本發(fā)明屬于pc/abs塑料合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金，同時(shí)還涉及一種無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金的制備方法。
背景技術(shù)：
：聚碳酸酯(pc)是一種無(wú)定型、無(wú)味、透明的熱塑性非晶體工程塑料，其抗沖擊性和尺寸穩(wěn)定性好，可在-60～120℃下長(zhǎng)期使用；pc有很好的機(jī)械性能，但流動(dòng)性較差，注塑過(guò)程較困難且加工性能不太好；pc本身具有一定的自息性，其氧指數(shù)約為26％，但還是可燃，并且在燃燒時(shí)會(huì)滴下熱熔體，引起附近材料著火。abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)樹(shù)脂是丙烯腈(an)、丁二烯(bd)和苯乙烯(sm)三種單體的接枝共聚物，綜合性能好，各方面性能比較平衡，具有優(yōu)良的抗沖擊強(qiáng)度、加工性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐低溫性能和著色性能；但是abs本身是一種易燃的高分子材料，其氧指數(shù)較低(約為17％)，水平燃燒速度快(5-7cm/min)，按ul94標(biāo)準(zhǔn)屬于hb級(jí)別，同時(shí)燃燒時(shí)還會(huì)釋放大量的黑煙以及有毒氣體，限制了其廣泛應(yīng)用。聚碳酸酯與abs樹(shù)脂共混所得的pc/abs塑料合金在性能上可形成互補(bǔ)，該塑料合金同時(shí)具有pc和abs兩者的優(yōu)良性能，如耐熱性、沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度優(yōu)于abs，且熔體粘度比pc低，加工性能比pc好，制品內(nèi)應(yīng)力和沖擊強(qiáng)度對(duì)制品厚度的敏感性都大大降低，減少pc應(yīng)力開(kāi)裂狀況，降低生產(chǎn)成本。因此近年來(lái)，pc/abs塑料合金在汽車(chē)、機(jī)械、家電、計(jì)算機(jī)、通訊器材、辦公設(shè)備等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。但是，pc/abs塑料合金同時(shí)也受限于pc、abs樹(shù)脂兩者的缺陷，其阻燃性能低于pc本身，因此必須通過(guò)阻燃改性才能保證其在電子電氣、汽車(chē)等有阻燃要求領(lǐng)域的應(yīng)用。pc/abs塑料合金的阻燃改性主要包括物理改性和改性，其中，在pc/abs塑料合金中添加阻燃劑的物理改性方法由于操作簡(jiǎn)單、投入少、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。pc/abs塑料合金用阻燃劑的選擇主要考慮以下因素：在較高的加工溫度下能夠不發(fā)生降解或交聯(lián)現(xiàn)象；穩(wěn)定性高，能夠持久的保持良好的阻燃性；與合金的相容性好，保證阻燃劑能均勻的分散在合金中。目前，針對(duì)pc/abs塑料合金阻燃改性常用的阻燃劑為鹵系阻燃劑，主要為十溴聯(lián)苯醚、八溴醚、四溴雙酚a、十溴雙酚a、1,2-雙(三溴苯氧基)乙烷等溴系阻燃劑，其優(yōu)點(diǎn)在于阻燃效率高、阻燃效果好，且對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能幾乎沒(méi)有影響；但是采用溴系阻燃劑的塑料合金在燃燒時(shí)會(huì)生成較多的煙和腐蝕性氣體(hx)，甚至?xí)尫庞卸局掳┪镔|(zhì)，因此限制了鹵系阻燃劑的使用，無(wú)鹵阻燃劑得到一定的發(fā)展。現(xiàn)有的無(wú)鹵阻燃劑主要有磷系阻燃劑、硅系阻燃劑等。其中磷系阻燃劑以芳基磷酸酯為代表，具有低毒、廉價(jià)、持久的特點(diǎn)；硅系阻燃劑如蒙脫土等，具有良好的加工性能和環(huán)境友好性。但是，上述無(wú)鹵阻燃劑用在pc/abs塑料合金中，要想起到顯著的阻燃效果，需要較大的用量(一般為10wt％以上)；而阻燃劑的用量較大時(shí)，必然影響pc/abs塑料合金本身的力學(xué)性能，兩者不能兼顧。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金，在保證塑料合金力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，具有顯著的阻燃效果。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種上述的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金，主要由以下重量份數(shù)的原料制成：聚碳酸酯65-75份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物25-35份、相容劑2-4份、增韌劑1-3份、石墨烯0.5-2.0份、聚乙烯基倍半硅氧烷0.4-1.0份、聚四氟乙烯0.2-0.8份、3-苯磺?；交撬徕?.02-0.10份。所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝abs。所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯。上述的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金中，所述原料還包括抗氧劑0.1-0.8份、潤(rùn)滑劑0.1-0.8份。