低烟纳米阻燃PC/ABS合金及其制备方法.pdf

本发明公开了一种低烟纳米阻燃PC/ABS合金及其制备方法。本发明的低烟纳米阻燃PC/ABS合金，其组分按质量百分数配比为：PC50%～60%、ABS20%～30%、纳米阻燃剂10%～15%、偶联剂0.1%～0.5%、有机硅阻燃剂2%～5%、增韧剂3%～8%、相容剂1%～3%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1%。本发明的有益效果是，本发明的低烟纳米阻燃PC/ABS合金，在保持较高的力学性能同时，具有良好的阻燃性能和加工性能，而且阻燃效率高（达到UL94V-0等级）、热稳定性好，阻燃过程中具有低烟、无毒、环保等优点，成本低廉，经济效益高，可适于汽车、电子电器、机械设备等领域。

权利要求书
1.  一种低烟纳米阻燃PC/ABS合金，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PC 50%～60%、ABS 20%～30%、纳米阻燃剂10%～15%、偶联剂0.1%～0.5%、有机硅阻燃剂2%～5%、增韧剂3%～8%、相容剂1%～3%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1%。

2.  根据权利要求1所述的低烟纳米阻燃PC/ABS合金，其特征在于，所述的纳米阻燃剂为粒径在1～100nm之间的氢氧化镁、氢氧化铝、有机蒙脱土中的一种。

3.  根据权利要求1所述的低烟纳米阻燃PC/ABS合金，其特征在于，所述的有机硅阻燃剂为市售的SFR-100阻燃剂或SFR-1000阻燃剂。

4.  根据权利要求1所述的低烟纳米阻燃PC/ABS合金，其特征在于，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（MBS）。

5.  根据权利要求1所述的低烟纳米阻燃PC/ABS合金，其特征在于，所述的相容剂为丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐（AS-g-MAH）。

6.  根据权利要求1所述的低烟纳米阻燃PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，待用；
（2）、将按重量配比称取的纳米阻燃剂加入筒体温度维持在80℃～120℃的高速混合机中搅拌10～30分钟，然后加入按重量配比称取的偶联剂，继续搅拌20～40分钟，得到表面改性的纳米阻燃剂，然后冷却至低于40℃出料，待用；
（3）、按重量配比称取干燥的PC和ABS，并分别加入高速混合机中混合均匀后，加入步骤（2）的产物，同时加入按重量配比称取的有机硅阻燃剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂，使一起搅拌10～30分钟和均匀混合后，出料；
（4）、将步骤（3）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，在230℃～270℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的低烟纳米阻燃PC/ABS合金。

