[发明专利]耐热无卤阻燃PC/ABS制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种高分子改性技术领域的材料及方法，具体是一种耐热无卤阻燃PC/ABS制备方法。

背景技术

PC/ABS是聚碳酸酯(PC)与苯乙烯‐丁二烯‐丙烯腈共聚物的(ABS)的共混合金材料。它同时具备PC高耐热性，优异的韧性，良好的尺寸稳定性和ABS树脂所具有的良好加工性能，可广泛应用于电子，电器和汽车制造业。然而，PC/ABS阻燃性能较差，为满足PC/ABS合金在电子、电气开关、电器等领域的应用，必须提高其阻燃性能。近年，人们的环保和安全意识越来越高，对阻燃塑料的环境友好性要求越来越高。近年来环保型PC/ABS阻燃合金，特别是高耐热无卤阻燃PC/ABS的开发已成为当今世界各大公司以及科学工作者们研究的一个热点。

目前，PC/ABS合金的阻燃体系包括含有卤和无卤两大体系。有卤体系主要是溴‐锑协效阻燃剂，如十溴联苯醚、四溴双酚A、八溴醚、溴代环氧树脂齐聚物等溴系阻燃剂与三氧化二锑联用，可达到良好的阻燃效果，而且阻燃材料可获得较高的热变形温度。但溴‐锑阻燃体系在成型过程中往往存在加工稳定性差，物料容易发生剪切变黄，热分解(银丝、气体灼烧)，导致成型温度区域变窄、制品外观和使用性能下降等问题，尤其是点浇口设计的制品。特别地，该类阻燃剂在阻燃过程中，会释放出大量的HBr等有毒气体和多溴代噁烷类致癌物质，是非常不环保的。

无卤体系包括：无机阻燃体系，膨胀阻燃体系，磷系、硅系阻燃剂。无机阻燃剂，如氢氧化铝和氢氧化镁是最为常用的两种，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。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。

硅系阻燃剂(聚硅氧烷共聚物，有机硅氧烷，苯甲基硅酮，和硅酮树脂等)，具有高效、低毒、无污染、发烟少，对树脂的力学性能损伤也较小而备受重视，然而硅系阻燃剂价格昂贵，仅适合特殊领域使用。

在传统的磷系阻燃体系中，如：三苯基磷酸酯(TPP)在3：1的PC/ABS共混合金中添加13.5份就可以达到V‐0级，然而由于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。TPP因具有较差的抗水解稳定性，添加有该类阻燃剂的PC/ABS在挤出加工过程中，造成PC降解致使材料的力学性能和热稳定性大幅度下降。双酚A双(二苯基磷酸酯)BDP的添加量达到12％，外加一定量的聚四氟乙烯(PTFE)同样可使PC/ABS合金的阻燃达到V‐0级。间苯二酚双(二苯基磷酸酯)RDP的添加量为8‐12％，并且外加0.5份的抗滴落剂PTFE即可满足阻燃要求，然而上述的磷酸酯类阻燃剂在实现良好阻燃性的同时，却大幅度牺牲材料的热变形温度，限制材料的应用。例如80份PC含量的无卤阻燃PC/ABS的HDT(1.82MPa)为80℃左右，85份PC含量的无卤阻燃PC/ABS的HDT为87℃左右，即使95份PC含量的无卤阻燃PC/ABS的HDT也就只有105℃左右。

红磷同样是一种高效的无卤阻燃剂，但它也存在缺点，如在空气中易氧化变质、可释放出毒性气体磷化氢、与高分子树脂的相容性差、易迁移，此外，其本身的紫红色对制备浅颜色塑料制品有局限性。

次磷酸金属盐，如次磷酸钙是非常有效的无卤阻燃剂，当与氮系阻燃剂，如三聚氰胺氰脲酸盐，磷酸三聚氰胺等复配使用在聚酯复合材料领域可获得满意的阻燃效果，同时对材料的耐热性能影响较小。但当次磷酸金属盐直接用于阻燃PC/ABS合金时，会发生强烈的水解作用而造成聚碳酸酯显著降解，导致制品表面存在大量的银丝，发泡等不良现象。

基于以上种种分析，目前制备高耐热无卤阻燃PC/ABS模塑物，仍然是一种非常具有挑战性的研究课题。