一种含有新型阻燃剂的PC和ABS混合材料

技术领域

本发明属于阻燃合金塑料技术领域，具体涉及一种含有新型阻燃剂的PC和ABS混合材料。

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)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)合并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，颜色是无色透明颗粒，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，PC/ABS是一种通过混炼后合成的改性工程塑料。其中，PC就是聚碳酸脂，ABS就是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的共聚物。这种改性塑料比单纯的PC和ABS性能更好，例如：抗冲击性提高，耐热性提高，硬度提高等等。ABS塑料的特点如下：综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好，与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理，有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别，流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好，机械性能的卓越平衡，低温时也具备高冲击强度，室内紫外线稳定性，较高的热变形温度(80～125℃)，耐燃性(UL945VB)，色彩范围广泛，易于注塑和挤塑，吹塑加工，良好的电镀性，一般密度在1.05-1.20间，然而市面上各种的PC/ABS合金仍存在各种各样的问题。

如授权公告号为CN104788931A所公开的耐光照性PC/ABS合金材料及其制备方法，其虽然实现了方法简单易行，炭黑的分散性直接影响PC/ABS的耐光照性，先制备以PC为载体的炭黑母粒，炭黑母粒中使用SAN-g-GMA作为炭黑分散剂，然后用此母粒制备PC/ABS合金材料，如此增强了炭黑在PC/ABS中的分散效果，从而提高了PC/ABS合金材料的耐光照性，但是并未解决现有存在的不能够有效的实现阻燃，不能够增大吸附塑料的异味和韧性，并且不能够有效的实现绝缘等的问题，为此我们提出一种含有新型阻燃剂的PC和ABS混合材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有新型阻燃剂的PC和ABS混合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含有新型阻燃剂的PC和ABS混合材料，包括有以下重量份数的各组成成分：PC树脂：50-70份、ABS树脂：60-82份、无卤阻燃剂：12-24份、炭黑：1-5份、增韧剂：0.4-2份、抗氧剂：0.3-0.6份、润滑剂：0.4-0.9份、相容剂：0.1-0.3份、光扩散剂：0.1-0.3份、疏水剂：2.1-4.3份、石膏粉末：0.3-0.6份和改性氟胶：10-16份。

优选的，所述PC树脂是聚碳酸酯，所述聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，所述聚碳酸酯的重均分子量为40000-65000g/mol。

优选的，所述ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，所述ABS树脂的重均分子量为89600-140700g/mol。

优选的，所述ABS树脂中的丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的重量份数如下所示：丙烯腈：30-35份、丁二烯：20-29份和苯乙烯：24-36份。

优选的，所述炭黑在使用之前通过研磨机器进行粉碎研磨，所述炭黑的颗粒直径在0.1-10μm。

优选的，所述石膏粉末在使用之前通过研磨机器进行粉碎研磨，所述石膏粉末的颗粒直径在0.08-0.3μm。

优选的，所述改性氟胶通过热塑挤出机进行挤出，且所述改性氟胶的颗粒直径在0.3-0.8μm，所述改性氟胶的体积平均粒径0.5-1μm，连续相SAN的重均分子量为34450-50000g/mol。

优选的，所述无卤阻燃剂包括有以下重量份数的各组成成分：多聚芳基磷酸酯：20-26份、氢氧化镁：10-15份、全氟丁基磺酸钾：30-40份、稀有金属：1-5份、磷酸哌嗪：0.5-0.8份、多磷酸哌嗪：1-2份、异氰脲酸1，3，5-三缩水甘油酯：0.3-0.5份和异氰脲酸三烯丙酯：3-4份，所述稀有金属中的镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇中的一种或者多种。

优选的，包括有以下制备步骤：

S1、将PC树脂、ABS树脂、炭黑、石膏粉末和改性氟胶加入到热熔设备中，并且使得热熔设备的温度保持在200-340℃，并且加热时长为2-3h；

S2、将热熔设备的温度控制在120-160℃，然后将无卤阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂、光扩散剂和疏水剂加入，并且通过搅拌装置进行搅拌；

