本發(fā)明屬于pc/abs塑料合金
技術領域：
，具體涉及一種無鹵阻燃的pc/abs塑料合金，同時還涉及一種無鹵阻燃的pc/abs塑料合金的制備方法。
背景技術：
：聚碳酸酯(pc)是一種無定型、無味、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℃下長期使用；pc有很好的機械性能，但流動性較差，注塑過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，并且在燃燒時會滴下熱熔體，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)良的抗沖擊強度、加工性能、化學穩(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標準屬于hb級別，同時燃燒時還會釋放大量的黑煙以及有毒氣體，限制了其廣泛應用。聚碳酸酯與abs樹脂共混所得的pc/abs塑料合金在性能上可形成互補，該塑料合金同時具有pc和abs兩者的優(yōu)良性能，如耐熱性、沖擊強度、拉伸強度優(yōu)于abs，且熔體粘度比pc低，加工性能比pc好，制品內應力和沖擊強度對制品厚度的敏感性都大大降低，減少pc應力開裂狀況，降低生產成本。因此近年來，pc/abs塑料合金在汽車、機械、家電、計算機、通訊器材、辦公設備等領域獲得了廣泛的應用。但是，pc/abs塑料合金同時也受限于pc、abs樹脂兩者的缺陷，其阻燃性能低于pc本身，因此必須通過阻燃改性才能保證其在電子電氣、汽車等有阻燃要求領域的應用。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單、投入少、見效快等優(yōu)點而被廣泛使用。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)點在于阻燃效率高、阻燃效果好，且對復合材料的力學性能幾乎沒有影響；但是采用溴系阻燃劑的塑料合金在燃燒時會生成較多的煙和腐蝕性氣體(hx)，甚至會釋放有毒致癌物質，因此限制了鹵系阻燃劑的使用，無鹵阻燃劑得到一定的發(fā)展?，F(xiàn)有的無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、持久的特點；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，必然影響pc/abs塑料合金本身的力學性能，兩者不能兼顧。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種無鹵阻燃的pc/abs塑料合金，在保證塑料合金力學性能的基礎上，具有顯著的阻燃效果。本發(fā)明的第二個目的是提供一種上述的無鹵阻燃的pc/abs塑料合金的制備方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為：一種無鹵阻燃的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。所述相容劑為馬來酸酐接枝abs。所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯。上述的無鹵阻燃的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。所述潤滑劑為硅酮潤滑劑。本發(fā)明的無鹵阻燃的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物質復配的復合阻燃劑，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結構，一方面保證塑料合金的力學強度，另一方面在燃燒過程中形成緊湊、致密、均勻的炭層結構，有效抑制聚合物分子鏈的熱運動，提高復合體系的粘度；該炭層結構還能起到減少揮發(fā)性可燃物質逸出和外界氧氣進入的功效，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過程，提高材料的熱穩(wěn)定性，又阻止燃燒產生的揮發(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能加快聚合物的成炭速度，促進聚合物分子交聯(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協(xié)同阻燃，阻燃劑添加量少，在保證塑料合金力學性能的基礎上，限氧指數(shù)達到30vol％以上，垂直燃燒等級達到ul94v-0，具有顯著的阻燃效果；同時，阻燃劑無鹵，綠色環(huán)保，適合推廣使用。一種上述的無鹵阻燃的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?；交撬徕洝?0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進行擠出，擠出溫度為250-260℃。步驟3)中采用雙螺桿擠出機進行擠出，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)劑對石墨烯進行改性處理，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-苯磺酰基苯磺酸鉀與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。具體實施方式下面結合具體實施方式對本發(fā)明做進一步的說明。具體實施方式中，所用的聚碳酸酯為聚雙酚a碳酸酯，熔體流動速率(mfr)10g/10min(220℃×10kg)。所用的abs樹脂為市售商品，熔體流動速率6.5g/10min(220℃×10kg)所用的相容劑為馬來酸酐熔融接枝abs，馬來酸酐接枝率為2wt％。具體實施方式中，用硅烷偶聯(lián)劑kh550對石墨烯進行改性的方法為：將1g石墨烯分散在500ml無水乙醇中，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，用無水乙醇、去離子水反復洗滌所得固體，后60℃烘干，即的改性石墨烯。實施例1本實施例的無鹵阻燃的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?；交撬徕?.05份、抗氧劑10100.5份、硅酮潤滑劑0.5份。本實施例的無鹵阻燃的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(一區(qū)250℃、二區(qū)255℃、三區(qū)260℃，機頭255℃，轉速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重量份的硅酮潤滑劑，采用雙螺桿擠出機(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℃，機頭230℃，轉速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。實施例2-6的無鹵阻燃的pc/abs塑料合金，主要原料如表1所示。表1實施例2-6的無鹵阻燃的pc/abs塑料合金的原料表(單位：重量份數(shù))實施例2-6的無鹵阻燃的pc/abs塑料合金的制備方法，除主要原料如表1所示外，其余同實施例1。實驗例1本實驗例對實施例1-6所得無鹵阻燃的pc/abs塑料合金制品的阻燃性能進行檢測，結果如表2所示。其中，極限氧指數(shù)(loi)為特定實驗環(huán)境中維持樣品燃燒的最低氧氣濃度；采用標準gb2406-93規(guī)定的方法測試。垂直燃燒測試(ul94)按照標準gb/t2408-1996規(guī)定的方法測試。表2實施例1-6所得pc/abs塑料合金制品的阻燃性能檢測結果pc/abs塑料合金制品loi(vol％)ul94熔滴實施例131.3v-0無實施例231.0v-0無實施例330.8v-0無實施例430.1v-0無實施例531.4v-0無實施例630.6v-0無從表2可以看出，實施例1-6所得pc/abs塑料合金制品的限氧指數(shù)達到30vol％以上，垂直燃燒等級達到ul94v-0，說明本發(fā)明的pc/abs塑料合金具有顯著的阻燃效果。實驗例2本實驗例對實施例1-6所得無鹵阻燃的pc/abs塑料合金制品的力學性能進行檢測，結果如表3所示。其中，沖擊強度、拉伸強度分別按照gb/t1043-93、gb/t1040-92標準測試。表3實施例1-6所得pc/abs塑料合金制品的力學性能檢測結果pc/abs塑料合金制品沖擊強度(kj/m2)拉伸強度(mpa)實施例135.453.5實施例234.753.0實施例333.052.4實施例432.551.5實施例534.352.8實施例633.652.1從表3可以看出，實施例1-6所得pc/abs塑料合金制品的沖擊強度在32kj/m2以上，拉伸強度在51mpa以上；結合表2可得，本發(fā)明的pc/abs塑料合金兼顧力學性能和阻燃性能。當前第1頁12