專利名稱：：一種無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金的制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種高分子合金的制備方法，特別是一種無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金的制備方法。
背景技術：
：雙酚A型聚碳酸酯(PC)具有優良的沖擊韌性、電絕緣性，使用溫度范圍廣，制品尺寸穩定。作為一種綜合性能良好的工程塑料，廣泛用于機械工業中的零部件制造及電工方面的絕緣材料。但聚碳酸酯也存在易應力開裂，對缺口敏感，耐磨性及加工流動性差等缺陷。現工程上多用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)與PC共混從而提高材料的熱變型溫度和沖擊強度。PC/ABS是最早工業化生產的聚碳酸酯改性產品，具有PC和ABS樹脂兩者的綜合特性。如ABS樹脂的易加工性和PC的優良機械特性和熱穩定性。同時，該混合材料還顯示了優異的流動特性。CN1807506公開了一種自熄型無鹵阻燃PC/ABS合金，包含以重量份記的如下成分4095份的芳香族聚碳酸酯或聚酯碳酸酯；560份用硅樹脂改性的ABS接枝共聚物；120份磷氮系膨脹型阻燃劑。該組合物通過硅樹脂與ABS接枝共聚物通過熔融反應嫁接制得硅樹脂改性的ABS接枝共聚物，并與其它二種材料共混后擠出所制備的。合金阻燃效果好，可以達到UL94-V0級，但過程較為繁瑣，且添加量大，對材料的力學性能有較大影響。CN10108卯45A公開了一種無鹵無磷阻燃PC/ABS合金材料及其制備方法。其配方為聚碳酸酯65.591.2%;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物617%;相容劑1.04.0%;阻燃劑聚四氟乙烯0.31.5%;有機硅阻燃劑1.08.0%;二苯基砜磺酸鹽0.11.0%;抗氧劑0.11.0%;潤滑劑0.22.0%;以上百分數是重量百分比。該發明的優點在于做到了無鹵無磷阻燃PC/ABS合金，并可以達到UL94-V0級。而缺點在于，其適用的范圍較窄，艮卩PC/ABS合金中ABS組分的含量不能超過17%;并且隨著ABS組分的增加，各種阻燃劑和添加劑的用量都要進一步增加，當阻燃ABS組分為17。/。的PC/ABS合金時，阻燃劑和其他添加劑的總用量達到了17%以上，這對于PC/ABS合金的力學性能有較多的惡化，并且成本也隨之提高。
發明內容本發明的目的是提供一種制備電器用的加工耐熱性更好、流動性更高、更安全環保、力學性能更優的無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金的制備方法。本發明一種無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金的制備方法如下，以下均以重量份表示將20-99份聚碳酸脂、80-1份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、0.1-1份聚四氟乙烯、0.01-4.5份磺酸鹽系阻燃劑、0.01-5份有機硅系阻燃劑和0.01-5份納米助劑在85-105匸下烘干4-8小時，再混合均勻，加入雙螺桿擠出機，在230-25(TC下以每分鐘200-240轉的轉速擠出，冷卻、干燥、切粒，得到一種無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金；其中聚碳酸酯為雙酚A型芳香族聚碳酸酯，其熔融指數為2-30g/10min;丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物熔融指數為2-20gA0min;聚四氟乙烯為含20wtQ/Q-50wt。/。聚丁二烯橡膠成分的聚四氟乙烯，表觀密度為0.80-0.90g/ml，平均粒徑為300-60(Hun;磺酸鹽系阻燃劑為全氟丁基磺酸鉀、全氟丁基磺酸鈉或二苯基砜磺酸鉀；有機硅系阻燃劑為超高分子量聚二甲基硅氧垸，分子量為10萬到200萬；納米助劑為聚有機倍半硅氧烷或有機蒙脫土。本發明一種無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金的制備方法中采用了磺酸鹽系阻燃劑、有機硅系阻燃劑以及納米助劑復配，形成多種阻燃劑共同作用的協效體系。最終得到的合金在垂直燃燒實驗中表現出自熄、無熔滴、有厚實碳層的效果，能夠達到UL94V0到VI級。本發明采用的復配體系中，磺酸鹽系阻燃劑起到促進PC/ABS合金交聯，增加成炭速量的作用；有機硅系阻燃劑的加入可以在PC/ABS合金的表面生成特有的含Si-O鍵和Si-C鍵的均質無機保護層，同時增加成炭量，抑制燃燒；而納米助劑可以降低燃燒熱，延遲燃燒，并增加交聯，提高合金力學性能。與已經公開的相關產品相比，本發明具有以下特點其一，PC/ABS合金中阻燃劑添加量極少，總添加量不超過5%，而以往公開的相關產品的阻燃劑添加量都要在10%-20%，或更多。如CN10108卯45A中有的配方中阻燃劑添加量多達17%以上。其二，合金本身性能良好。這一方面由于阻燃劑總添加量極少，對PC/ABS合金的力學性能惡化也少；另一方面，配方中選用的納米助劑，除起到阻燃劑作用外，還被發現有增強PC/ABS合金力學性能的作用，所以添加含納米助劑的復配阻燃劑的PC/ABS合金的力學性能甚至不亞于未添加阻燃劑的PC/ABS合金的力學性能。其三，本發明的配方中PC和ABS的配比可變范圍廣。CN101089045A中ABS含量的上限為17%，而本發明中ABS組分的含量可以很高，如下文實施例4中ABS組分含量在70%，也可以有出色的阻燃效果，達到UL94VI級，解決了一直以來ABS組分含量大于50%的PC/ABS合金不易阻燃的難題。這拓寬了PC/ABS合金的適用范圍，尤其是在電器制造領域和數字