所述抗氧劑為抗氧劑1010或抗氧劑168。所述潤(rùn)滑劑為硅酮潤(rùn)滑劑。本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金，采用石墨烯、聚乙烯基倍半硅氧烷、聚四氟乙烯、3-苯磺酰基苯磺酸鉀四種物質(zhì)復(fù)配的復(fù)合阻燃劑，其中石墨烯較大的比表面積和較小的密度，加入混合料中后，能在塑料合金中形成片層網(wǎng)結(jié)構(gòu)，一方面保證塑料合金的力學(xué)強(qiáng)度，另一方面在燃燒過(guò)程中形成緊湊、致密、均勻的炭層結(jié)構(gòu)，有效抑制聚合物分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)，提高復(fù)合體系的粘度；該炭層結(jié)構(gòu)還能起到減少揮發(fā)性可燃物質(zhì)逸出和外界氧氣進(jìn)入的功效，提高塑料合金的氧指數(shù)。聚乙烯基倍半硅氧烷屬于聚硅氧烷阻燃劑，會(huì)向材料表面遷移，形成表面被聚硅氧烷包裹的高分子梯度材料，在聚合物燃燒過(guò)程中，表面形成硅氧鍵(如二氧化硅)并與石墨烯形成硅碳鍵，形成阻擋層，既隔絕了聚合物表面與外界熱源之間的熱傳導(dǎo)過(guò)程，提高材料的熱穩(wěn)定性，又阻止燃燒產(chǎn)生的揮發(fā)物外逸，延緩材料的燃燒，提高阻燃性能。3-苯磺?；交撬徕浽谌紵龝r(shí)能加快聚合物的成炭速度，促進(jìn)聚合物分子交聯(lián)，與聚乙烯基倍半硅氧烷、聚四氟乙烯協(xié)同作用，阻燃效果好。聚四氟乙烯為抗滴落劑，在石墨烯、聚乙烯基倍半硅氧烷、3-苯磺?；交撬徕涀枞俭w系中加入聚四氟乙烯，能夠起到良好的防滴落和協(xié)同阻燃作用；聚四氟乙烯能改變聚合物的熔體粘度，從而改善塑料合金的熔融滴落和變形現(xiàn)象。本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金，采用石墨烯、聚乙烯基倍半硅氧烷、聚四氟乙烯、3-苯磺?；交撬徕浰姆N物質(zhì)協(xié)同阻燃，阻燃劑添加量少，在保證塑料合金力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，限氧指數(shù)達(dá)到30vol％以上，垂直燃燒等級(jí)達(dá)到ul94v-0，具有顯著的阻燃效果；同時(shí)，阻燃劑無(wú)鹵，綠色環(huán)保，適合推廣使用。一種上述的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金的制備方法，包括以下步驟：1)取0.5-2.0重量份的石墨烯，用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行改性，得到改性石墨烯；2)取步驟1)所得改性石墨烯，與0.4-1.0重量份的聚乙烯基倍半硅氧烷、0.4-0.8重量份的聚四氟乙烯、0.02-0.10重量份的3-苯磺?；交撬徕?、10重量份的聚碳酸酯熔融共混并擠出造粒，制成改性pc母粒；3)取步驟2)所得改性pc母粒，與55-65重量份的聚碳酸酯、25-50重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、2-4重量份的相容劑、1-3重量份的增韌劑、0.1-0.8重量份的抗氧劑、0.1-0.8重量份的潤(rùn)滑劑熔融共混并擠出造粒，得二次粒料，后注塑，即的。步驟1)中，所述硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)。步驟2)中采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，擠出溫度為250-260℃。步驟3)中采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，擠出溫度為210-250℃。步驟3)中所述注塑的溫度為230-240℃。本發(fā)明的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金的制備方法，先采用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)石墨烯進(jìn)行改性處理，改性后的石墨烯片層上連接有硅烷分子鏈，硅烷分子鏈與聚合物高分子鏈的相容性更好，能有效分散在聚合物基體中，從而可以連帶著石墨烯片層較好的分散；由于復(fù)合阻燃劑的添加量較少，為避免石墨烯、聚乙烯基倍半硅氧烷、聚四氟乙烯、3-苯磺?；交撬徕浰姆N物質(zhì)在塑料合金中分布不均，先將改性石墨烯、聚乙烯基倍半硅氧烷、聚四氟乙烯、3-苯磺?；交撬徕浥c部分聚碳酸酯熔融共擠制成母粒，再與剩余原料混合熔融共擠，能使復(fù)合阻燃劑在基體中最大限度的分散均勻，發(fā)揮其協(xié)同阻燃效果。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。具體實(shí)施方式中，所用的聚碳酸酯為聚雙酚a碳酸酯，熔體流動(dòng)速率(mfr)10g/10min(220℃×10kg)。所用的abs樹(shù)脂為市售商品，熔體流動(dòng)速率6.5g/10min(220℃×10kg)所用的相容劑為馬來(lái)酸酐熔融接枝abs，馬來(lái)酸酐接枝率為2wt％。具體實(shí)施方式中，用硅烷偶聯(lián)劑kh550對(duì)石墨烯進(jìn)行改性的方法為：將1g石墨烯分散在500ml無(wú)水乙醇中，超聲分散2h，得石墨烯分散液；取2ml去離子水、5ml乙酸溶液(35wt％)和0.1g的硅烷偶聯(lián)劑kh550混合均勻后，加入所述石墨烯分散液中，繼續(xù)超聲分散2h后，80℃條件下保溫4h，后抽濾，用無(wú)水乙醇、去離子水反復(fù)洗滌所得固體，后60℃烘干，即的改性石墨烯。