得到改性木质素；
S2、将8重量份氯甲基化聚苯乙烯加入到100重量份二甲亚砜中，在室温、300rpm下搅拌8h，再加入5重量份2-溴对苯二甲酸和3.5重量份K2CO3，在600rpm下搅拌30min后，升温至100℃继续搅拌18h，洗涤，用乙醇提纯，干燥，得到羧化聚合物；
S3、将3重量份阻燃剂改性木质素加入到60重量份二甲亚砜溶剂中，在600rpm下搅拌10min，加入0.05重量份N,N'-羰基二咪唑，在25℃、400rpm下搅拌反应8h；再加入6重量份羧化聚合物和0.1重量份4-甲基苯磺酸吡啶，在60℃、600rpm下搅拌反应40h，加水沉淀，过滤，洗涤，干燥，得到阻燃剂；
所述PC/ABS购于东莞市聚隆塑胶原料有限公司，牌号：T-2830R，拉伸模量：2250MPa，拉伸应力：52.0MPa、弯曲应力：80.0MPa、弯曲模量：2150MPa、拉伸应变：120%；
所述木质素购于大城县瑞博化工厂，型号：RB-300；
所述氯甲基化聚苯乙烯购于默克化工技术上海有限公司，货号：63868-10G。
2.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、按比例称取PC/ABS、云母粉、对苯二甲酸二辛酯、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧剂168和阻燃剂混合均匀，并在160℃下混炼40min，降至室温后出料得到物料；
（2）、将物料进行挤出造粒，得到所述耐高温阻燃PC/ABS复合材料。
3.一种阻燃剂，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法如下：
S1、在氮气环境下，将1-4重量份DOPO、2-5重量份丙烯酸酐加入到15-30重量份四氢呋喃中，在80-90℃下反应10-20h，分液、洗涤、干燥，得到丙烯酸酐-DOPO；将3-5重量份改性木质素、1-2重量份丙烯酸酐-DOPO加入到40-80重量份二甲亚砜中，在室温、500-700rpm下搅拌4-7h，加入4-8重量份苄胺和12-18重量份乙酸酐，在40-60℃、300-500rpm下反应16-28h，离心、洗涤、干燥，得到阻燃剂改性木质素；
S2、将5-10重量份氯甲基化聚苯乙烯加入到80-140重量份二甲亚砜中，在室温、200-400rpm下搅拌6-12h，再加入4-6重量份2-溴对苯二甲酸和2-4重量份K2CO3，在400-800rpm下搅拌20-40min后，升温至90-110℃继续搅拌14-24h，洗涤，用乙醇提纯，干燥，得到羧化聚合物；
S3、将2-5重量份阻燃剂改性木质素加入到50-80重量份二甲亚砜溶剂中，在400-800rpm下搅拌8-15min，加入0.02-0.1重量份N,N'-羰基二咪唑，在20-30℃、300-500rpm下搅拌反应6-12h；再加入5-7重量份羧化聚合物和0.05-0.2重量份4-甲基苯磺酸吡啶，在50-70℃、400-800rpm下搅拌反应30-60h，加水沉淀，过滤，洗涤、干燥，得到阻燃剂；
所述改性木质素的制备方法如下：将5-8重量份木质素加入到100-200重量份60-90wt%乙醇水溶液中，在超声功率200-400W、超声频率50-70kHz中超声分散20-50min，加入0.5-2重量份二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷，在70-900℃、600-1000rpm下搅拌24-48h，离心、干燥，得到改性木质素。
4.权利要求3所述的阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在氮气环境下，将1-4重量份DOPO、2-5重量份丙烯酸酐加入到15-30重量份四氢呋喃中，在80-90℃下反应10-20h，分液、洗涤、干燥，得到丙烯酸酐-DOPO；将3-5重量份改性木质素、1-2重量份丙烯酸酐-DOPO加入到40-80重量份二甲亚砜中，在室温、500-700rpm下搅拌4-7h，加入4-8重量份苄胺和12-18重量份乙酸酐，在40-60℃、300-500rpm下反应16-28h，离心、洗涤、干燥，得到阻燃剂改性木质素；
S2、将5-10重量份氯甲基化聚苯乙烯加入到80-140重量份二甲亚砜中，在室温、200-400rpm下搅拌6-12h，再加入4-6重量份2-溴对苯二甲酸和2-4重量份K2CO3，在400-800rpm下搅拌20-40min后，升温至90-110℃继续搅拌14-24h，洗涤，用乙醇提纯，干燥，得到羧化聚合物；
S3、将2-5重量份阻燃剂改性木质素加入到50-80重量份二甲亚砜溶剂中，在400-800rpm下搅拌8-15min，加入0.02-0.1重量份N,N'-羰基二咪唑，在20-30℃、300-500rpm下搅拌反应6-12h；再加入5-7重量份羧化聚合物和0.05-0.2重量份4-甲基苯磺酸吡啶，在50-70℃、400-800rpm下搅拌反应30-60h，加水沉淀，过滤，洗涤、干燥，得到阻燃剂；
所述改性木质素的制备方法如下：将5-8重量份木质素加入到100-200重量份60-90wt%乙醇水溶液中，在超声功率200-400W、超声频率50-70kHz中超声分散20-50min，加入0.5-2重量份二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷，在70-900℃、600-1000rpm下搅拌24-48h，离心、干燥，得到改性木质素。
5.如权利要求3所述的阻燃剂在制备耐高温阻燃PC/ABS复合材料中的应用。
CN202310136346.3A 2023-02-20 2023-02-20 一种耐高温阻燃pc/abs复合材料及其制备方法 Active CN116144158B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310136346.3A CN116144158B (zh) 2023-02-20 2023-02-20 一种耐高温阻燃pc/abs复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310136346.3A CN116144158B (zh) 2023-02-20 2023-02-20 一种耐高温阻燃pc/abs复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116144158A CN116144158A (zh) 2023-05-23
