專利名稱：：固體縮聚型磷酸酯阻燃abs/pc合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及有機(jī)高分子材料領(lǐng)域，具體地說是一種固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
：我們知道，阻燃丙烯腈_丁二烯_苯乙烯共聚物(ABS)/聚碳酸酯(PC)合金是一種重要的工程塑料合金，比單純的PC和ABS樹脂性能都要優(yōu)異。無鹵阻燃ABS/PC合金具有良好的成型性和耐低溫沖擊性能、較好的熱變形溫度、光穩(wěn)定性以及良好的阻燃性能。與PC相比，降低了熔體粘度，改善了加工性能，并大大提高了產(chǎn)品耐應(yīng)力開裂的性能；與ABS相比，提高了耐熱性和耐候性，成本介于PC和ABS之間，又兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)，能更好地應(yīng)用于汽車、電子、電器等行業(yè)。近年來，無鹵阻燃劑和無鹵阻燃材料的發(fā)展較快，國外已經(jīng)開發(fā)出一系列不同的無鹵阻燃PC/ABS、無鹵PC/PBT、無鹵PBT/ABS等合金，以應(yīng)對(duì)很多國際化公司對(duì)無鹵阻燃產(chǎn)品的要求，而我國在這方面的研究起步較晚，到目前為止尚處于應(yīng)用開發(fā)階段。2008年公開的一個(gè)專利CNlO1067038使用了硅類阻燃劑，制備的PC/ABS合金具有良好的尺寸穩(wěn)定性和低溫韌性。2008年公開的一個(gè)專利CNlO1003670，制備的無鹵PC/ABS具有和有鹵產(chǎn)品相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能，方法簡(jiǎn)單，易于操作。但前述兩種合金材料流動(dòng)性能、表面光亮度、力學(xué)性能、抗老化性較差，同時(shí)成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是生產(chǎn)丙烯腈_丁二烯_苯乙烯/聚碳酸酯合金材料，通過材料選擇，配方優(yōu)化，工藝調(diào)整，使材料有超高的流動(dòng)性能、表面光亮、力學(xué)性能優(yōu)異、阻燃性好、抗老化性好，同時(shí)成本較低。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料，經(jīng)下列步驟制得，將CBT樹脂、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、酚類抗氧劑和亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中混合，將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出，產(chǎn)物經(jīng)過熱切粒，風(fēng)干冷卻，制得阻燃母料，將干燥好的聚碳酸酯、丙烯腈_丁二烯_苯乙烯共聚物、丙烯腈_三元乙丙膠_苯乙烯共聚物和阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌，攪拌同時(shí)加入增韌相容劑、聚四氟乙烯和潤滑劑攪拌，將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒，其技術(shù)特征是，原料組成以重量百分比計(jì)包括阻燃母料CBT樹脂1930、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑6980、酚類抗氧劑0.10.5、亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑0.11；固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3550、聚碳酸酯815、阻燃母料3040、丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物815、增韌相容劑15、聚四氟乙烯0.21、潤滑劑0.20.6。一種制造前述固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料的制備方法，它可以用下述方法得到，其中原料組成以重量百分比計(jì)母料制備將1930CBT樹脂、6980固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、0.10.5酚類抗氧劑和0.11%亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中，低速混合60秒；將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出；共混加工溫度為180200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過熱切粒，風(fēng)干冷卻，待用；原材料干燥聚碳酸酯在120°C干燥4小時(shí)，水分含量保證在0.03%以下，待用；丙烯腈_丁二烯_苯乙烯共聚物和丙烯腈_三元乙丙膠_苯乙烯共聚物在80°C干燥4小時(shí)，待用；混合將干燥好的3550%丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、815%聚碳酸酯、815%的丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物和3040阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌；攪拌同時(shí)加入15%增韌相容劑、0.21%聚四氟乙烯和0.20.6%潤滑劑攪拌1分鐘；固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料擠出將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出；共混加工溫度為220250°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒。本發(fā)明還可通過如下措施來實(shí)現(xiàn)增韌相容劑為含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物。潤滑劑為硬脂酸酰胺系列。