一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]中国专利技术专利(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。尽管该专利技术制备得到的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。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]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。
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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。
[0010]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。
[0011]本专利技术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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]在实验过程中，专利技术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。
[0015]本专利技术制备得到的阻燃剂，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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于，由以下原料组成：PC/ABS、云母粉、增韧剂、季戊四醇硬脂酸酯、抗氧剂、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。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，所述阻燃剂改性木质素的制备方法如下：在氮气环境下，将DOPO、丙烯酸酐加入到四氢呋喃中反应，得到丙烯酸酐
‑
DOPO；将改性木质素、丙烯酸酐
‑
DOPO加入到二甲亚砜中搅拌，加入苄胺和乙酸反应，得到阻燃剂改性木质素。3.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，所述羧化聚合物的制备方法如下：将氯甲基化聚苯乙烯加入到二甲亚砜中搅拌，再加入2
‑
溴对苯二甲酸和K2CO3搅拌，升温继续搅拌，得到羧化聚合物。4.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，所述阻燃剂的制备方法如下：将权利要求2所述的阻燃剂改性木质素加入到二甲亚砜溶剂中搅拌，加入N,N'
‑
羰基二咪唑继续搅拌；再加入权利要求3所述的羧化聚合物和4
‑
甲基苯磺酸吡啶搅拌，得到阻燃剂。5.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。6.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃PC/ABS复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：于艳芬，刘海晨，刘海波，
申请(专利权)人：深圳市晨宇丰塑胶新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：