CN116144158B true CN116144158B (zh) 2024-01-23

Family

ID=86359737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310136346.3A Active CN116144158B (zh) 2023-02-20 2023-02-20 一种耐高温阻燃pc/abs复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116144158B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117106292B (zh) * 2023-08-04 2024-07-19 东莞市远泽新材料科技有限公司 一种pc复合材料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109880117A (zh) * 2019-04-09 2019-06-14 南京林业大学 一种木质素基阻燃剂及其制备方法和应用
CN109957114A (zh) * 2019-04-09 2019-07-02 南京林业大学 一种木质素膨胀型阻燃剂及其制备方法
CN112175198A (zh) * 2020-10-14 2021-01-05 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 一种新型反应型木质素基阻燃剂及其制备方法和应用
CN113620994A (zh) * 2021-08-11 2021-11-09 洛阳理工学院 一种反应型含磷阻燃剂及其制备方法与应用
CN113980289A (zh) * 2020-07-01 2022-01-28 长春工业大学 一种含氮和磷的木质素基阻燃剂、制备方法及其应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109880117A (zh) * 2019-04-09 2019-06-14 南京林业大学 一种木质素基阻燃剂及其制备方法和应用
CN109957114A (zh) * 2019-04-09 2019-07-02 南京林业大学 一种木质素膨胀型阻燃剂及其制备方法
CN113980289A (zh) * 2020-07-01 2022-01-28 长春工业大学 一种含氮和磷的木质素基阻燃剂、制备方法及其应用
CN112175198A (zh) * 2020-10-14 2021-01-05 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 一种新型反应型木质素基阻燃剂及其制备方法和应用
CN113620994A (zh) * 2021-08-11 2021-11-09 洛阳理工学院 一种反应型含磷阻燃剂及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN116144158A (zh) 2023-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018014443A1 (zh) 无卤含磷硅阻燃剂、阻燃透明聚碳酸酯材料及制备和应用
CN116144158B (zh) 一种耐高温阻燃pc/abs复合材料及其制备方法
JPH0249023A (ja) 樹脂組成物
CN111763412A (zh) 一种阻燃增韧聚乳酸基复合材料及其制备和应用
CN109957241B (zh) 一种热塑性阻燃增强生物基pa56和pa66复合材料及其制备方法
CN114213759B (zh) 一种聚磷酸酯接枝石墨烯阻燃改性聚丙烯的制法及应用
CN115304914B (zh) 一种环保耐老化纤维增强复合材料及其制备方法
CN115141451A (zh) 一种高阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法
CN103435978A (zh) 一种pet复合材料及其制备方法
CN108504091B (zh) 尼龙66与半芳香族尼龙复合材料及其制备方法
CN110105667A (zh) 用于汽车内饰件的玻璃纤维增强聚丙烯塑料及其生产工艺
CN103408905A (zh) 一种pbt复合材料及其制备方法
CN114085522A (zh) 一种高cti值无卤阻燃玻纤增强pa66/ppo复合材料及其制备方法
CN113372695A (zh) 一种环境友好的阻燃聚酯复合材料及其制备方法
CN116694056A (zh) 一种高耐热矿物增强无卤阻燃pc/abs合金及其制备方法
CN114591537B (zh) 一种生物基耐溶剂增塑剂及其制备方法
CN111363295A (zh) 一种磷杂菲和聚磷腈双基协效阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料及其制备方法
CN114479420B (zh) 一种无卤阻燃ppo/hips复合材料及其制备工艺
CN113372471B (zh) 一种磷氧化环氧弹性体及阻燃复合材料
CN103435979A (zh) 耐低温无卤阻燃pbt复合材料及其制备方法
CN106751713A (zh) 一种阻燃型碳纤维增强的聚酮复合材料及其制备方法
CN112979951A (zh) 一种新型阻燃剂、阻燃透明聚碳酸酯树脂及其制备方法
CN112876830A (zh) 一种透明玻纤增强阻燃pc材料及其制备方法
CN111560154A (zh) 一种利用废旧pc材料制备空调遥控器外壳的方法
CN114716669B (zh) 一种聚磷腈接枝聚酰胺6阻燃剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant