[发明专利]膨胀型阻燃增强PC/ABS合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种膨胀型阻燃增强聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯合金及其制备方法。

背景技术

高分子材料中，PC/ABS(聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)合金是一种综合性能较好的工程塑料，兼有PC和ABS的优点，既具有优良的机械性能和热性能，又具有成形性好，耐应力开裂能力好的特点，适合于成型大型薄壁的制件。因此，PC/ABS合金广泛应用于汽车、电子电气、办公和通讯设备等领域。近年来，为了满足在应用领域(特别是电子、电气产品)防火安全的特殊要求，PC/ABS合金的阻燃技术成为人们研究的热点。但随着科技的进步，对材料环境友好性的要求越来越高，传统的卤系阻燃带来的危害日益明显。阻燃剂是一种重要的高分子材料助剂，已报道的品种很多。因优异的性价比，溴系阻燃剂是目前全球产量最大的有机阻燃剂之一，但是用溴系阻燃剂阻燃的高聚物燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体，且使被阻燃基材的抗紫外线稳定性降低。

中国专利文献CN102061077A公开了一种PC/ABS合金的改性方法，属于高分子材料改性加工工艺。本发明提供一种无卤阻燃PC/ABS合金的制备方法方法，使PC/ABS合金拥有UL94V-0级阻燃性能的同时还保持优良的力学性能。该发明由如下组分组成，各组分按照质量份配比：PC树脂60～70、ABS树脂10～25、磷酸酯类阻燃剂8～12、阻燃协效剂0.5～3、增韧剂3～10、相容剂2～5、抗氧剂0.2～0.4。将各组分共混挤出所制备的改性PC/ABS合金阻燃效率高，并且力学性能优良、无卤无毒、对环境无污染，可广泛用作汽车和电子电器材料。

中国专利文献CN103509321A公开了一种阻燃性PC/ABS合金材料及其制备方法。PC/ABS合金是一种性能优良、加工容易、物美价廉、极具商业化价值的热塑性工程塑料合金近5年，PC/ABS合金的产量每年都以10％左右的速度增长，已经成为世界上销售量最大的商业化聚合物合金，广泛地应用于汽车工业、家用电器和办公设备等领域。为了满足应用领域中防火安全要求，PC/ABS合金必须兼具有良好的阻燃性。该发明能够明显提高PC/ABS合金材料的阻燃性能，使其阻燃等级达到UL94V-0。

但是上述专利中没有获得即阻燃又增强而且获得良好热性能的PC/ABS合金。因此，在保持聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯合金的热性能，如何提高其机械性能和阻燃性能成为本领域研究的热点。但是关于一种新型膨胀型阻燃增强PC/ABS合金及其制备方法目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型膨胀型阻燃增强聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯合金。

本发明的另一个目的是提供聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯合金的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯合金采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：聚碳酸酯40-60、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯10-25、增韧剂1-10、相容剂3-10、玻璃纤维10-20、阻燃剂10-20、抗氧剂0.1-0.5。

作为优选的实施方式，原料采用以下组分及重量份含量：聚碳酸酯55，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯15，增韧剂2-6，玻璃纤维10-20，阻燃剂10-20，抗氧剂0.1-0.5。

所述的增韧剂选自乙烯辛烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、乙烯丙烯共聚物或苯乙烯丁二烯共聚物中的至少一种。

所述的阻燃剂为膨胀型阻燃剂，由聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯按质量比为20∶80～80∶20，优选为50∶50组成的混合物。所述的聚氨基环三磷腈是通过六氨基环三磷腈加热缩聚制得，其主要元素含量约为：P43％；N51％；H3.7％；C12％。三(2-羟乙基)异氰尿酸酯是从市场买的。所述的聚氨基环三磷腈的合成，包括如下步骤：将34.8g(0.1mol)六氯环三磷腈和300mL甲苯加入500mL三口烧瓶中，用冰盐水浴冷却至0℃左右，于搅拌下通入氨气反应12h后过滤，滤饼晾干后得白色粉末状固体-氨基环三磷腈与副产物氯化铵的混合物。将以上混合物置于干燥箱中，于178～182℃缩聚0.5h后取出，放入空气中冷却至室温。加入30mL去离子水溶解10min，过滤，滤饼用30mL×2去离子水洗涤两次，再于105-110℃干燥至恒重得产品。经分析，产品氯含量为2.05％，磷含量为43.38％，氮含量为50.89％，氢含量为3.68％，溶解度为1.05g/100mL水。