本發明涉及汽車用pc/abs合金材料技術領域，尤其涉及一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料及制備方法。
背景技術：
abs樹脂是一種強度髙、初性好、易于加工成型且性價比高的細性高分子材料，適用于制作一般機械零件，減磨耐磨零件，傳動零件和電器零件，但因其耐熱性與耐候性能差，力學性能差且易燃而限制了其應用。pc是一種高韌性的熱塑性樹脂，具有透明、耐熱、耐腐蝕性、沖擊強度高等優良性能。abs和pc熔融共混得到的abs/pc共混物具有易加工、低溫韌性好、優良的耐沖擊性和良好的耐熱性，因而作為重要的商業材料被應用于許多加工成型領域。
abs/pc共混物以其優良性能在汽車工業中應用廣泛尤其是電鍍abs/pc合金，但作為汽車用材料，其阻燃性、導電性能較差，一定程度上限制了使用，因此，abs/pc共混物的阻燃和電鍍性能改性越來越受到本領域人員的重視。
技術實現要素：
本發明提出了一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料及其制備方法，通過多種組分科學復配，改善汽車用pc/abs合金材料電鍍效果的同時，提高了pc/abs合金材料的阻燃性能，擴展了pc/abs合金材料在汽車行業的應用范圍。
本發明提出的一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂35-45份、高流動pc樹脂25-35份、abs樹脂8-15份、改性礦物纖維15-25份、鍍鎳碳纖維10-15份、相容劑2-8份、復合阻燃劑10-15份、加工助劑1-3份；
其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為3-9g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為20-40g/10min。
在具體實施例中，低流動pc樹脂的重量份可以為37、38、40、42、44；高流動pc樹脂的重量份可以為27、30、32、34；abs樹脂的重量份可以為9、10、11、12、13、14；改性礦物纖維的重量份可以為17、18、20、23；鍍鎳碳纖維的重量份可以為11、12、13、14；相容劑的重量份可以為3、4、5、6、7；復合阻燃的重量份可以為11、12、13、14；加工助劑的重量份可以為1.2、1.5、2、2.5、2.8。
優選地，改性礦物纖維為酸刻蝕并偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維、水鎂石纖維和硅灰石纖維中的一種或兩種以上混合物。
優選地，改性礦物纖維的制備過程包括：將礦物纖維置于1mol/l的酸溶液中，在70-90℃下反應1-2h，抽濾，洗滌烘干得到酸刻蝕物料；將硅烷偶聯劑分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶聯劑乙醇溶液，加入酸刻蝕物料，在70-90℃下反應1.5-2.5h，過濾，在105-115℃下干燥7-9h，得到改性礦物纖維；其中，礦物纖維和酸溶液的質量體積比g：ml為3-7：1，硅烷偶聯劑與乙醇溶液的質量體積比g：ml為1-3：50，硅烷偶聯劑與酸刻蝕物料的重量比為0.5-1：100。
優選地，相容劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝abs、乙稀-甲基丙烯酸共聚物中的一種或兩種以上混合物。
優選地，復合阻燃劑為dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃劑復配。
優選地，磷系阻燃劑為rdx阻燃劑。
優選地，dopo和硅基介孔材料的重量比為1：5。
優選地，硅基介孔材料為介孔分子篩sba-15。
優選地，鍍鎳碳纖維的長度為8-15mm。
優選地，加工助劑為潤滑劑和/或抗氧劑。
優選地，潤滑劑為季戊四醇酯、硬脂酸鹽、pe蠟中的一種或兩種以上混合物。
優選地，抗氧劑為受阻酚穩定劑、亞磷酸酯穩定劑、受阻胺光穩定劑中的一種或兩種以上混合物。
一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料的制備方法，包括如下步驟：將低流動pc樹脂、高流動pc樹脂干燥后和abs樹脂、相容劑、增韌劑、加工助劑一起加入高速混合機中混合均勻，移入雙螺桿擠出機熔融，然后加入改性礦物纖維、鍍鎳碳纖維和復合阻燃劑，經擠出、水冷、造粒得到汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料。
優選地，雙螺桿擠出機的各區溫度為230-260℃，螺桿轉速為300-500rpm。
本發明通過原料組分的合理選擇以及組分用量的科學配比，改善汽車用pc/abs合金材料電鍍效果的同時，提高了pc/abs合金材料的阻燃性能，同時滿足了汽車行業對pc/abs合金材料阻燃和電鍍性能的要求；低流動pc樹脂和高流動pc樹脂配合使用，保證了合金材料良好的加工性能的同時，提高了沖擊性能，與abs樹脂混合使用，綜合性能良好，加入改性礦物纖維，利用硅烷偶聯劑對礦物纖維進行改性，礦物纖維表面存在雜質且表面光滑，經酸刻蝕后，表面雜質被除去，裸露在纖維表面的硅氧鍵增多，增加與硅烷偶聯劑反應的表面活性點，提高與pc/abs母體的相容性，使礦物纖維在pc/abs母體中均勻分布，提高了pc/abs的力學性能，改性礦物纖維、鍍鎳碳纖維協同作用既增強了合金材料的導電性能，提高與電鍍母體的附著力，礦物纖維和碳纖維的層狀結構在材料燃燒時促使炭層在其表面沉積，起到阻隔氣體擴散與熱量傳遞的作用，從而達到阻燃效果提高材料的阻燃性；復合阻燃劑與pc/abs母體具有很好的相容性，提高了阻燃劑的有效利用率，富含阻燃元素的dopo單體對介硅基孔材料接枝改性，介孔材料催化阻燃劑的阻燃機理，促進酯交換反應進行生成更致密的炭層，同時聚集在炭層表面對生成的炭層起到了穩定作用，雜化介孔材料上的活性酸性位點會催化abs烯烴降解產物形成交聯結構，促進成碳進步提高阻燃效果；潤滑劑、抗氧劑作為加工助劑加入，有利于合金材料脫模成型，性能更加穩定。