技術領域：
更具有優勢。圖1是實施例1-3和對比例1得到產品的熱重分析圖。具體實施例方式下面的實施實例是對本發明的進一步說明，而不是限制本發明的范圍。以下實施例使用的物料如下聚碳酸酯(PC):PC201國15，LGDOWPolycarbonate股份有限公司，熔融指數15g/10min;ABS樹脂TerluranGP22，BASF公司，熔融指數20g/10min;聚四氟乙烯(PTFE):TF1645,Dyneon，美國3M公司，聚丁二烯含量為50wt%，表觀密度為0.83g/ml，平均粒徑450pm;有機硅系阻燃劑是超高分子量聚二甲基硅氧烷(PDMS):Silicones,RM4-7051,Dowcoming亞洲公司，相對分子量為50萬；磺酸鹽系阻燃劑全氟丁基磺酸鉀(PPFBS):FR-2025,美國3M公司；納米助劑使用的是聚有機倍半硅氧烷(POSS):美國HybridPlastics公司；有機蒙脫土(n-MMT):NanolinDK2，浙江豐虹粘土化工有限公司。以下實施例使用的性能測試方法如下-拉伸性能ASTMD638標準，拉伸速度50毫米/分鐘。IZOD缺口沖擊強度ASTMD256標準，3.2毫米厚的試樣。阻燃性能(垂直燃燒)美國UL-94測試標準。實施例1-4:按表l中的配方，將幾種原料在鼓風干燥箱中10(TC下烘干4-8小時，然后通過雙螺桿擠出機在230-250。C下以每分鐘200-240轉的轉速擠出，冷卻、干燥、切粒，得到無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金。之后將PC/ABS合金在鼓風烘箱中于IO(TC干燥4-8小時后經塑料成型注射機在240。C制成標準試樣，在50%相對濕度、23。C放置24小時后測試性能。性能測試結果見表2。對比例l:按表1中的配方，將PC、ABS在鼓風干燥箱中IO(TC下烘干4-8小時，然后通過雙螺桿擠出機在230-25(TC下以每分鐘200-240轉的轉速擠出，冷卻、干燥、切粒，得到無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金。之后將PC/ABS合金在鼓風烘箱中于IO(TC干燥4-8小時后經塑料成型注射機在240'C制成標準試樣，在50%相對濕度、23'C放置24小時后測試性能。性能測試結果見表2。表l:實施例和對比例的配方<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2:實施例和對比例的性能測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由實驗結果，PC本身燃燒性能即可達到V-2級，而ABS和PC/ABS共混物(對比例1)燃燒都非常劇烈；而實施例1可產生很厚的碳層，但有熔滴，且出現自熄所需時間較長，達不到V-2級別。實施例2、4都能有效抑制熔滴、并有自熄，可以達到V-1級；而實施例3效果最好，自熄時間短，可以達到V-O級。表3實施例1-3和對比例熱重分析數據<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從實施例1-3和對比例的TGA曲線(見說明書附圖1)以及實施例1-3和對比例1的TGA數據(表3)，我們可以看出，實施例1的殘碳量比對比例1略有增加，實施例2、3的降解比對比例提前發生，且殘碳量都有增加，其中實施例3的殘碳量明顯高于其他。權利要求1、一種無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金的制備方法，其特征在于制備方法如下，以下均以重量份表示將20-99份聚碳酸脂、80-1份ABS樹脂、0.1-1份聚四氟乙烯、0.01-4.5份磺酸鹽系阻燃劑、0.01-5份有機硅系阻燃劑和0.01-5份納米助劑在85-105℃下烘干4-8小時，混合均勻，加入雙螺桿擠出機，在230-250℃下以每分鐘200-240轉的轉速擠出，冷卻、干燥、切粒，得到一種無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金；其中聚碳酸酯為雙酚A型芳香族聚碳酸酯，其熔融指數為2-30g/10min；丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物熔融指數為2-20g/10min；聚四氟乙烯為含20wt％-50wt％聚丁二烯橡膠成分的聚四氟乙烯，表觀密度為0.80-0.90g/ml，平均粒徑為300-600μm；磺酸鹽系阻燃劑為全氟丁基磺酸鉀、全氟丁基磺酸鈉或二苯基砜磺酸鉀；有機硅系阻燃劑為超高分子量聚二甲基硅氧烷，分子量為10萬到200萬；納米助劑為聚有機倍半硅氧烷或有機蒙脫土。全文摘要本發明公開了一種無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金的制備方法，以下均以重量份表示將20-99份聚碳酸脂、80-1份ABS樹脂、0.1-1份聚四氟乙烯、0.01-4.5份磺酸鹽系阻燃劑、0.01-5份有機硅系阻燃劑和0.01-5份納米助劑在85-105℃下烘干4-8小時，混合均勻，加入雙螺桿擠出機，在230-250℃下以每分鐘200-240轉的轉速擠出，冷卻、干燥、切粒，得到一種無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金。本發明采用了磺酸鹽系阻燃劑、有機硅系阻燃劑以及納米助劑復配，形成多種阻燃劑共同作用的協效體系，得到的合金無鹵、阻燃劑總添加量極少，在垂直燃燒實驗中表現出自熄、無熔滴、有厚實碳層的效果，能夠達到UL94V0到V1級。具有阻燃效率高、機械性能好、環境友好的特點。文檔編號C08L69/00GK101445653SQ20081020439公開日2009年6月3日申請日期2008年12月11日優先權日2008年12月11日發明者黨曉容,勇張,琳齊申請人:上海交通大學