S3、将热熔设备中的合金塑料进行输送，并且进行冷却成型。

优选的，所述S2中的搅拌装置的搅拌速度为300-450r/min，所述搅拌装置的搅拌时长为1-2h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过在PC/ABS合金中添加有无卤阻燃剂和石膏粉末，进而可以使得PC/ABS合金在使用的时候能够具有较高的阻燃性，有效的防止PC/ABS合金在使用的时候，容易引燃，并且通过疏水剂可以降低PC/ABS合金的流动性，使得PC/ABS合金在制备的时候能够快速的成型。

(2)本发明在PC/ABS合金中添加有改性氟胶，可以使得PC/ABS合金能够具有优良的绝缘性，并且添加有炭黑既能够增加PC/ABS合金的吸附异味性能，也能实现对PC/ABS合金的韧性增强，以及在无卤阻燃剂中添加有稀有金属，能够细化晶粒，减小局部应力集中，从而能够实现增加韧性。

(3)本发明的原材料采用了相容剂、光扩散剂、疏水剂；其能够保证PC/ABS合金具有较好的性能稳定性，提高其内部均化程度。

附图说明

图1为本发明的方法步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种含有新型阻燃剂的PC和ABS混合材料，包括有以下重量份数的各组成成分：PC树脂：50份、ABS树脂：60份、无卤阻燃剂：12份、炭黑：1份、增韧剂：0.4份、抗氧剂：0.3份、润滑剂：0.4份、相容剂：0.1份、光扩散剂：0.1份、疏水剂：2.1份、石膏粉末：0.3份和改性氟胶：10份。

本实施例中，优选的，所述PC树脂是聚碳酸酯，所述聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，所述聚碳酸酯的重均分子量为40000g/mol。

本实施例中，优选的，所述ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，所述ABS树脂的重均分子量为89600g/mol。

本实施例中，优选的，所述ABS树脂中的丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的重量份数如下所示：丙烯腈：30份、丁二烯：20份和苯乙烯：24份。

本实施例中，优选的，所述炭黑在使用之前通过研磨机器进行粉碎研磨，所述炭黑的颗粒直径在0.1μm。

本实施例中，优选的，所述石膏粉末在使用之前通过研磨机器进行粉碎研磨，所述石膏粉末的颗粒直径在0.08μm。

本实施例中，优选的，所述改性氟胶通过热塑挤出机进行挤出，且所述改性氟胶的颗粒直径在0.3μm，所述改性氟胶的体积平均粒径0.5μm，连续相SAN的重均分子量为34450g/mol。

本实施例中，优选的，所述无卤阻燃剂包括有以下重量份数的各组成成分：多聚芳基磷酸酯：20份、氢氧化镁：10份、全氟丁基磺酸钾：30份、稀有金属：1份、磷酸哌嗪：0.5份、多磷酸哌嗪：1份、异氰脲酸1，3，5-三缩水甘油酯：0.3份和异氰脲酸三烯丙酯：3份，所述稀有金属中的镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇中的一种或者多种。

本实施例中，优选的，包括有以下制备步骤：

S1、将PC树脂、ABS树脂、炭黑、石膏粉末和改性氟胶加入到热熔设备中，并且使得热熔设备的温度保持在200℃，并且加热时长为2h；

S2、将热熔设备的温度控制在120℃，然后将无卤阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂、光扩散剂和疏水剂加入，并且通过搅拌装置进行搅拌；

S3、将热熔设备中的合金塑料进行输送，并且进行冷却成型。

本实施例中，优选的，所述S2中的搅拌装置的搅拌速度为300r/min，所述搅拌装置的搅拌时长为1h。

实施例二：

一种含有新型阻燃剂的PC和ABS混合材料，包括有以下重量份数的各组成成分：PC树脂：70份、ABS树脂：82份、无卤阻燃剂：24份、炭黑：5份、增韧剂：2份、抗氧剂：0.6份、润滑剂：0.9份、相容剂：0.3份、光扩散剂：0.3份、疏水剂：4.3份、石膏粉末：0.6份和改性氟胶：16份。

本实施例中，优选的，所述PC树脂是聚碳酸酯，所述聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，所述聚碳酸酯的重均分子量为65000g/mol。

