[发明专利]一种磷系协效阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于无卤阻燃PC/ABS合金材料，具体涉及到一种磷系协效阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯 (PC)是分子链重复结构单元为碳酸酯型的聚合物。PC具有冲击强度高、抗蠕变性和尺寸稳定性好、耐热、透明、吸水率低、无毒、介电性能优良等优点，在电子电气、汽车工业、医疗器械、建筑和照明用具以及许多高新技术领域如航空、航天、电子计算机、光纤等领域用途广泛；然而，PC也存在加工流动性差、易应力开裂、对缺口敏感、容易磨损、耐化学药品性差、价格偏高等缺点，这些缺点使它在许多领域的应用受到限制。

ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或丙烯腈/苯乙烯的共聚物和苯乙烯/丁二烯共聚物的共混物，英文名称是Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS)，它是丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中丙烯腈占15%-35%，丁二烯占5%-30%，苯乙烯占40-60%。随着三种成分比例的变化，PC/ABS树脂的物理机械性能随之改变的性能介于通用塑料与工程塑料之间，其抗冲击性能良好，流动性优良，但其耐热性和耐候性差，力学性能不够理想，故导致其应用受限。

 PC/ABS的合金可以克服两种原料自身的缺点，发扬对方的优点，将两者共混后，其一可以提高PC/ABS的耐热性、冲击和拉伸强度，其二可以降低聚碳酸酯熔体粘度，改善加工性能，降低PC缺口敏感性，改善了PC应力开裂状况，降低了生产成本。特别是由于PC/ABS合金提供了更好的总体成本和优良的低温缺口冲击强度使得PC/ABS合金得到迅速发展和应用，其发展速度超过了ABS和PC的其它合金的发展速度。整体优越的耐热性、强度和加工性是PC/ABS合金得以迅速发展的原因，因此PC/ABS合金具有更加广阔的应用市场 

PC/ABS合金材料已在汽车工业中得到广泛应用，如用来制作仪表板、保险杠、车身外板、内外装饰件等部件，也可用于办公机器如复印机、打字机和计算机等。 近年来，为了满足在电子，电气产品等应用领域防火安全的特殊要求，PC/ABS合金必须兼具有优异的阻燃性能， PC/ABS合金的阻燃技术成为人们研究的热点。随着人们对环保及安全的呼声日益高涨，对材料环境友好性要求越来越高。而目前常用的十溴联苯醚等卤系阻燃剂在材料热裂解及燃烧时会产生有毒性、腐蚀性气体及大量烟雾而污染环境，造成二次公害，欧盟2003年出台的ROHS及WEEE两个指令的颁布更是限制了传统卤系阻燃 PC/ABS合金在很多行业中的应用。因而在阻燃材料无卤化呼声日渐高涨的形势下，国内外研究者开始将各类无卤阻燃剂应用于PC/ABS合金，以期获得少烟、低毒、高效环保绿色的无卤阻燃PC/ABS合金产品。

目前，PC/ABS合金的无卤阻燃体系包括含磷系、氮系、硅系阻燃剂、无机阻燃体系和膨胀阻燃体系。氢氧化铝和氢氧化镁是最为常用的两种无机阻燃剂，具有无毒、抑烟、价格低廉等优势，但是无机粉末填料的阻燃效率较低，添加量达到40%以上才有可能达到UL94V-0阻燃等级，另外无机阻燃剂与PC/ABS合金相容性差，大量无机填料使得PC/ABS合金树脂中材料的力学性能下降严重，外观和加工性能和电性能急剧恶化。膨胀阻燃体系主要包括酸源、炭源以及气源三要素，其中以聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺为代表，具有无毒、抑烟等优点，但季戊四醇存在渗出性和水溶性的问题，而且膨胀阻燃体系与聚合物不相容，加入后还会降低聚合物的力学性能和耐水性，所以膨胀阻燃体系在PC/ABS的应用也受到限制。

在传统的磷系阻燃体系中，三苯基磷酸酯(Triphenyl phosphate，TPP)及其衍生物应用在PC/ABS合金时，由于TPP的挥发温度比PC/ABS合金的加工温度低，造成了TPP在PC/ABS合金加工过程中易挥发渗出。在TPP基础上改进的叔丁基磷酸三苯酯比TPP阻燃性能更为优越，它是一种液态阻燃剂，在树脂中持久性和水解稳定性更佳，且不易产生表面应力龟裂，但其仍具有较高的挥发性。季戊四醇螺环磷酸酯(PSDPP) 在PC/ABS合金中阻燃效率极高，仅添加质量分数3.8%的PSDPP和质量分数3.5%的TPP就足以使PC/ABS合金达到V-0级。但季戊四醇螺环磷酸酯阻燃剂具有较高的挥发性和水溶性 ，使其难以在PC/ABS合金中得到应用。