具體實施方式
下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
實施例1
一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂35份、高流動pc樹脂35份、abs樹脂15份、改性礦物纖維15份、鍍鎳碳纖維10份、相容劑5份、復合阻燃劑10份、加工助劑1份；
其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為3g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為20g/10min。
實施例2
一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂45份、高流動pc樹脂25份、abs樹脂8份、改性礦物纖維25份、鍍鎳碳纖維15份、相容劑2份、復合阻燃劑15份、加工助劑3份；
其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為9g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為40g/10min；
改性礦物纖維為酸刻蝕并偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維。
實施例3
一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂40份、高流動pc樹脂30份、abs樹脂10份、改性礦物纖維20份、鍍鎳碳纖維12份、相容劑8份、復合阻燃劑12份、加工助劑2份；
其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為5g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為30g/10min；
改性礦物纖維為酸刻蝕并偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維、水鎂石纖維，改性礦物纖維的制備過程包括：將礦物纖維置于1mol/l的酸溶液中，在70℃下反應2h，抽濾，洗滌烘干得到酸刻蝕物料；將硅烷偶聯劑分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶聯劑乙醇溶液，加入酸刻蝕物料，在90℃下反應1.5h，過濾，在105℃下干燥9h，得到改性礦物纖維；其中，礦物纖維和酸溶液的質量體積比g：ml為3：1，硅烷偶聯劑與乙醇溶液的質量體積比g：ml為3：50，硅烷偶聯劑與酸刻蝕物料的重量比為0.5：100。
實施例4
一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂40份、高流動pc樹脂30份、abs樹脂12份、改性礦物纖維20份、鍍鎳碳纖維11份、相容劑5份、復合阻燃劑12份、加工助劑2份；
其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為5g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為35g/10min；
相容劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物；復合阻燃劑為dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃劑復配，磷系阻燃劑為rdx阻燃劑；鍍鎳碳纖維的長度為8mm；加工助劑為潤滑劑和抗氧劑
改性礦物纖維為酸刻蝕并偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維、水鎂石纖維，改性礦物纖維的制備過程包括：將礦物纖維置于1mol/l的酸溶液中，在90℃下反應1h，抽濾，洗滌烘干得到酸刻蝕物料；將硅烷偶聯劑分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶聯劑乙醇溶液，加入酸刻蝕物料，在70℃下反應2.5h，過濾，在115℃下干燥7h，得到改性礦物纖維；其中，礦物纖維和酸溶液的質量體積比g：ml為7：1，硅烷偶聯劑與乙醇溶液的質量體積比g：ml為1：50，硅烷偶聯劑與酸刻蝕物料的重量比為1：100。
實施例5
一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂40份、高流動pc樹脂30份、abs樹脂12份、改性礦物纖維20份、鍍鎳碳纖維11份、相容劑5份、復合阻燃劑12份、加工助劑2份；
其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為5g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為35g/10min；