本实施例中，优选的，所述ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，所述ABS树脂的重均分子量为140700g/mol。

本实施例中，优选的，所述ABS树脂中的丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的重量份数如下所示：丙烯腈：35份、丁二烯：29份和苯乙烯：36份。

本实施例中，优选的，所述炭黑在使用之前通过研磨机器进行粉碎研磨，所述炭黑的颗粒直径在10μm。

本实施例中，优选的，所述石膏粉末在使用之前通过研磨机器进行粉碎研磨，所述石膏粉末的颗粒直径在0.3μm。

本实施例中，优选的，所述改性氟胶通过热塑挤出机进行挤出，且所述改性氟胶的颗粒直径在0.8μm，所述改性氟胶的体积平均粒径1μm，连续相SAN的重均分子量为50000g/mol。

本实施例中，优选的，所述无卤阻燃剂包括有以下重量份数的各组成成分：多聚芳基磷酸酯：26份、氢氧化镁：15份、全氟丁基磺酸钾：40份、稀有金属：5份、磷酸哌嗪：0.8份、多磷酸哌嗪：2份、异氰脲酸1，3，5-三缩水甘油酯：0.5份和异氰脲酸三烯丙酯：4份，所述稀有金属中的镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇中的一种或者多种。

本实施例中，优选的，包括有以下制备步骤：

S1、将PC树脂、ABS树脂、炭黑、石膏粉末和改性氟胶加入到热熔设备中，并且使得热熔设备的温度保持在340℃，并且加热时长为3h；

S2、将热熔设备的温度控制在160℃，然后将无卤阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂、光扩散剂和疏水剂加入，并且通过搅拌装置进行搅拌；

S3、将热熔设备中的合金塑料进行输送，并且进行冷却成型。

本实施例中，优选的，所述S2中的搅拌装置的搅拌速度为450r/min，所述搅拌装置的搅拌时长为2h。

实施例三：

一种含有新型阻燃剂的PC和ABS混合材料，包括有以下重量份数的各组成成分：PC树脂：60份、ABS树脂：70份、无卤阻燃剂：18份、炭黑：4份、增韧剂：1份、抗氧剂：0.4份、润滑剂：0.7份、相容剂：0.2份、光扩散剂：0.2份、疏水剂：3份、石膏粉末：0.5份和改性氟胶：15份。

本实施例中，优选的，所述PC树脂是聚碳酸酯，所述聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，所述聚碳酸酯的重均分子量为55000g/mol。

本实施例中，优选的，所述ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，所述ABS树脂的重均分子量为100000g/mol。

本实施例中，优选的，所述ABS树脂中的丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的重量份数如下所示：丙烯腈：34份、丁二烯：28份和苯乙烯：30份。

本实施例中，优选的，所述炭黑在使用之前通过研磨机器进行粉碎研磨，所述炭黑的颗粒直径在5μm。

本实施例中，优选的，所述石膏粉末在使用之前通过研磨机器进行粉碎研磨，所述石膏粉末的颗粒直径在0.1μm。

本实施例中，优选的，所述改性氟胶通过热塑挤出机进行挤出，且所述改性氟胶的颗粒直径在0.5μm，所述改性氟胶的体积平均粒径0.7μm，连续相SAN的重均分子量为40000g/mol。

本实施例中，优选的，所述无卤阻燃剂包括有以下重量份数的各组成成分：多聚芳基磷酸酯：24份、氢氧化镁：13份、全氟丁基磺酸钾：35份、稀有金属：4份、磷酸哌嗪：0.4份、多磷酸哌嗪：1.5份、异氰脲酸1，3，5-三缩水甘油酯：0.3份和异氰脲酸三烯丙酯：3.4份，所述稀有金属中的镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇中的一种或者多种。

本实施例中，优选的，包括有以下制备步骤：

S1、将PC树脂、ABS树脂、炭黑、石膏粉末和改性氟胶加入到热熔设备中，并且使得热熔设备的温度保持在300℃，并且加热时长为2.5h；

S2、将热熔设备的温度控制在140℃，然后将无卤阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂、光扩散剂和疏水剂加入，并且通过搅拌装置进行搅拌；

