无卤复合阻燃PC/ABS合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤复合阻燃PC/ABS合金及其制备方法。其合金由包括如下重量份的原料制成：含有阻燃母粒的聚碳酸酯50～90份；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）8～40份；聚硼硅氧烷2～8份；聚四氟乙烯0.1～1.5份。所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成：PC95～99份；磺酸盐类阻燃剂1～5份。本发明专利技术阻燃性能优良，力学性能好，绿色环保，适用于电子、电器、汽车等应用领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子合金材料及其制备
，尤其涉及一种无卤复合阻燃PC/ABS合金及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯/丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯共聚物合金(PC/ABS合金)是ー种重要的エ程塑料合金，该合金同时具有聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯共聚物(ABS) 二者的优良性能。共混合金的耐热性、冲击强度以及拉伸強度优于ABS;同时其熔体粘度比PC低，加工性能比PC好，制品内应カ和冲击强度对制品厚度的敏感性都大大降低，尺寸稳定性好，特别适合于薄壁制品的制造。因此近年来PC/ABS合金在汽车、电器、办公设备、通讯 器材等多个领域有广泛的应用。然而，PC/ABS合金材料由于自身结构的局限性，其阻燃性能较差。PC本身具有一定的自熄性，有较好的阻燃性能，但ABS是ー种易燃的高分子材料，其氧指数较低(约为17%)，燃烧速度很快，PC与ABS共混制得的PC/ABS合金阻燃性能明显降低，不能满足许多领域的应用要求，使其应用受到了很大的限制，因此阻燃PC/ABS合金开发已成为当今阻燃研究领域的ー个热点。长期以来PC/ABS合金大多采用卤系阻燃剂，尤其是溴系阻燃剂，这类阻燃剂具有阻燃效率高，用量低等优点。但随着科技的进步，对材料环境友好性的要求越来越高，传统的卤系阻燃剂带来的危害日益突显。因此，研究开发高效环保型无卤阻燃PC/ABS合金便成为环境保护的重要课题。PC/ABS合金的无卤阻燃主要采用无机磷系、有机磷系(主要是磷酸酯类)、有机硅类阻燃剂等。如公开号为CN101173090的中国专利申请公开了一种无卤阻燃PC/ABS合金，采用磷酸酯类阻燃剂(磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯等)1(Γ18份、氢氧化镁Γ2协同阻燃PC/ABS合金，使合金材料达到UL94 (I. 6mm) V-O级，同时磷酸酯类阻燃剂还使PC/ABS合金的加工流动性得到改善。又如公开号为CN101173089的中国专利采用由磷酸酯类阻燃剂、磺酸盐和硅氧烷组成的复合阻燃剂对PC/ABS合金进行阻燃处理，获得较好的阻燃效果。在PC/ABS合金的阻燃处理中，阻燃剂的添加量较大虽然能使PC/ABS合金获得较为理想的阻燃效果，但往往会给合金材料的力学性能带来负面影响，因此，要使被阻燃材料获得理想的阻燃效果，同时保持材料良好的力学性能，研究和开发高效阻燃剂至关重要。然而，阻燃剂添加量过低，如低于O. 1%，则很难在PC/ABS合金中分散均匀，使材料的阻燃性能不稳定，因此，使阻燃剂在塑料基质中能够均匀分散是获得高性能阻燃材料的关键因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种阻燃性能好、力学性能优良、緑色环保的无卤复合阻燃PC/ABS合金及其制备方法，该无卤阻燃PC/ABS合金可广泛应用于电子电器、汽车エ业中。无卤复合阻燃PC/ABS合金，所述的合金由包括如下重量份的原料制成含有阻燃母粒的聚碳酸酯50 90份；丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯共聚物(ABS) 8 40份；聚硼硅氧烷2 10份；聚四氟こ烯O. I I. 5份；所述的含有阻燃母粒的聚碳酸酯由如下重量百分比的原料制成阻燃母粒10% 20% ；聚碳酸酯(PC)余量。所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成 PC95 99 份；磺酸盐类阻燃剂I 5份。所述的磺酸盐类阻燃剂为全氟丁基磺酸钾、全氟丁基磺酸钠或ニ苯基砜磺酸钾。无卤复合阻燃PC/ABS合金制备方法，具体包括如下本专利技术所选用的磺酸盐类阻燃剂阻燃效率高，所用添加量很少，以阻燃PC/ABS合金总量计，添加量少于1% (O. 05 O. 9%)，要将磺酸盐与PC/ABS及其它组分直接混合很难分散均匀，阻燃剂在基质中不能均匀分散将导致合金材料的阻燃性能不稳定，材料的有些部分阻燃性能优良，而有些部分阻燃性能较差，不能满足使用要求，本专利技术采用先将磺酸盐类阻燃剂以较高添加量与PC复合制成阻燃母粒，然后再将阻燃母粒按配比与PC、ABS及其它组分进行复合，实现了磺酸盐类阻燃剂在PC/ABS基质中的均匀分散，提高了合金材料的整体性能；阻燃母粒制备如下将PC和磺酸盐类阻燃剂按配比预混合后，在转矩流变仪中于250°C 270°C下混合3分钟 8分钟,制得阻燃母粒,所述的转矩流变仪中螺杆转速为50r/min 100r/min ；或将PC和磺酸盐类阻燃剂预混合后在双螺杆挤出机中于255°C 280°C熔融挤出造粒，制得阻燃母粒。