CN1789332A - 高性能阻燃聚合物pc/abs合金 - Google Patents
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Abstract
一种高性能阻燃聚合物PC/ABS合金，其特征在于：原料配方(重量)为：主料：(1).聚碳酸酯(PC)45～55份；(2).丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(ABS)25～35份；辅料：(1).复合阻燃剂－溴化环氧(BEB10000)10～13份和三氧化二锑4～6份；(2).相容剂－乙烯－丙烯酸酯共聚物4～8份；(3).润滑剂－乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)0.3～0.5份；(4).抗氧剂－抗氧剂1010/168，0.2/0.2份。本发明以PC和ABS为主料采用复配阻燃技术、相容技术经双螺杆挤出机塑化造粒而成。通过体系各组分的协同作用，使产品具有优异的综合性能，阻燃性能达到UL94V－0标准要求，从根本上解决了PC与ABS两相的相容性问题，而且成本低具有环保阻燃特点，可广泛应用在汽车、电子电器以及家用电器等领域中，作为制造零部件和结构件的材料。
Description
技术领域
本发明涉及改性高分子新材料领域，具体涉及一种高性能阻燃聚合物PC/ABS合金。这种材料广泛应用在汽车、电子电器以及家用电器等领域中，作为制造零部件和结构件所使用的材料。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是一种应用日益广泛的工程塑料，它具有综合稳定的力学性能、热性能及电性能。但PC的价格较贵、流动性差、加工温度(熔融温度)高，耐应力开裂性差，难以制得大型薄壁制品，同时，PC对缺口敏感，耐水解稳定性和耐溶剂性不好，这些缺陷在很大程度上限制了它的实际应用。
相对于PC而言，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)价格低廉，性能优良，制品表面光泽性好，易于加工成型，但耐热性较差。而将PC和ABS共混则可得到综合性能好，性价比高的合金。PC/ABS合金材料广泛应用于电脑、打印机、传真机等的外壳，还应用于汽车中仪表盘、轮盖等方面，在电子电气和家用器具等方面也有广泛的应用。
PC/ABS是一种性能优异的塑料合金，其性能和价格属于PC和ABS之间，它与PC相比其具有熔体粘度低，加工性能优良等优点。因此，PC/ABS合金材料具有优异的综合性能。PC和ABS树脂合金属非晶与非晶的半相溶体系。由于PC的溶解度参数与ABS的溶解度参数不同，两者的相容性取决于ABS中的橡胶含量，橡胶含量较低时，两者相容性较好，而橡胶含量较高时，两者相容性较差。若要使合金有更好的冲击强度，选择ABS时要选用橡胶含量较高的牌号，由此使得两者的溶解度参数差异较大，造成了PC与ABS相容性较差。为了提高两者的相容性，最有效的方法是在体系中加入相容剂。而相容剂的选择是解决高性能PC/ABS塑料合金技术问题的关键。此外，随着汽车工业、电子电气工业、家用电器行业以及信息通信行业的迅速发展，不仅对塑料材料的需求量大幅增长，而且对所用塑料阻燃性能提出了新的要求。因此，在高性能阻燃PC/ABS合金中采用什么样的阻燃体系，对该合金的阻燃性能以及环保性影响很大。
目前在汽车、电子电器以及家用电器等领域中使用的PC/ABS合金材料主要依赖国外进口，而国外大公司在这种新材料的技术方面对我国采取封锁。在国内由于对PC/ABS合金的研发、应用起步较晚，目前国产PC/ABS合金材料因为总体性能不高，还没有在该领域得到广泛的应用。随着新材料应用技术的发展，PC/ABS合金可广泛应用于汽车、电子电器、家用电器等领域，如汽车内外装饰件、通讯器件(手机壳、电池壳)、电脑及周边设备、防火电器开关、插座面板系列产品、空调接线盒等。因此研究开发综合性能优良的高性能PC/ABS合金材料，对于促进我国新材料产业的健康发展，具有十分重要的意义。
发明内容
本发明目的是要研究开发一种新的高性能阻燃聚合物PC/ABS合金材料，以取代国外在这一高端技术领域中的同类产品。其中，主要是要解决PC与ABS两相的相容性问题，以利于充分发挥两者的优点，同时选择新型无卤阻燃剂达到环保的目的。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高性能阻燃聚合物PC/ABS合金，原料配方为：
主料：
(1)、聚碳酸酯(PC) 45～55重量份数；
(2)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 25～35重量份数；
辅料：
(1)、复合阻燃剂
溴化环氧(BEB10000) 10～13重量份数；
三氧化二锑 4～6重量份数；
(2)、相容剂
乙烯-丙烯酸酯共聚物 4～8重量份数；
(3)、润滑剂
乙撑双硬脂酸酰胺(EBS) 0.3～0.5重量份数；
(4)、抗氧剂
抗氧剂1010 0.2重量份数；
抗氧剂168 0.2重量份数。
制备方法如下：
(1)、准备助剂
复合型阻燃剂：将溴化环氧和三氧化二锑按所述配方比例进行混合得到复合型阻燃剂；
(2)、主辅料混合
将干燥的主料与复合型阻燃剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂进行混合搅拌，使各组分充分分散均匀；
(3)、熔融挤出
将混合好的物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度在230～245℃范围；
(4)、造粒及后处理