S3、将热熔设备中的合金塑料进行输送，并且进行冷却成型。

本实施例中，优选的，所述S2中的搅拌装置的搅拌速度为400r/min，所述搅拌装置的搅拌时长为1.4h。

实施例四：

一种含有新型阻燃剂的PC和ABS混合材料，包括有以下重量份数的各组成成分：PC树脂：62份、ABS树脂：64份、无卤阻燃剂：18份、炭黑：2份、增韧剂：2份、抗氧剂：0.5份、润滑剂：0.6份、相容剂：0.2份、光扩散剂：0.1份、疏水剂：4份、石膏粉末：0.5份和改性氟胶：13份。

本实施例中，优选的，所述PC树脂是聚碳酸酯，所述聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，所述聚碳酸酯的重均分子量为45000g/mol。

本实施例中，优选的，所述ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，所述ABS树脂的重均分子量为90700g/mol。

本实施例中，优选的，所述ABS树脂中的丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的重量份数如下所示：丙烯腈：32份、丁二烯：27份和苯乙烯：34份。

本实施例中，优选的，所述炭黑在使用之前通过研磨机器进行粉碎研磨，所述炭黑的颗粒直径在5μm。

本实施例中，优选的，所述石膏粉末在使用之前通过研磨机器进行粉碎研磨，所述石膏粉末的颗粒直径在0.2μm。

本实施例中，优选的，所述改性氟胶通过热塑挤出机进行挤出，且所述改性氟胶的颗粒直径在0.5μm，所述改性氟胶的体积平均粒径0.8μm，连续相SAN的重均分子量为45000g/mol。

本实施例中，优选的，所述无卤阻燃剂包括有以下重量份数的各组成成分：多聚芳基磷酸酯：19份、氢氧化镁：14份、全氟丁基磺酸钾：38份、稀有金属：2份、磷酸哌嗪：0.7份、多磷酸哌嗪：1.5份、异氰脲酸1，3，5-三缩水甘油酯：0.4份和异氰脲酸三烯丙酯：3.4份，所述稀有金属中的镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇中的一种或者多种。

本实施例中，优选的，包括有以下制备步骤：

S1、将PC树脂、ABS树脂、炭黑、石膏粉末和改性氟胶加入到热熔设备中，并且使得热熔设备的温度保持在240℃，并且加热时长为3h；

S2、将热熔设备的温度控制在140℃，然后将无卤阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂、光扩散剂和疏水剂加入，并且通过搅拌装置进行搅拌；

S3、将热熔设备中的合金塑料进行输送，并且进行冷却成型。

本实施例中，优选的，所述S2中的搅拌装置的搅拌速度为350r/min，所述搅拌装置的搅拌时长为2h。

根据PC/ABS合金材料产品标准-2008：

通过上述试验列表，可以有效的得出PC/ABS合金在进行增强之后，具有较强的韧性，通过炭黑和无卤阻燃剂中添加有稀有金属，能够具有较大的拉伸强度和弯曲模量，以及能够实现移位的吸附，并且无卤阻燃剂和石膏粉末，进而可以使得PC/ABS合金在使用的时候能够具有较高的阻燃性，有效的防止PC/ABS合金在使用的时候，容易引燃，并且通过疏水剂可以降低PC/ABS合金的流动性，使得PC/ABS合金在制备的时候能够快速的成型，并且原料中添加有改性氟胶，能够使得PC/ABS合金具有较强的绝缘性。本发明的原材料采用了相容剂、光扩散剂、疏水剂；其能够保证PC/ABS合金具有较好的性能稳定性，提高其内部均化程度。

本发明的工作原理及使用流程：

第一步、将PC树脂、ABS树脂、炭黑、石膏粉末和改性氟胶加入到热熔设备中，并且使得热熔设备的温度保持在240℃，并且加热时长为3h；

第二步、将热熔设备的温度控制在140℃，然后将无卤阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂、光扩散剂和疏水剂加入，并且通过搅拌装置进行搅拌；

第三步、将热熔设备中的合金塑料进行输送，并且进行冷却成型。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。