说明书低烟纳米阻燃PC/ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种低烟纳米阻燃PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯（PC）是一种分子链重复单元为碳酸酯型的聚合物，为一种工程塑料。由于PC具有冲击强度高、抗蠕变性和尺寸稳定性好、耐热、透明、吸水率低、无毒、介电性能优良等优点，已被广泛应用。然而，PC也存在加工流动性差、易应力开裂、对缺口敏感、容易磨损、耐化学药品性差、价格偏高等缺陷，这些不足使它在许多领域的应用受到限制。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）具有良好的耐冲击性和加工流动性，且价格便宜，但是在其它力学性能等方面有欠缺。将PC与ABS为主要原料进行共混得到的PC/ABS合金，其性能可以弥补单一组分的不足，达到取长补短的效果；但在阻燃方面，虽然PC本身的阻燃性可以达到UL94 V-2 级，但由于ABS的加入却降低了PC的阻燃性，为了满足PC/ABS合金在实际应用中的防火安全要求和达到V-0级水平，则需要对PC/ABS合金进行阻燃改性处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低烟纳米阻燃PC/ABS合金及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：低烟纳米阻燃PC/ABS合金，其组分按质量百分数配比为：PC 50%～60%、ABS 20%～30%、纳米阻燃剂10%～15%、偶联剂0.1%～0.5%、有机硅阻燃剂2%～5%、增韧剂3%～8%、相容剂1%～3%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1%。
所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，其分子量为18000～40000。
所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中丙烯腈的质量百分数含量为10%～30%、丁二烯的质量百分数含量为5%～25%。
所述的纳米阻燃剂为粒径在1～100nm之间的氢氧化镁、氢氧化铝、有机蒙脱土中的一种。
所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。
所述的有机硅阻燃剂为市售的SFR-100阻燃剂或SFR-1000阻燃剂。
所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（MBS）。
所述的相容剂为丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐（AS-g-MAH）。
所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1：1的复配物。
所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸钙、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
上述的低烟纳米阻燃PC/ABS合金的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，待用；
（2）、将按重量配比称取的纳米阻燃剂加入筒体温度维持在80℃～120℃的高速混合机中搅拌10～30分钟，然后加入按重量配比称取的偶联剂，继续搅拌20～40分钟，得到表面改性的纳米阻燃剂，然后冷却至低于40℃出料，待用；
（3）、按重量配比称取干燥的PC和ABS，并分别加入高速混合机中混合均匀后，加入步骤（2）的产物，同时加入按重量配比称取的有机硅阻燃剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂，使一起搅拌10～30分钟和均匀混合后，出料；
（4）、将步骤（3）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，在230℃～270℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的低烟纳米阻燃PC/ABS合金。
本发明的有益效果是，本发明的低烟纳米阻燃PC/ABS合金，在保持较高的力学性能同时，具有良好的阻燃性能和加工性能，而且阻燃效率高（达到UL94 V-0等级）、热稳定性好，阻燃过程中具有低烟、无毒、环保等优点，成本低廉，经济效益高，可适于汽车、电子电器、机械设备等领域。
具体实施方式
下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
一种低烟纳米阻燃PC/ABS合金，其组分按质量百分数配比为：PC 53%、ABS 20%、粒径在1～100nm之间的氢氧化镁15%、钛酸酯偶联剂0.5%、SFR-100阻燃剂3%、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（MBS）5%、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐（AS-g-MAH）2%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1：1的复配物0.5%、硬脂酸钙1%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，其分子量为18000～40000；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中丙烯腈的质量百分数含量为10%～30%、丁二烯的质量百分数含量为5%～25%。
制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，待用；（2）、将按重量配比称取的粒径在1～100nm之间的氢氧化镁加入筒体温度维持在80℃～120℃的高速混合机中搅拌10～30分钟，然后加入按重量配比称取的钛酸酯偶联剂，继续搅拌20～40分钟，得到表面改性的氢氧化镁，然后冷却至低于40℃出料，待用；（3）、按重量配比称取干燥的PC和ABS，并分别加入高速混合机中混合均匀后，加入步骤（2）的产物，同时加入按重量配比称取的SFR-100阻燃剂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（MBS）、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐（AS-g-MAH）、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1：1的复配物、硬脂酸钙，使一起搅拌10～30分钟和均匀混合后，出料；（4）、将步骤（3）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，在230℃～270℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的低烟纳米阻燃PC/ABS合金。
实施例2：
一种低烟纳米阻燃PC/ABS合金，其组分按质量百分数配比为：PC 50%、ABS 24%、粒径在1～100nm之间的氢氧化铝10%、钛酸酯偶联剂0.5%、SFR-100阻燃剂3.5%、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（MBS）8%、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐（AS-g-MAH）3%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1：1的复配物0.2%、季戊四醇硬脂酸酯0.8%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，其分子量为18000～40000；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中丙烯腈的质量百分数含量为10%～30%、丁二烯的质量百分数含量为5%～25%。
制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，待用；（2）、将按重量配比称取的粒径在1～100nm之间的氢氧化铝加入筒体温度维持在80℃～120℃的高速混合机中搅拌10～30分钟，然后加入按重量配比称取的钛酸酯偶联剂，继续搅拌20～40分钟，得到表面改性的氢氧化铝，然后冷却至低于40℃出料，待用；（3）、按重量配比称取干燥的PC和ABS，并分别加入高速混合机中混合均匀后，加入步骤（2）的产物，同时加入按重量配比称取的SFR-100阻燃剂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（MBS）、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐（AS-g-MAH）、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1：1的复配物、季戊四醇硬脂酸酯，使一起搅拌10～30分钟和均匀混合后，出料；（4）、将步骤（3）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，在230℃～270℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的低烟纳米阻燃PC/ABS合金。