本专利技术采用的另ー种阻燃剂为聚硼硅氧烷，所述的聚硼硅氧烷的有机侧基包括C1 C4的烷烃基、苯基、甲苯基、C2 C4的烯类不饱和烃基中的ー种或多种，优选聚硼硅氧烷的侧基中同时含有甲基和苯基。聚硼硅氧烷由于在分子结构中同时含有两种阻燃元素硅和硼，存在着阻燃协同效应，因而比一般的聚硅氧烷具有更为高效的阻燃性能。所述的聚硼硅氧烷中硅与硼的摩尔比为(O. 3 3): 1，优选为(O. 5 2): I。在此比例范围内聚硼硅氧烷中硅、硼元素的阻燃协同效果最好，另外，低于该比例，产物抗吸湿性差。所述的本专利技术选用的聚硼硅氧烷重均分子量< 15000 ;聚硼硅氧烷的分子量过高则与PC/ABS相容性变差，在合金中分散不均，影响材料的阻燃性能和力学性能。所述的聚硼硅氧烷的制备方法，包括以下步骤步骤(I).在水中加入こ酸或盐酸，再加入硅烷，调节PH值至I. 8 5. 0，硅烷与水的摩尔比为I :(3 20)，在60°C 90°C搅拌水解20分钟 120分钟，生成硅醇，然后加入有机溶剂形成反应溶液；所述的硅烷为ニ官能度有机硅烷R2SiX2、三官能度有机硅烷RSiX3或它们的混合物，R2SiX2或RSiX3式中的有机基R选自C1 C4的烷烃基、C2 C4的烯类不饱和烃基、苯基、甲苯基中的ー种，X为烷氧基；步骤(2).向上述反应溶液中加入硼酸，在70°C 120°C反应2小吋 10小时，减压蒸馏除去溶剤，得到聚硼硅氧烷。所述的步骤(I)中的有机溶剂选自己烷、庚烷、甲基戊烷、甲苯、ニ甲苯中的ー种或几种混合物。最后，将聚碳酸酷、阻燃母粒、丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯共聚物、聚硼硅氧烷、聚四氟こ烯在高速混合机中进行预混合，再将预混物在双螺杆挤出机上熔融挤出造粒，挤出机温度在230 255°C，转速200 240r/min。本专利技术有益效果如下在本专利技术的PC/ABS复合体系中，磺酸盐类阻燃剂在燃烧过程可以加速PC的分解速率，促进PC的交联和成炭。本专利技术采用先将磺酸盐类阻燃剂与PC复合制成阻燃母粒，然后 再将阻燃母粒按配比与PC、ABS及其它组分进行复合，使磺酸盐在基质中能够均匀分散，发挥更好的阻燃效カ。聚硼硅氧烷在燃烧过程中可以促进PC/ABS合金的交联，生成硼硅玻璃类和Si-C交联结构，在复合材料表面形成含Si和B的致密、均匀的炭层，聚硼硅氧烷与磺酸盐在PC/ABS复合体系中协同作用，在燃烧过程中促进形成更多更致密的炭层，该炭层起到良好绝缘保护层的作用，有效阻碍了氧气和热量的渗入及可燃性气体扩散到燃烧区，从而使材料的阻燃性能得到有效提高。另外，聚硼硅氧烷对PC/ABS合金起阻燃作用的同吋，对合金力学性能的负面影响很小，甚至对有的性能还有所改善。本专利技术制备的阻燃PC/ABS合金阻燃性能优良，力学性能好，绿色环保，适用于电子、电器、汽车等应用领域。具体实施例方式下面的实施例是对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
无卤复合阻燃PC/ABS合金，由包括如下重量份的原料制成：含有阻燃母粒的聚碳酸酯？？？？？？？？？？？？？50～90份；丙烯腈？丁二烯？苯乙烯共聚物？？？？？？？？？8～40份；聚硼硅氧烷？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？2～10份；聚四氟乙烯？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？0.1～1.5份；所述的含有阻燃母粒的聚碳酸酯由如下重量百分比的原料制成：阻燃母粒？？？？？？？？？？？？？？？？？？10%～20%；聚碳酸酯？？？？？？？？？？？？？？？？？？余量。

【技术特征摘要】
1.无卤复合阻燃PC/ABS合金，由包括如下重量份的原料制成含有阻燃母粒的聚碳酸酯50 90份；丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯共聚物8 40份；聚硼硅氧烷2 10份；聚四氟こ烯O. I I. 5份；所述的含有阻燃母粒的聚碳酸酯由如下重量百分比的原料制成阻燃母粒10% 20% ；聚碳酸酯余量。2.根据权利要求I所述的无卤复合阻燃PC/ABS合金，其特征在于，所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成聚碳酸酯95 99份；磺酸盐类阻燃剂I 5份。3.根据权利要求I所述的无卤复合阻燃PC/ABS合金，其特征在于，所述的聚硼硅氧烷的有机侧基包括C1 C4的烷烃基、苯基、甲苯基、C2 C4的烯类不饱和烃基中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的无卤复合阻燃PC/ABS合金，其特征在于，所述的聚硼硅氧烷的侧基中同时含有甲基和苯基。5.根据权利要求I所述的无...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文君，王雪芹，张敬礼，严旭青，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：