对挤出的物料造粒及后处理得成品。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述溴化环氧的商品名为BEB10000。乙撑双硬脂酸酰胺的商品名为EBS。所述抗氧剂1010和抗氧剂168为商品名和商品牌号。乙烯-丙烯酸酯共聚物相容剂可选择美国杜邦公司产品。
2、上述方案中，所述第(2)步主辅料混合中，采用搅拌器在1000转/每分以上的高速条件下混合搅拌，这样效果更好。
3、上述方案中，所述后处理包括冷却、风干、切粒、过筛、过磁、包装流程。
本发明关键技术、原理及特点如下：
相对于现有技术而言，本发明主要是寻找到一种最佳的相容剂以及添加比例，同时选择适应的无卤阻燃剂，从而制得高性能、低成本、环保阻燃PC/ABS塑料合金。
在本发明PC/ABS塑料合金中，PC与ABS配比为50∶30时，其合金的综合强度、流动性、价格都达到了一种较好的平衡点。本技术方案按照此比例，在复合材料界面微区引入适当比例的界面相容剂，获得了较好冲击韧性和其它力学性能的复合材料。PC之所以具有较高的冲击韧性与其剪切屈服的形变机理有关，当其与适当量的ABS共混时，形变将由剪切屈服转变为银纹(或裂纹)屈服。
本发明技术特点主要体现在高效相容剂的选定以及新型阻燃体系的应用。制得的产品有高低温耐冲击韧性、较高的弯曲模量、优良的加工成型性能及制品的尺寸稳定性，而且力学机械性能优异，易加工、环保阻燃性好。另外，本发明成本低，可完全替代进口同类产品。
附图说明
附图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种高性能阻燃聚合物PC/ABS合金，原料总配方为：
主料：
(1)、聚碳酸酯(PC) 45～55重量份数；
(2)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 25～35重量份数；
辅料：
(1)、复合阻燃剂
溴化环氧(BEB10000) 10～13重量份数；
三氧化二锑 4～6重量份数；
(2)、相容剂
乙烯-丙烯酸酯共聚物 4～8重量份数；
(3)、润滑剂
乙撑双硬脂酸酰胺(EBS) 0.3～0.5重量份数；
(4)、抗氧剂
抗氧剂1010 0.2重量份数；
抗氧剂168 0.2重量份数。
本实施例主要考虑相容剂含量对PC/ABS合金合金材料力学性能的影响。ABS选择台湾奇美的高牌号ABS747。以下在PC∶ABS∶溴化环氧∶三氧化二锑之间比例为50∶30∶11∶4条件下，改变相容剂含量并用3个例子加以说明，具体见下表：
| 配方 | 增容剂重量份数 | 缺口冲击强度J/m | 拉伸强度MPa | 阻燃性UL94 | 弯曲模量MPa |
| 1例 | 4 | 63 | 54 | V-0 | 2550 |
| 2例 | 6 | 66 | 62 | V-0 | 2703 |
| 3例 | 8 | 67 | 63 | V-0 | 2785 |
从上表可以看出，2例为最佳配比，由此制造的产品性价比最优，产品综合性能指标达到或超过国外进口产品指标。致于主料、复合阻燃剂、润滑剂和抗氧剂按照以上总配方变化，可制造出不同品级和不同性能的产品，以满足不同客户、不同产品的要求。
参见图1所示，制备方法如下：
制备方法如下：
(1)、准备助剂
复合型阻燃剂：将溴化环氧和三氧化二锑按所述配方比例进行混合得到复合型阻燃剂；
(2)、主辅料混合
将干燥的主料与复合型阻燃剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂采用搅拌器在1000转/每分以上的高速条件下混合搅拌，使各组分充分分散均匀；
(3)、熔融挤出
将混合好的物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度在230～245℃范围；
(4)、造粒及后处理
对挤出的物料进行冷却→风干→切粒→过筛→过磁→包装得成品。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1、一种高性能阻燃聚合物PC/ABS合金，其特征在于：原料配方为：
主料：
(1)、聚碳酸酯 45～55重量份数；
(2)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 25～35重量份数；
辅料：
(1)、复合阻燃剂
溴化环氧 10～13重量份数；
三氧化二锑 4～6重量份数；
(2)、相容剂
乙烯-丙烯酸酯共聚物 4～8重量份数；
(3)、润滑剂
乙撑双硬脂酸酰胺 0.3～0.5重量份数；
(4)、抗氧剂
抗氧剂1010 0.2重量份数；
抗氧剂168 0.2重量份数。
2、根据权利要求1所述的高性能阻燃聚合物PC/ABS合金，其特征在于：制备方法如下：
(1)、准备助剂
复合型阻燃剂：将溴化环氧和三氧化二锑按所述配方比例进行混合得到复合型阻燃剂；
(2)、主辅料混合
将干燥的主料与复合型阻燃剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂进行混合搅拌，使各组分充分分散均匀；
(3)、熔融挤出
将混合好的物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度在230～245℃范围；
(4)、造粒及后处理
对挤出的物料造粒及后处理得成品。
3、根据权利要求2所述的高性能阻燃聚合物PC/ABS合金，其特征在于：所述第(2)步主辅料混合中，采用搅拌器在1000转/每分以上的高速条件下混合搅拌。
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