[发明专利]一种高效阻燃的塑料合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子塑料合金材料领域，具体涉及一种采用无卤阻燃剂的塑料合金及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料合金，即PC/ABS塑料合金是较早实现工业化生产的一种聚碳酸酯改性产品，是一种重要的工程塑料合金。PC/ABS塑料合金兼有PC和ABS两方面的优点，具有良好的耐冲击性能和耐热性的同时，更具良好的流动性能。由于PC熔点高，加工流动性差，制品易应力开裂，对缺口敏感性强，价格高。将ABS树脂与PC树脂共混，一方面提高了ABS的耐热性能和力学性能，另一方面降低了PC成本和熔体粘度，提高了流动性，改善其加工性，减少制品内应力残留和制品厚度的敏感性，所制得的共混合金性能介于ABS和PC之间，即具有较高的冲击强度、挠曲性、刚性和耐热性，并改善了耐化学品性和低温韧性，热变形温度可比ABS高20℃左右。PC/ABS合金中的PC虽本身具有一定的阻燃性，其氧指数可达25左右，可通过UL94V-2标准检验(即检测自熄效果)，但PC与ABS组合后其阻燃性能大大降低，故要满足现在许多电子电器产品元器件所要求的UL94V-0等级标准，还需进一步对PC/ABS塑料合金添加各种阻燃剂改性来实现。

对PC/ABS塑料合金进行阻燃改性引入的阻燃剂中，目前用量很大、阻燃性较高并对合金材料力学性能影响较小的是卤系阻燃剂，包括氯系和溴系阻燃剂，但卤系阻燃剂在燃烧过程中会释放出大量的有毒气体和烟，特别是二噁英等强烈的致癌物质，会对环境造成污染并威胁到人们的身体健康。因此，当前采用无卤阻燃剂代替含卤阻燃剂已成为一种必然的趋势。应用于PC合金的无卤阻燃剂主要有磷系、硼系、磷-氮系等。目前大量应用于PC合金的无卤阻燃剂基本全都是磷酸酯系的阻燃剂，但是往往需要在合金中加入大量的磷酸酯以获得高的阻燃性，然而这些磷酸酯的加入会很大程度上降低材料的力学性能和耐热性，同时由于磷酸酯大多为小分子，常温下是液体或熔点较低的固体，存在析出和分散不均的问题，通常还需要添加专门的液体进料装置或蠕动泵，这样无疑增加了生产成本和工序复杂。

发明内容

本发明为了解决现有的技术问题，同时为降低生产成本，简化工艺流程，提供了一种高效阻燃性、优异力学性能和耐热性能，并采用无卤阻燃剂的塑料合金及其制备方法，所述塑料合金产品可广泛应用于环保要求高的汽车部件、电子电器外壳、办公机械、医疗器械等。

本申请人通过研究发现无卤阻燃剂中以磺酸盐类阻燃效率最高，添加不到1％即可满足材料使用要求，但由于添加量太少存在分布不均，混合反应难的问题，为克服以上问题，本申请人通过科学采用合理配比的原料成分，改进生产设备和工艺，生产出的无卤阻燃剂的塑料合金，具有同类产品不能具有的显著优点。

本发明提供一种高效阻燃塑料合金的生产方法，包括步骤：

1)将45-80重量份的聚碳酸酯粉料、10-20重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料粉料分别烘干3-4小时；

2)再将所述聚碳酸酯粉料、所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料粉料、0.1-0.2重量份的苯磺酰基苯磺酸钾、2-5重量份的苯乙烯-马来酸酐共聚物都倒入卧式搅拌机内混合搅拌10-15分钟；

3)最后加入8-10重量份的磷酸酯混合搅拌，倒入挤出机加热熔融，拉丝冷却挤压造出所述高效阻燃塑料合金颗粒。

作为一种改进，在步骤2中加入0.01-0.2重量份的硅氧烷混合搅拌。还可为提高产品某项性能，加入以下任意一种或多种催化量的助剂：抗氧剂、紫外线吸收剂、脱模剂。

所述高效阻燃塑料合金的生产方法中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料为高橡胶相的共聚物，其氧指数为16，堆积密度为0.4-0.5g/cm3，胶含量60-70％，粒径＜1.00MM，其成分和重量含量为：

丙烯晴                   10-14％

高橡胶相的丁二烯         60-70％

苯乙烯        26-30％。

进一步，将上述混合均匀的原料倒入到平行同向双螺杆挤出机中进行加热熔融时，控制反应温度呈梯阶式升高，从第一进料口到出料口依次分为六个温度区间，且这六个区间温度分别为：一区温度210-220℃，二区温度221-230℃，三区温度231-235，四区温度236-245℃，五区温度246-255℃，六区温度256-260℃。生产时控制挤出机熔体压力248℃，2.8mPa，主机转速：345r/min，主机电流120-130A。如此逐渐梯阶式加温就能避免高分子材料在料筒中因高速旋转的双螺杆摩擦发热而产生热降解。