實(shí)施例1本實(shí)施例的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金，主要由以下重量份數(shù)的原料制成：聚碳酸酯70份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物30份、abs接枝馬來(lái)酸酐共聚物相容劑3.0份、乙烯-丙烯酸甲酯2.0份、石墨烯1.0份、聚乙烯基倍半硅氧烷0.5份、聚四氟乙烯0.6份、3-苯磺酰基苯磺酸鉀0.05份、抗氧劑10100.5份、硅酮潤(rùn)滑劑0.5份。本實(shí)施例的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金的制備方法，包括以下步驟：1)取1.0重量份的石墨烯，用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行改性，得到改性石墨烯；2)取步驟1)所得改性石墨烯，與0.5重量份的聚乙烯基倍半硅氧烷、0.6重量份的聚四氟乙烯、0.05重量份的3-苯磺?；交撬徕?、10重量份的聚碳酸酯，采用雙螺桿擠出機(jī)(一區(qū)250℃、二區(qū)255℃、三區(qū)260℃，機(jī)頭255℃，轉(zhuǎn)速80r/min)熔融共混并擠出造粒，制成改性pc母粒；3)取步驟2)所得改性pc母粒，與60重量份的聚碳酸酯、30重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、3.0重量份的abs接枝馬來(lái)酸酐共聚物相容劑、1-3重量份的乙烯-丙烯酸甲酯、0.1-0.8重量份的抗氧劑1010、0.1-0.8重量份的硅酮潤(rùn)滑劑，采用雙螺桿擠出機(jī)(一區(qū)210℃、二區(qū)220℃、三區(qū)230℃、四區(qū)溫度240℃、五區(qū)溫度230℃、六區(qū)溫度220℃，機(jī)頭230℃，轉(zhuǎn)速80r/min)熔融共混并擠出造粒，得二次粒料，后在230℃條件下注塑(模具溫度80℃，注射壓力60mpa，注射速度50mm/s)，即得pc/abs塑料合金制品。實(shí)施例2-6的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金，主要原料如表1所示。表1實(shí)施例2-6的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金的原料表(單位：重量份數(shù))實(shí)施例2-6的無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金的制備方法，除主要原料如表1所示外，其余同實(shí)施例1。實(shí)驗(yàn)例1本實(shí)驗(yàn)例對(duì)實(shí)施例1-6所得無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金制品的阻燃性能進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表2所示。其中，極限氧指數(shù)(loi)為特定實(shí)驗(yàn)環(huán)境中維持樣品燃燒的最低氧氣濃度；采用標(biāo)準(zhǔn)gb2406-93規(guī)定的方法測(cè)試。垂直燃燒測(cè)試(ul94)按照標(biāo)準(zhǔn)gb/t2408-1996規(guī)定的方法測(cè)試。表2實(shí)施例1-6所得pc/abs塑料合金制品的阻燃性能檢測(cè)結(jié)果pc/abs塑料合金制品loi(vol％)ul94熔滴實(shí)施例131.3v-0無(wú)實(shí)施例231.0v-0無(wú)實(shí)施例330.8v-0無(wú)實(shí)施例430.1v-0無(wú)實(shí)施例531.4v-0無(wú)實(shí)施例630.6v-0無(wú)從表2可以看出，實(shí)施例1-6所得pc/abs塑料合金制品的限氧指數(shù)達(dá)到30vol％以上，垂直燃燒等級(jí)達(dá)到ul94v-0，說(shuō)明本發(fā)明的pc/abs塑料合金具有顯著的阻燃效果。實(shí)驗(yàn)例2本實(shí)驗(yàn)例對(duì)實(shí)施例1-6所得無(wú)鹵阻燃的pc/abs塑料合金制品的力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表3所示。其中，沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度分別按照gb/t1043-93、gb/t1040-92標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。表3實(shí)施例1-6所得pc/abs塑料合金制品的力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果pc/abs塑料合金制品沖擊強(qiáng)度(kj/m2)拉伸強(qiáng)度(mpa)實(shí)施例135.453.5實(shí)施例234.753.0實(shí)施例333.052.4實(shí)施例432.551.5實(shí)施例534.352.8實(shí)施例633.652.1從表3可以看出，實(shí)施例1-6所得pc/abs塑料合金制品的沖擊強(qiáng)度在32kj/m2以上，拉伸強(qiáng)度在51mpa以上；結(jié)合表2可得，本發(fā)明的pc/abs塑料合金兼顧力學(xué)性能和阻燃性能。當(dāng)前第1頁(yè)12