[发明专利]一种耐候无卤阻燃聚碳酸酯合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种耐候无卤阻燃聚碳酸酯合金材料及其制备方法。所述合金材料包括：聚碳酸酯、苯乙烯‑丙烯腈基二元或三元共聚物、改性氧化石墨烯耐候无卤阻燃剂，和任选地加工助剂。所述改性氧化石墨烯耐候无卤阻燃剂包含：氧化石墨烯基体、苯并三氮唑基团、苯基膦酸基团。本发明中的合金材料同时具有优异的阻燃性能和耐候性能，并可同时提高热变形温度和保持力学强度不下降。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，涉及一种耐候无卤阻燃聚碳酸酯合金材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯是五大工程塑料之一，分子链中同时具有柔性的碳酸酯链和刚性的苯环结构。它具有良好的力学性能、热性能、透明性以及阻燃性能，其机械强度高、耐冲击韧性好、尺寸稳定、耐热较好、电绝缘性好。但聚碳酸酯加工黏度大，加工困难；对缺口敏感，易发生应力开裂等缺陷。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是以苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)为连续相、聚丁二烯接枝物(PB)为分散相的混合体系。聚碳酸酯/(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)共聚物(聚碳酸酯/ABS)合金以其优良的抗冲性、抗应力开裂、耐热以及尺寸稳定性，已广泛应用于办公设备和汽车零部件。

聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性能，但ABS的加入会降低其阻燃性，而阻燃剂的引入又会使合金的力学性能降低。阻燃聚碳酸酯/ABS合金可以使用卤/锑类、磷酸酯类、磷/卤类等阻燃剂。目前，无卤类阻燃剂特别是磷酸酯类阻燃剂在行业中应用最多。中国发明专利CN103467958B、CN106893300B、CN107474510B和CN102061077B均使用磷酸酯类阻燃剂以实现聚碳酸酯/ABS合金的阻燃性能，然而过量磷酸酯类阻燃剂的加入在提高阻燃性能的同时会降低热变形温度(HDT)，对体系的耐候性也没有明显的增益效果。

ABS中的聚丁二烯组分会显著降低体系的耐候性，对阻燃效果造成影响。为了提高耐候性，有时又会使用ASA代替ABS以提高耐候性能。ASA树脂是一种由丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸橡胶组成的三元聚合物。当ASA含量＞30％，阻燃达不到V0等级；当ASA含量较低时，耐候性较差，需增加抗UV助剂。中国发明专利CN111073252B将ASA、高含量钛白粉、抗紫外剂的功能相结合，同时加入无卤磷酸酯类液体阻燃剂BDP(双酚A-双(二苯基磷酸酯))，通过熔融混合的手段开发出一种可用于室外使用的无卤阻燃聚碳酸酯/ASA材料，然而高含量的钛白粉的加入会大大降低体系的力学性能。中国发明专利CN104004338B通过加入自制环氧树脂EP-E51和共聚聚丙烯(PPR)制备了一种耐水解抗静电聚碳酸酯/ASA合金，但该技术的不足之处在于不具有阻燃性能，而且即使加入阻燃剂后可以改善其阻燃性能但却无法解决阻燃剂加入后带来韧性下降的新问题，不适合作为户外电子电器设备保护外壳的材料。

中国发明专利CN109321113A以氧化石墨烯和苯并三唑为原料制备了一种苯并三唑改性氧化石墨烯光稳定剂，以提高聚氨酯树脂的光稳定性。但该技术制备的苯并三唑改性氧化石墨烯光稳定剂无明显的阻燃性能，阻燃剂的加入会使体系相容性降低并会导致力学强度下降。

中国发明专利CN107603260A公开了一种环保阻燃氧化石墨烯改性PC复合材料，硅烷偶联剂改性后的氧化石墨烯虽然相容性较好，但无法提高体系的耐候性且拉伸强度较低。

中国发明专利CN108586810A公开了一种石墨烯基无卤阻燃抑烟剂的制备方法，虽然将阻燃用的酸源、气源以及抑烟剂通过化学反应集合到氧化石墨烯上，但无法兼顾阻燃性和耐候性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种耐候无卤阻燃聚碳酸酯合金材料及其制备方法。本发明中的合金材料同时具有优异的阻燃性能和耐候性能，并可同时提高热变形温度和保持力学强度不下降。

为了实现以上发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种耐候无卤阻燃聚碳酸酯合金材料，包含如下组分：

30-90重量份的聚碳酸酯；