磷硅阻燃协效剂、超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种磷硅阻燃协效剂、超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法。该磷硅阻燃协效剂由磷硅预制物与增效剂制备得到；所述磷硅预制物由磷酸硅、甲基环硅氧烷、硅酸盐和交联剂反应得到；所述增效剂为纳米活性聚硅氧烷。以本发明专利技术制备的磷硅阻燃协效剂和磷系阻燃剂复配、再配合特定量的PC粉、ABS树脂、增韧剂、抗滴落剂等原料制备得到了超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料，其具有阻燃性能优异、韧性等力学性能好、热变形温度高、加工性能好、制备成本低等优点。进一步地，在本发明专利技术的PC/ABS合金材料中添加一定量纳米银抗菌粉和有机杂环类防霉剂，使所得PC/ABS合金材料同时具有优异的抗菌性能和防霉性能。性能和防霉性能。

【技术实现步骤摘要】
磷硅阻燃协效剂、超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及一种磷硅阻燃协效剂、超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]PC(聚碳酸酯)树脂俗称防弹胶，具有高刚性，高韧性，自熄性的优点。但是缺点是耐应力开裂性差，流动性不好；ABS(丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物)具有强度较高、韧性较好、耐应力开裂性好、耐酸碱盐腐蚀和易于加工成型的优点，但是阻燃性较差。PC/ABS是将PC和ABS按一定比例混合得到的一种合金材料，综合了两种材料的优点，互补了缺点，具有高刚性、高韧性、耐应力开裂性好和易于加工成型的优点。由于PC是可燃性材料，而ABS更属于易燃材料，如果不对PC/ABS合金进行阻燃改性，就会给预防火灾埋下安全隐患。为了在较多的应用领域推广使用阻燃PC/ABS合金材料，尤其是在手机、充电宝、智能穿戴等消费电子领域，产品安全化、环保化、超薄化概念的普及，要求PC/ABS合金材料达到无卤的、超薄的(厚度0.5mmV
‑
0级)阻燃性。此外，人们对健康问题越发重视，抗菌防霉材料及其制品在市场上越来越受欢迎。PC/ABS作为一种广泛应用的复合材料，通过加入阻燃剂、抗菌剂和防霉剂可以提高材料的阻燃性和减少相应制品滋生细菌和霉菌。
[0003]CN 112679932 A公开了一种抗菌高球压温度的无卤阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法，其原料配方如下：PC树脂59
‑
88份、ABS 5
‑
20份、有机磷系阻燃剂4
‑
12份、增韧剂2
‑
5份、抗菌剂0.4
‑
1.0份、抗滴落剂0.2
‑
0.5份，分散剂0.2
‑
1份和抗氧剂0.2
‑
1.0份。该无卤阻燃PC/ABS复合材料具有抗菌性能好，耐球压温度高、阻燃性能佳的优点。但是没有防霉作用，而且阻燃等级只能达到1.6mm V
‑
0级，不能用于一些对材料抗菌、防霉和阻燃性要求高的产品。
[0004]CN 111320857 A公开了一种抗静电抗菌无卤阻燃PC/ABS组合物。按重量份数计，该组合物包括：苯乙烯基嵌段共聚物树脂10～30份，聚碳酸酯40～80份，磷酸酯10～30份，增韧剂0～10份，碳纳米管0.1～0.6份，纳米银抗菌粉0.1～0.6份。该专利的PC/ABS合金虽然可以达到较优的抗菌性能和阻燃效果，但是抗菌率最高达到98％，没有达到普遍要求的99.9％，并且没有防霉效果，阻燃等级只能达到1.6mm V
‑
0级，材料的应用推广受到限制。
[0005]目前能够用于手机、充电宝、智能穿戴的既抗菌又防霉且超薄阻燃的PC/ABS合金的报道很少。因此，亟需开发一种抗菌防霉超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料。