本發(fā)明通過材料選擇，配方優(yōu)化，工藝調(diào)整，使材料有超高的流動(dòng)性能、表面光亮、力學(xué)性能優(yōu)異、抗老化性好、阻燃性好，同時(shí)成本較低。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述實(shí)施例一1)阻燃母料生產(chǎn)將30kgCBT樹脂、69kg固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、0.2kg酚類抗氧劑和0.8kg亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中，低速混合60秒。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出。共混加工溫度為180200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過熱切粒，風(fēng)干冷卻，包裝備用。CBT樹脂具有大環(huán)寡聚酯結(jié)構(gòu)，是不同低分子量環(huán)狀齊聚物的混合物，獨(dú)特成分和低熔化粘度使其成為濃縮母料的理想基底樹脂，并且可以與無定形、半結(jié)晶性和結(jié)晶性樹脂兼容，提高流動(dòng)性。固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑，阻燃效果好，克服了傳統(tǒng)RDP\BDP類磷酸酯阻燃劑為液體，難于加工的問題。酚類抗氧劑，如β-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸十八碳醇酯等；亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑，如亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，硫代二丙酸二月桂酯等，兩種抗氧劑主要起到防止材料熱氧老化的作用。2)ABS/PC合金生產(chǎn)將9kg聚碳酸酯(PC)120°C干燥4小時(shí)；40kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和IOkg的丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物(AES)80°C干燥4小時(shí)。將干燥好的聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物(AES)和35kg阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌。攪拌同時(shí)加入5kg增韌相容劑(KT-22)、0.8kg聚四氟乙烯(PTFE)和0.2kg潤滑劑攪拌1分鐘。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出。共混加工溫度為220250°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)在材料組合物中為主要樹脂，含量不可以過低，否則影響材料的基本性能和成本；聚碳酸酯(PC)用量在一定范圍之內(nèi)，既可以提高ABS樹脂的加工溫度和低溫沖擊性能，又可降低阻燃母料的使用量。丙烯腈_三元乙丙膠_苯乙烯共聚物(AES)樹脂中EPDM(三元乙丙橡膠)分子鏈雙鍵含量少，故AES的耐候性比ABS高4、倍，AES的加入可以提高產(chǎn)品的抗老化性能。增韌相容劑(KT-22)用來增加PC和ABS兩種材料的相容性，以獲得性能更佳的合金材料，同時(shí)其還有增加材料沖擊強(qiáng)度的作用。增韌相容劑是含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物，如乙烯接枝丙烯酸酯、全丙烯酸酯核-殼型抗沖擊劑等或共聚化合物類，如丙烯酸甲酯_丁二烯_苯乙烯共聚物(MBS)等，也可以是兩者的混合物。聚四氟乙烯(PTFE)在配方中起到阻燃協(xié)效、防止滴落的作用，其含量在一定范圍之內(nèi)時(shí)對(duì)材料性能幾乎沒有影響。潤滑劑為硬脂酸酰胺系列，如乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、改性乙撐雙硬脂酸酰胺等或硅系列潤滑劑，如甲基含氫硅油、硅酮母粒、硅酮粉等，也可以是兩者的混合物，用來增加材料內(nèi)外潤滑性能，降低材料熔體強(qiáng)度，增加流動(dòng)性和加工性能。將生產(chǎn)出的材料在100°C干燥4小時(shí)，然后在注塑機(jī)上制備標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)性能測(cè)試樣條。注塑壓力3050Mpa，料筒溫度230240°C，模具溫度6080°C，注塑周期2040s。樣條的力學(xué)性能按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。性能見表1。實(shí)施例二1)阻燃母料生產(chǎn)將25kgCBT樹脂、74kg固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、0.Ikg酚類抗氧劑和0.9kg亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中，低速混合60秒。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出。共混加工溫度為180200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過熱切粒，風(fēng)干冷卻，包裝備用。2)ABS/PC合金生產(chǎn)將IOkg聚碳酸酯(PC)120°C干燥4小時(shí)；50kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和8kg的丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物(AES)80°C干燥4小時(shí)。將干燥好的聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物(AES)和30kg阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌。攪拌同時(shí)加入Ikg增韌相容劑(KT-22)、0.5kg聚四氟乙烯(PTFE)和0.5kg潤滑劑攪拌1分鐘，增韌相容劑是含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物，如乙烯接枝丙烯酸酯、全丙烯酸酯核_殼型抗沖擊劑等或共聚化合物類，如丙烯酸甲酯_丁二烯_苯乙烯共聚物(MBS)等，也可以是兩者的混合物；潤滑劑為硬脂酸酰胺系列，如乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、改性乙撐雙硬脂酸酰胺等或硅系列潤滑劑，如甲基含氫硅油、硅酮母粒、硅酮粉等，也可以是兩者的混合物。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出。共混加工溫度為220250°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒。將生產(chǎn)出的材料在100°C干燥4小時(shí)，然后在注塑機(jī)上制備標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)性能測(cè)試樣條。注塑壓力3050Mpa，料筒溫度230240°C，模具溫度6080°C，注塑周期2040s。樣條的力學(xué)性能按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。性能見表1。實(shí)施例三本發(fā)明還可通過下列實(shí)施例所示的重量百分比來實(shí)現(xiàn)，其制備方法與前述實(shí)施例相同1)阻燃母料CBT樹脂19、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑80、酚類抗氧劑0.4、亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑0.6。酚類抗氧劑如β_(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸十八碳醇酯等。亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑如亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，硫代二丙酸二月桂酯寸。2)ABS/PC合金材料丙烯腈_丁二烯_苯乙烯共聚物35、聚碳酸酯15、前述阻燃母料40、丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物8、增韌相容劑1、聚四氟乙烯0.4、潤滑劑0.6。增韌相容劑是含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物，如乙烯接枝丙烯酸酯、全丙烯酸酯核_殼型抗沖擊劑等或共聚化合物類，如丙烯酸甲酯_丁二烯_苯乙烯共聚物(MBS)等，也可以是兩者的混合物。潤滑劑為硬脂酸酰胺系列，如乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、改性乙撐雙硬脂酸酰胺等或硅系列潤滑劑，如甲基含氫硅油、硅酮母粒、硅酮粉等，也可以是兩者的混合物。實(shí)施例四本發(fā)明還可通過下列實(shí)施例所示的重量百分比來實(shí)現(xiàn)，其制備方法與前述實(shí)施例相同1)阻燃母料CBT樹脂25、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑74、酚類抗氧劑0.2、亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑0.8。酚類抗氧劑如β_(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸十八碳醇酯等。亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑如亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，硫代二丙酸二月桂酯寸。2)ABS/PC合金材料丙烯腈_丁二烯_苯乙烯共聚物40、聚碳酸酯8、前述阻燃母料33、丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物15、增韌相容劑3、聚四氟乙烯0.6、潤滑劑0.4。增韌相容劑是含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物，如乙烯接枝丙烯酸酯、全丙烯酸酯核-殼型抗沖擊劑等或共聚化合物類，如丙烯酸甲酯_丁二烯_苯乙烯共聚物(MBS)等，也可以是兩者的混合物。潤滑劑為硬脂酸酰胺系列，如乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、改性乙撐雙硬脂酸酰胺等或硅系列潤滑劑，如甲基含氫硅油、硅酮母粒、硅酮粉等，也可以是兩者的混合物。本發(fā)明所有的原材料，阻燃劑、增韌相容劑、潤滑劑和抗氧劑等以合適的比例相互配合、協(xié)同作用，使得利用本發(fā)明制備的ABS/PC合金材料具有以下優(yōu)良性能1、良好的加工性能在本ABS/PC合金材料中，由于各種助劑的配合使用，尤其是CBT樹脂的使用，使得材料具有優(yōu)良的加工流動(dòng)性能。加工溫度與聚碳酸酯(PC)比較有明顯下降，在230240°C即可以方便的加工成型，有很好的工藝適應(yīng)性、穩(wěn)定性與重現(xiàn)性，能夠連續(xù)生產(chǎn)。如熔融指數(shù)達(dá)到50g/10min。2、優(yōu)異的力學(xué)性能本發(fā)明的組分中有增韌相容劑。在各個(gè)組分合適的比例協(xié)同作用下，作為增韌相容劑，在PC與ABS之間起到了表面活性劑的作用，發(fā)生了一定的化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)了PC與ABS之間的分子鏈的擴(kuò)散。在一定的含量范圍內(nèi)，增韌相容劑使合金材料的沖擊強(qiáng)度提高，拉伸強(qiáng)度等剛性得以保持，綜合性能好。如拉伸強(qiáng)度達(dá)到4555MPa，彎曲強(qiáng)度達(dá)到7080MPa，沖擊強(qiáng)度達(dá)到10_15kJ/m2等。3、良好的阻燃性能本發(fā)明的組分中有固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑。固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑和PC樹脂具有良好的相容性，分散均勻，不析出，在一定的比例下使用可以滿足材料的阻燃性能，達(dá)到UL94V0級(jí)阻燃。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求一種固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料，經(jīng)下列步驟制得，將CBT樹脂、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、酚類抗氧劑和亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中混合，將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出，產(chǎn)物經(jīng)過熱切粒，風(fēng)干冷卻，制得阻燃母料，將干燥好的聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物和阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌，攪拌同時(shí)加入增韌相容劑、聚四氟乙烯和潤滑劑攪拌，將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒，其技術(shù)特征是，原料組成以重量百分比計(jì)包括阻燃母料CBT樹脂19～30、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑69～80、酚類抗氧劑0.1～0.5、亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑0.1～1；固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物35～50、聚碳酸酯8～15、阻燃母料30～40、丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物8～15、增韌相容劑1～5、聚四氟乙烯0.2～1、潤滑劑0.2～0.6。2.一種制造前述固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料的制備方法，它可以用下述方法得到，其中原料組成以重量百分比計(jì)母料制備將1930CBT樹脂、6980固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、0.10.5酚類抗氧劑和0.11%亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑倒入高速混合機(jī)中，低速混合60秒；將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中強(qiáng)制喂料共混擠出；共混加工溫度為180200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過熱切粒，風(fēng)干冷卻，待用；原材料干燥聚碳酸酯在120°C干燥4小時(shí)，水分含量保證在0.03%以下，待用；丙烯腈_丁二烯_苯乙烯共聚物和丙烯腈_三元乙丙膠_苯乙烯共聚物在80°C干燥4小時(shí)，待用；混合將干燥好的3550丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、815聚碳酸酯、815%的丙烯腈_三元乙丙膠_苯乙烯共聚物和3040阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌；攪拌同時(shí)加入15%增韌相容劑、0.21%聚四氟乙烯和0.20.6%潤滑劑攪拌1分鐘；固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料擠出將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出；共混加工溫度為220250°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒。3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料及其制備方法，其特征在于所說的增韌相容劑為含有丙烯酸酯官能團(tuán)的接枝化合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料及其制備方法，其特征在于所說的潤滑劑為硬脂酸酰胺系列。全文摘要本發(fā)明涉及有機(jī)高分子領(lǐng)域，具體地說是一種固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料及其制備方法。將CBT樹脂、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑、酚類抗氧劑和亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑混合，制得阻燃母料，將聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物和阻燃母料倒入高速混合機(jī)中，同時(shí)加入增韌相容劑、聚四氟乙烯和潤滑劑攪拌，原料組成以重量百分比計(jì)包括阻燃母料CBT樹脂19～30、固體縮聚型磷酸酯類阻燃劑69～80、酚類抗氧劑0.1～0.5、亞磷酸酯類或者硫代酯類抗氧劑0.1～1；固體縮聚型磷酸酯阻燃ABS/PC合金材料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物35～50、聚碳酸酯8～15、阻燃母料30～40、丙烯腈-三元乙丙膠-苯乙烯共聚物8～15、增韌相容劑1～5、聚四氟乙烯0.2～1、潤滑劑0.2～0.6。文檔編號(hào)C08K5/521GK101824203SQ201010176159公開日2010年9月8日申請(qǐng)日期2010年5月19日優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日發(fā)明者蘭浩,王保續(xù)申請(qǐng)人:威海聯(lián)橋新材料科技股份有限公司