CN105802173B - 一种消光无卤阻燃pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法，属于化学领域，该PC/ABS合金材料由如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯树脂40％～80％；丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物树脂1％～30％；相容剂1～5％；消光剂0.1～5％；磷酸三苯酯2％～10％；间苯二酚(二苯基磷酸酯)2％～10％；抗滴落剂0.1～1％；助剂0.1％～2％。本发明以普通的PC树脂和低光泽的ABS树脂牌号为基体，通过相容剂、消光剂、无卤阻燃剂和光稳定剂的协同增效，得到具有高耐热、低光泽、高性能、无卤阻燃的PC/ABS合金材料，能广泛运用于通讯行业、家电行业、办公电器行业、汽车行业、建筑材料、装饰材料、电缆及电器行业。

Description

一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法

技术领域

本发明属于化学领域，尤其涉及一种合金材料，具体涉及一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法。

背景技术

将聚碳酸酯(PC)与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)按一定比例共混制成PC/ABS合金，是最早工业化生产，目前最成熟，应用最广泛，产量最大的一种PC改性产品，该类合金可综合两者的优良性能：一方面可提高ABS的耐热性、抗冲击性和拉伸性能，代替ABS用于高性能领域；另一方面可降低PC的成本和熔体粘度，改善其加工性能，减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性，是一种性能全面的聚合物合金。

欧盟2003年出台的Rolls及WEEE两个指令布限制了卤系阻燃PC/ABS合金在很多行业中的应用，特别是近年来欧美对电脑外壳材料阻燃剂使用的限制。因此，研究开发高效环保型无卤阻燃PC/ABS合金已日渐成为阻燃领域研究的焦点。

现阶段，家用电器、办公家电以及汽车内饰等人类长期工作，接触的部位，都开始有了消光的要求，这样有利于减少人们的视觉疲劳，尤其是汽车内饰方面；而PC/ABS合金材料由于其优异的力学性能，广泛应用于这些部件，但由于其表面的光泽度较高(60度左右)，而需要喷哑光漆等二次加工来实现哑光与美观的效果，随着人们对环保的越来越重视，需要更多的材料直接进行回收处理，而不需要分离热固性漆膜的过程，免喷涂不仅可以大幅度降低成本，而且可以减少喷漆过程造成的环境污染。这就要求我们材料本身具有较低的光泽度，优异的力学性能，良好的阻燃效果所以开发一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法，所述的这种消光无卤阻燃合金材料及制备方法要解决现有技术中的PC/ABS合金材料光泽过高和阻燃效果不佳的技术问题。

一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料，按质量百分比由如下原料制成：

进一步的，所述的聚碳酸酯树脂(PC树脂)(分子量18000-25000)为流动性较好的聚碳酸酯牌号，在300℃、载荷1.2Kg时的熔融指数为18g/10min～25g/10min；如帝人化成的PC 1225L等；

进一步的，所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)为低光泽(光泽度≤80)的牌号(即丁二烯含量较低的牌号)，即使用本体法合成的ABS材料，如高桥的3513；

进一步的，所述的相容剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚酯弹性体、聚烯烃弹性体，或MBS(甲基丙烯酸甲酯(M)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)的三元共聚物)；

进一步的，所述的磷酸三苯酯(TPP)的酸值(mgKOH/g)≤0.10，含量％＞99.0，例如浙江万盛TPP；

进一步的，所述的间苯二酚(二苯基磷酸酯)(RDP)为苯酚含量(ppm)≤500，熔点(℃)≥90，例如浙江万盛RDP。

进一步的，所述的抗滴落剂为特殊改性聚四氟乙烯颗粒，该改性聚四氟乙烯颗粒由ST-AN包裹，聚四氟乙烯含量60％，如SN3307，特选的ST-AN包覆材料与PC和ABS工程塑料都有优异的相容性，该种改性聚四氟乙烯颗粒中PFOA、NP含量减少到最低，满足更严格环保标准。

进一步的，所述的消光剂为矿物(硅灰石、云母等)、橡胶类增韧剂(PTW、AX8900等)、交联的苯乙烯-丙烯腈聚合物(BMAT)中的一种或两种以上。

进一步的，所述的加工助剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂和外润滑剂；所述的主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇，或2,6-二叔丁基对甲酚；所述的辅助抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代三丙酸二月桂酯，或硫代二丙酸双硬脂醇酯；所述的内润滑剂为E蜡、硬脂酸钙或PE蜡；所述的外润滑剂为硅酮母粒、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或两种以上。

其中，优选的，一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料，按质量百分比由如下原料制成：

其中消光剂为BMAT、AX-8900、硅灰石中的一种或两种以上；助剂由主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂和外润滑剂组成，所述的主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂和外润滑剂的质量比为1：2：1：1。

本发明还提供了上述的一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，包括以下步骤：

将原料按上述配比混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机由进料段到机头的温度分别为：160℃±10℃、200℃±10℃、260℃±10℃、260℃±10℃、255℃±10℃、250℃±10℃、250℃±10℃、250℃±10℃、250℃±10℃，模头：260℃±10℃；

然后经过水冷、切粒和干燥，得到一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料。

上述PC/ABS合金材料是指将聚碳酸酯(PC)与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)按一定比例共混制成PC/ABS合金。

本发明一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料最重要的运用为家电和汽车行业，尤其是对眼睛有刺激的部位，当然同时也可以为汽车行业、建筑材料、装饰材料、电缆及电器行业的室内使用提供一种优异的解决方案。

针对现有技术的不足，本发明的优点：

1.PC采用流动性好的牌号，ABS基体树脂采用光泽较低的牌号，PC使用日本帝人化成高流动的牌号，PC L-1225L，ABS树脂采用本体法合成的低光泽牌号，例如，高桥石化的3513；

2.使用RDP和TPP的协效阻燃剂组合，一定程度可降低阻燃剂成本又可改善冲击和流动性，将阻燃剂对耐候性的影响降到最低；另外RDP，具有良好的加工性、独特的自熄性能和良好的兼容性等优点；另外通过阻燃剂的协效作用，可以降低阻燃剂的使用量，对维持材料的力学以及热变形温度具有较好的作用，为材料在户外，尤其是温度较高的场所使用带来了可能；

3.抗滴落剂为特殊改性聚四氟乙烯颗粒，采用特选的ST-AN包覆材料与PC和ABS工程塑料都有优异的相容性，PFOA、NP含量减少到最低，满足更严格环保标准。如SN3307同时能起到一部分防滴落的作用，又具有一些耐磨的作用；防滴落剂主要使用在需要阻燃剂别达到V0级的塑料材料中，能防止熔化滴落并提高阻燃性能，在减少阻燃剂的用量时同样能达到UL V-0的要求，同时降低成本，增强产品竞争力

4.选用几种不同的消光剂进行比较测试，最大程度的降低了无卤阻燃PC/ABS合金材料的光泽度，由于该材料必须兼顾PC、ABS以及阻燃剂，相容剂等因素的光泽度，因此本方法通过大量实验，寻找出了一种具有最好效果的消光剂使用，使无卤阻燃PC/ABS合金材料具有优异的消光效果，特别适合适用于室内用品；

5.本发明一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料，采用现有设备，操作简单，适于工业化生产。

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明的室内家电、汽车专用低光泽无卤阻燃合金材料高耐热、低光泽、高效阻燃的性能，且成本低廉，加工容易。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步说明。

实施例及对比例的原料配比请参见表1：

表1实施例及对比例原料组分配比

上述的实施例和对比例均采用下述的方法制备：

将上述原料配比混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机由进料段到机头的温度分别为：160℃±10℃、200℃±10℃、260℃±10℃、260℃±10℃、255℃±10℃、250℃±10℃、250℃±10℃、250℃±10℃、250℃±10℃，模头：260℃±10℃；

然后经过水冷、切粒和干燥，得到一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料。

本发明的材料，主要应用于室内家电、汽车内饰、办公家电等在室内长期使用，由于这些材料一般都是和人体直接接触，另外都是和电进行接触的，这就要求这些材料具有优异的阻燃性能，最好是使用无卤阻燃材料，这样在万一发生火灾时，不至于产生有毒气体，给人体健康，社会环境造成严重的后果；另外，由于长期的使用，如果材料光泽度过高，就会对人的眼睛产生伤害，导致疲劳，容易发生事故，这又对我们的材料提出了消光这样一个新的要求；这样就要求我们的材料在设计的时候降低材料的光泽度通过对不同消光剂的使用，我们来寻找到最佳的一种效果。

本专利实验，通过对比原材料的光泽度，是否添加消光剂，以及添加抗紫外助剂种类的不同，来寻找效果最好的消光无卤阻燃PC/ABS合金材料。

试验例

实施例及对比例中组合物性能测试结果见表2：

表2实施例及对比例中组合物性能测试结果

将本发明PC/ABS合金材料与对比例中的合金材料对比，从表1和表2可看出，由于配方体系大体相同，采用TPP和RDP复配进行阻燃；

使用市面最常用的单一消光剂，由于阻燃剂的影响，材料的综合性能较差，要不是光泽度较大，要不就是冲击强度下降明显，而通过多种消光剂的配合使用可以达到非常的综合效果，一般的要求光泽在15以下，冲击强度在45以上，因此实施例4的配方体系能够制备出一种性能优异的消光无卤阻燃PC/ABS合金材料。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (2)

1.一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，按质量百分比由如下原料制成：

PC 1225L 78％

ABS3513 6％

相容剂MBS EXL2620 2％

磷酸三苯酯 4％

间苯二酚(二苯基磷酸酯) 4％

抗滴落剂B449 0.5％

消光剂 5％

助剂 0.5％

其中，消光剂为BMAT和AX-8900的混合物，BMAT和AX-8900之间的质量比为3∶2；助剂由主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂和外润滑剂组成，所述的主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂和外润滑剂的质量比为1∶2∶1∶1。

2.权利要求1所述的一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，包括以下步骤：

将原料按上述配比混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机由进料段到机头的温度分别为：160℃±10℃、200℃±10℃、260℃±10℃、260℃±10℃、255℃±10℃、250℃±10℃、250℃±10℃、250℃±10℃、250℃±10℃，模头：260℃±10℃；

然后经过水冷、切粒和干燥，得到一种消光无卤阻燃PC/ABS合金材料。