[发明专利]高强度耐刮伤无卤阻燃PC/ABS复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度耐刮伤无卤阻燃PC/ABS复合材料及制备方法，包括以下按重量百分数计算的组份：PC树脂38～71％；ABS树脂10～34％；热塑性聚酯弹性体3‑5%；多芳基磷酸酯5～10％；苯基磷酸稀土盐0.5～3％；金属杂化聚倍半硅氧烷0.5～2％；碳纳米管5～15％；相容剂1～5％。本发明所述的高强度耐刮伤无卤阻燃PC/ABS复合材料兼具加工性能好、强度高、阻燃性能好、耐刮伤性优异等有点，适用于制备高强度、耐刮伤、阻燃超薄制件，可应用于笔记本电脑、平板电脑和智能手机等领域，替代昂贵笨重的金属合金在高端电子产品的使用。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体地，本发明涉及高强度耐刮伤无卤阻燃PC/ABS复合材料及制备方法。

背景技术

PC/ABS，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯(Polycarbonate)和聚丙烯腈(ABS)合金而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性，ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线(UV)等性质，颜色是无透明颗粒，可广泛使用在汽车内部零件、商务机器、通信器材、家电用品及照明设备上。然而，现有的PC/ABS复合材料在阻燃性能、耐划痕性方面尚存在不足。碳纤维可以赋予材料优秀的力学性能、良好的电磁屏蔽效应以及抗静电作用，但碳纤维的加入也给PC/ABS复合材料带来一些负面影响：一方面材料熔体黏度增大，加工难度提高，难以满足超薄制品的制作需求；另一方面，因为碳纤维所带来的“烛芯引燃”效应，对材料的阻燃性能也提出了更大的挑战。PC/ABS合金常用的无卤阻燃剂主要有磷酸酯、亚磷酸酯、金属氢氧化物、红磷、聚磷酸铵和三聚氰胺等。其中阻燃效果最为明显的是有机磷系阻燃剂。然而，其单独使用时成炭性能差、阻燃效率低、添加量大，对材料力学性能与加工性能恶化严重，难以满足碳纤维增强PC/ABS复合材料的性能要求，因此研发出一种加工性能好、力学强度高、耐刮伤性好的无卤阻燃PC/ABS复合材料就显得尤为迫切和重要。

目前，对无卤阻燃与纤维增强PC/ABS复合材料的研究已取得一定的进展，Wei等采用次磷酸铝(AHP)与乙烯‐丙烯酸甲酯‐甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EMA)阻燃增韧PC/ABS，在实现高效阻燃的同时保持基体的力学性能不受太大影响，但流动性能出现明显恶化，不利于加工(Wu N,Lang S.Flame retardancy and toughness modification offlame retardant polycarbonate/acrylonitrile‐butadiene‐styrene/AHP composites[J].Polymer Degradation and Stability,2016,123:26‐35.)；

中国发明专利申请CN103013089A公开了一种阻燃玻纤增强PC/ABS复合材料及其制备方法，提出添加适量N,N乙撑双硬脂酸酰胺和芥酸酰胺作为内外润滑剂和防玻纤外漏剂，实现两者的协同作用，使纤维分散均匀，提高了材料的力学性能，但玻纤恶化了PC/ABS复合材料的流动性，无法用于制备超薄制件；魏芬芳等考虑到提高流动性对改性PC/ABS的重要性，以磷酸三苯酯(TPP)为阻燃剂，并复配苯乙烯‐马来酸酐共聚物和甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物等加工助剂，研制出一种具有良好流动性无卤阻燃PC/ABS(魏芬芬,谢世平.高流动性无卤阻燃PC/ABS合金的制备[J].山东化工,2014,7:017.)。但TPP对PC/ABS力学性能的恶化非常严重，并且TPP分解温度较低，在加工过程中易挥发和降解。

以上与PC/ABS合金增强、阻燃相关的现有技术都无法兼顾阻燃性能、力学性能与加工性能之间的平衡，难以应用于超薄电子制件、轻量化构件中。目前，国内外尚未发现兼具高流动性、高刚性、耐刮伤性优异和高阻燃性能的PC/ABS混合物的研究报导。因此，如何制备高流动性高刚性无卤阻燃PC/ABS混合物具有重要的社会意义和巨大的经济效益。

发明内容