技术实现思路

[0006]基于此，本专利技术提供了一种磷硅阻燃协效剂，以该磷硅阻燃协效剂可以大大提高磷系阻燃剂的阻燃效果，并且降低磷系阻燃剂对材料力学性能和热力学性能的影响，使制备的PC/ABS合金具有超薄阻燃的优异效果，同时具有优异的力学性能和热力学性能。
[0007]具体技术方案包括如下：
[0008]一种磷硅阻燃协效剂，由磷硅预制物与增效剂制备得到；
[0009]所述磷硅预制物由磷酸硅、甲基环硅氧烷、硅酸盐和交联剂反应得到；
[0010]所述增效剂为纳米活性聚硅氧烷。
[0011]在其中一些实施例中，所述甲基环硅氧烷为八甲基环四硅氧烷。
[0012]在其中一些实施例中，所述硅酸盐为蒙脱土。
[0013]在其中一些实施例中，所述交联剂为氨基硅烷偶联剂。
[0014]在其中一些实施例中，所述氨基硅烷偶联剂为KH
‑
550。
[0015]在其中一些实施例中，所述磷酸硅、甲基环硅氧烷、硅酸盐和交联剂的质量比为1：2.5
‑
3.5：2.5
‑
3.5：0.4
‑
0.6。
[0016]在其中一些实施例中，所述磷硅预制物与增效剂的质量比为100：0.8
‑
1.2。
[0017]在其中一些实施例中，所述磷硅阻燃协效剂中的硅含量为45～75％，磷含量为5～15％。
[0018]在其中一些实施例中，所述磷硅阻燃协效剂中的硅含量为60～65％，磷含量为6～8％。
[0019]本专利技术还提供了上述的磷硅阻燃协效剂的制备方法，包括如下技术方案。
[0020]一种上述的磷硅阻燃协效剂的制备方法，包括如下步骤：
[0021](1)将所述磷酸硅、甲基环硅氧烷、硅酸盐和交联剂在pH为7
‑
8、温度为50℃～80℃的条件下搅拌反应3小时～4小时，得到块状的磷硅预制物；
[0022](2)将所述块状的磷硅预制物干燥、粉碎、过筛，得到磷硅预制物的粉体，再与所述增效剂充分混合均匀，即得所述磷硅阻燃协效剂。
[0023]在其中一些实施例中，所述反应的搅拌速率为300rad/min～400rad/min。
[0024]本专利技术还提供了一种超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料，其具有超薄阻燃的优异效果，同时具有优异的力学性能、热力学性能和加工性能。
[0025]具体技术方案包括如下：
[0026]一种超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料，由如下重量百分比的原料制备而成：
[0027]PC粉：62～80％
[0028]ABS树脂：5.0～15％
[0029]增韧剂：3.0～6.0％
[0030]磷系阻燃剂：9～13％
[0031]所述磷硅阻燃协效剂：1～5％
[0032]抗滴落剂：0.3～0.8％
[0033]纳米银抗菌粉：0～1.5％
[0034]有机防霉剂：0～1.2％
[0035]抗氧剂：0.2～0.5％
[0036]润滑分散剂：0.2～0.5％。
[0037]在其中一些实施例中，所述超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料，由如下重量百分比的原料制备而成：
[0038]PC粉：62.8～76.7％
[0039]ABS树脂：5.0～15％
[0040]增韧剂：4.0～5.0％
[0041]磷系阻燃剂：10～12％
[0042]磷硅阻燃协效剂：1.0～3.0％
[0043]抗滴落剂：0.5～0.8％
[0044]纳米银抗菌粉：0.6～0.9％
[0045]有机防霉剂：0.4～0.7％
[0046]抗氧剂：0.2～0.4％
[0047]润滑分散剂：0.2～0.4％。
[0048]在其中一些实施例中，所述超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料，由如下重量百分比的原料制备而成：
[0049]PC粉：6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷硅阻燃协效剂，其特征在于，由磷硅预制物与增效剂制备得到；所述磷硅预制物由磷酸硅、甲基环硅氧烷、硅酸盐和交联剂反应得到；所述增效剂为纳米活性聚硅氧烷。2.根据权利要求1所述的磷硅阻燃协效剂，其特征在于，所述甲基环硅氧烷为八甲基环四硅氧烷；和/或，所述硅酸盐为蒙脱土；和/或，所述交联剂为氨基硅烷偶联剂，优选为KH
‑
550。3.根据权利要求1或2所述的磷硅阻燃协效剂，其特征在于，所述磷酸硅、甲基环硅氧烷、硅酸盐和交联剂的质量比为1：2.5
‑
3.5：2.5
‑
3.5：0.4
‑
0.6；和/或，所述磷硅预制物与增效剂的质量比为100：0.8
‑
1.2。4.根据权利要求1或2所述的磷硅阻燃协效剂，其特征在于，所述磷硅阻燃协效剂中的硅含量为45～75％，磷含量为5～15％；优选地，所述磷硅阻燃协效剂中的硅含量为60～65％，磷含量为6～8％。5.一种权利要求1
‑
4任一项所述的磷硅阻燃协效剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将所述磷酸硅、甲基环硅氧烷、硅酸盐和交联剂在pH为7
‑
8、温度为50℃～80℃的条件下搅拌反应3小时～4小时，得到块状的磷硅预制物；(2)将所述块状的磷硅预制物干燥、粉碎、过筛，得到磷硅预制物的粉体，再与所述增效剂充分混合均匀，即得所述磷硅阻燃协效剂。6.一种超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，由如下重量百分比的原料制备而成：PC粉：62～80％ABS树脂：5.0～15％增韧剂：3.0～6.0％磷系阻燃剂：9～13％磷硅阻燃协效剂：1～5％抗滴落剂：0.3～0.8％纳米银抗菌粉：0～1.5％有机防霉剂：0～1.2％抗氧剂：0.2～0.5％润滑分散剂：0.2～0.5％；所述磷硅阻燃协效剂为权利要求1
‑
4任一项所述的磷硅阻燃协效剂。7.根据权利要求6所述的超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，由如下重量百分比的原料制备而成：PC粉：62.8～76.7％ABS树脂：5.0～15％增韧剂：4.0～5.0％磷系阻燃剂：10～12％磷硅阻燃协效剂：1.0～3.0％
抗滴落剂：0.5～0.8％纳米银抗菌粉：0.6～0.9％有机防霉剂：0.4～0.7％抗氧剂：0.2～0.4％润滑分散剂：0.2～0.4％；优选地，所述超薄无卤阻燃PC/ABS合金材料由如下重量百分比的原料制备而成：PC粉：68.8～75.3％ABS树脂：5.0～10％增韧剂：4.0～5.0％磷系阻燃剂：10～11％磷硅阻燃协效剂：2.0～2.5％抗滴落剂：0.5～0.8％纳米银抗菌粉：0.8～0.9％有机防霉剂：0.6～0.7％抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：何迎新，刘显勇，谢平，谢冠春，
申请(专利权)人：广东中塑新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：