相容劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物；復合阻燃劑為dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃劑復配，磷系阻燃劑為rdx阻燃劑；鍍鎳碳纖維的長度為15mm；加工助劑為季戊四醇酯和受阻酚穩定劑；
改性礦物纖維為酸刻蝕并偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維、水鎂石纖維，改性礦物纖維的制備過程包括：將礦物纖維置于1mol/l的酸溶液中，在80℃下反應1.5h，抽濾，洗滌烘干得到酸刻蝕物料；將硅烷偶聯劑分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶聯劑乙醇溶液，加入酸刻蝕物料，在80℃下反應2h，過濾，在110℃下干燥8h，得到改性礦物纖維；其中，礦物纖維和酸溶液的質量體積比g：ml為5：1，硅烷偶聯劑與乙醇溶液的質量體積比g：ml為2：50，硅烷偶聯劑與酸刻蝕物料的重量比為0.75：100；
汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料由如下步驟制得：將低流動pc樹脂、高流動pc樹脂干燥后和abs樹脂、相容劑、增韌劑、加工助劑一起加入高速混合機中混合均勻，移入雙螺桿擠出機熔融，然后加入改性礦物纖維、鍍鎳碳纖維和復合阻燃劑，經擠出、水冷、造粒得到汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料。
實施例6
一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂40份、高流動pc樹脂30份、abs樹脂12份、改性礦物纖維20份、鍍鎳碳纖維11份、相容劑5份、復合阻燃劑12份、加工助劑2份；
其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為5g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為35g/10min；
相容劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝abs；復合阻燃劑為dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃劑復配，磷系阻燃劑為rdx阻燃劑；鍍鎳碳纖維的長度為10mm；加工助劑為季戊四醇酯、硬脂酸鹽、受阻酚穩定劑、亞磷酸酯穩定劑、受阻胺光穩定劑；
改性礦物纖維為酸刻蝕并偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維、水鎂石纖維，改性礦物纖維的制備過程包括：將礦物纖維置于1mol/l的酸溶液中，在80℃下反應1.5h，抽濾，洗滌烘干得到酸刻蝕物料；將硅烷偶聯劑分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶聯劑乙醇溶液，加入酸刻蝕物料，在80℃下反應2h，過濾，在110℃下干燥8h，得到改性礦物纖維；其中，礦物纖維和酸溶液的質量體積比g：ml為5：1，硅烷偶聯劑與乙醇溶液的質量體積比g：ml為2：50，硅烷偶聯劑與酸刻蝕物料的重量比為0.75：100；
汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料由如下步驟制得：將低流動pc樹脂、高流動pc樹脂干燥后和abs樹脂、相容劑、增韌劑、加工助劑一起加入高速混合機中混合均勻，移入雙螺桿擠出機熔融，然后加入改性礦物纖維、鍍鎳碳纖維和復合阻燃劑，經擠出、水冷、造粒得到汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其中，雙螺桿擠出機的各區溫度為230-260℃，螺桿轉速為300rpm。
實施例7
一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂40份、高流動pc樹脂30份、abs樹脂12份、改性礦物纖維20份、鍍鎳碳纖維11份、相容劑5份、復合阻燃劑12份、加工助劑2份；
其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為5g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為35g/10min；
相容劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝abs；復合阻燃劑為dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃劑復配，磷系阻燃劑為rdx阻燃劑；鍍鎳碳纖維的長度為12mm；加工助劑為季戊四醇酯、硬脂酸鹽、pe蠟、受阻酚穩定劑、亞磷酸酯穩定劑、受阻胺光穩定劑；
改性礦物纖維為酸刻蝕并偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維、水鎂石纖維，改性礦物纖維的制備過程包括：將礦物纖維置于1mol/l的酸溶液中，在80℃下反應1.5h，抽濾，洗滌烘干得到酸刻蝕物料；將硅烷偶聯劑分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶聯劑乙醇溶液，加入酸刻蝕物料，在80℃下反應2h，過濾，在110℃下干燥8h，得到改性礦物纖維；其中，礦物纖維和酸溶液的質量體積比g：ml為5：1，硅烷偶聯劑與乙醇溶液的質量體積比g：ml為2：50，硅烷偶聯劑與酸刻蝕物料的重量比為0.75：100；
汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料由如下步驟制得：將低流動pc樹脂、高流動pc樹脂干燥后和abs樹脂、相容劑、增韌劑、加工助劑一起加入高速混合機中混合均勻，移入雙螺桿擠出機熔融，然后加入改性礦物纖維、鍍鎳碳纖維和復合阻燃劑，經擠出、水冷、造粒得到汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其中，雙螺桿擠出機的各區溫度為230-260℃，螺桿轉速為500rpm。
對照例1
一種汽車用pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂40份、高流動pc樹脂30份、abs樹脂12份、相容劑5份、鍍鎳碳纖維11份、復合阻燃劑12份、加工助劑2份；
其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為5g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為35g/10min；
相容劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝abs；復合阻燃劑為dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃劑復配，磷系阻燃劑為rdx阻燃劑；鍍鎳碳纖維的長度為12mm；加工助劑為季戊四醇酯、硬脂酸鹽、pe蠟、受阻酚穩定劑、亞磷酸酯穩定劑、受阻胺光穩定劑；
汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料由如下步驟制得：將低流動pc樹脂、高流動pc樹脂干燥后和abs樹脂、相容劑、增韌劑、加工助劑一起加入高速混合機中混合均勻，移入雙螺桿擠出機熔融，然后加入改性礦物纖維、鍍鎳碳纖維和復合阻燃劑，經擠出、水冷、造粒得到汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其中，雙螺桿擠出機的各區溫度為230-260℃，螺桿轉速為500rpm。
對照例2
一種汽車用pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂40份、高流動pc樹脂30份、abs樹脂12份、改性礦物纖維20份、鍍鎳碳纖維11份、相容劑5份、rdx阻燃劑12份、加工助劑2份；
其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為5g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為35g/10min；
相容劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝abs；鍍鎳碳纖維的長度為12mm；加工助劑為季戊四醇酯、硬脂酸鹽、pe蠟、受阻酚穩定劑、亞磷酸酯穩定劑、受阻胺光穩定劑；
改性礦物纖維為酸刻蝕并偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維、水鎂石纖維，改性礦物纖維的制備過程包括：將礦物纖維置于1mol/l的酸溶液中，在80℃下反應1.5h，抽濾，洗滌烘干得到酸刻蝕物料；將硅烷偶聯劑分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶聯劑乙醇溶液，加入酸刻蝕物料，在80℃下反應2h，過濾，在110℃下干燥8h，得到改性礦物纖維；其中，礦物纖維和酸溶液的質量體積比g：ml為5：1，硅烷偶聯劑與乙醇溶液的質量體積比g：ml為2：50，硅烷偶聯劑與酸刻蝕物料的重量比為0.75：100。
汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料由如下步驟制得：將低流動pc樹脂、高流動pc樹脂干燥后和abs樹脂、相容劑、增韌劑、加工助劑一起加入高速混合機中混合均勻，移入雙螺桿擠出機熔融，然后加入改性礦物纖維、鍍鎳碳纖維和復合阻燃劑，經擠出、水冷、造粒得到汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其中，雙螺桿擠出機的各區溫度為230-260℃，螺桿轉速為500rpm。
將上述實施例5-7所述的汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料和對照例1-2所述的汽車用pc/abs合金材料進行性能測試，結果如下所示：
從性能測試數據可以看出，本發明通過原料組分的合理選擇以及組分用量的科學配比，加入改性礦物纖維和鍍鎳碳纖維搭配使用，提高了pc/abs合金材料的力學性能，拉伸強度高達88mpa，彎曲模量和缺口沖擊強度分別達到了4971mpa和56kj/m2，較未添加兩種組分的材料提高了32.9-38.1％和30-40％，可見，改性礦物纖維和鍍鎳碳纖維協同作用，大幅提高了pc/abs合金材料力學性能，同樣，復合阻燃劑利用dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃劑復配相比單組分阻燃劑具更好的阻燃效果，本發明制得的汽車用阻燃電鍍ppc/abs合金材料在ul-94阻燃測試達到1.6mm，熱變形溫度也有很大的提高，滿足的實際汽車行業對pc/abs合金材料的性能要求。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。