专利名称：高厚壁冲击强度的无卤阻燃pc/abs合金材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及合金材料领域，具体涉及一种高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料。
背景技术：
将聚碳酸酯(PC)与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)按一定比例共混制成PC/ABS合金，在全球工业中的用途非常广泛，是塑料中用量较大、增长较快的品种之一。现有应用PC/ABS合金的主要部件有:笔记本外壳、家电外壳、汽车仪表板、门把手、车灯等等。PC/ABS合金融合了 PC和ABS两种树脂的优越性能，用途很广泛，它增加ABS耐热尺寸安定性、改善PC低温、后壁耐冲性、降低成本；抗冲击工程塑料。可以满足各种部件尤其是动车座椅材料所需要的超高的厚壁冲击要求，耐应力开裂性能，超高的流动性能，高耐热的要求，容易回收，解决环保等问题使其非常迅速的增长。随着我国闻速铁路的迅速的发展，尤其是武广闻铁，点沪闻铁的开通，闻速铁路已经迅速成为人民群众出行的重要方式。而动车上使用的工程塑料品种和用量也越来越多。但目前我国高铁上塑料主要还是以热固性塑料为主，例如:玻璃钢、酚醛树脂、尿醛树脂等等。但是热固性塑料存在加工困难，回收难以及不环保等问题，因此使用热塑性塑料替代热固性塑料成为一种趋势，并且在加快进行中。另外我国在高铁和动车上使用的塑料占列车自重的比例远低于发达国家，且列车用塑料占塑料总消耗的比例也远远低于发达国家。因此，动车用塑料市场的前景广阔，其中动车和高铁上使用的行李架配件，车座椅配件等都可以采用热塑性塑料来代替。以动车座椅为例，原来使用的是玻璃钢材料，玻璃钢具有高刚性、高韧性、阻燃，加工较容易，并且克服了制件薄厚冲击强度差异很大的问题，但是玻璃钢材料存在回收困难等问题。因此有必要继续寻找一种热塑性改性塑料，来满足这些使用要求，并且能够很好的回收利用。PC/ABS合金材料具有优异的外观，并且综合了 PC和ABS材料的各种优点，较好的刚性和韧性，另外PC/ABS合金材料是热塑性塑料中，最容易改性为无卤阻燃的材料之一。另外PC/ABS合金材料容易回收，使用范围广泛，有希望替代玻璃钢材料来制作动车座椅的理想材料。PC/ABS合金材料虽然具有上述优点，但是由于PC材料的特殊性，使得PC/ABS合金材料的冲击强度随着制件厚度的变厚，将会产生巨大的下降。而且PC/ABS合金材料还要保持很好的刚性、优异的阻燃性能以及超高的流动性才能满足动车座椅用塑料的要求。现有的PC/ABS合金材料还不具备上述整体性能，所以将PC/ABS合金材料运用于动车和高铁座椅上的运用文献还没有报道，这方面的理论研究也几乎为零。中国专利ZL200710045396.1公开了一种无卤阻燃耐热聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物合金树脂 ，由以下重量百分比原料组成:PC树脂53% 65%、ABS类树脂12% 24%、阻燃剂6% 18%、耐热改性剂3% 12%、增韧剂0.6% 3%、光热稳定剂
0.1% 1%、加工助剂0.6% 3%。该合金采用了耐热改性剂耐热性强、阻燃性能好，但熔体流动性和厚壁冲击强度一般，比较容易产生开裂，不能满足动车座椅用塑料的要求。因此，有必要开发一种新的适用于动车座椅的PC/ABS合金材料。
发明内容
本发明的目的在于:制备一种具有高耐热、高流动、耐开裂的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料。本发明的技术解决方案是:一种高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，由如下质量百分比的原料制
成:
PC树脂40% 83%
ABS 树脂10°/。 50%
增$刃剂1% 10%
主抗氧剂0.2%—I %
辅助抗氧剂0.2% 1%内润滑剂0.3% 5%
外润滑剂0.4% 5%
抗滴落剂0.5% 5%
主阻燃剂3% 13%
协效阻燃剂0.2% 10%。本发明通过对动车座椅材料的研究，利用特定用量的PC树脂和特定用量的ABS树脂作为基体材料，同时辅以特定用量的增韧剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑齐U、抗滴落剂、主阻燃剂和协效阻燃剂，通过各原料之间的协同增效，得到具有高耐热、高流动、耐开裂的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料。为了进一步提高合金材料的性能，所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，优选由如下质量百分比的原料制成:PC 树脂61.2% 67.2% ABS树脂15% 17%
增韧剂5% 7%
主抗氧剂0.2%
辅助抗氧剂0.2%内润滑剂0.3%外润滑剂0.4%抗滴落剂0.5%主阻燃剂6% 13%
协效阻燃剂0.2% 7% ο所述的PC树脂在300°C、载荷1.2Kg时的熔融指数(MI)为15g/10min 30g/10min,优选为 22g/10min 30g/10min。所述的ABS树脂选用高熔指、高韧性的ABS树脂，可选用在220°C、载荷IOKg时的熔融指数为20g/10min 30g/10min的ABS树脂；进一步优选牌号为8434的ABS树脂、牌号为3513的ABS树脂中的一种或两种。所述的增韧剂选用苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚酯弹性体、聚烯烃弹性体、橡胶质量百分含量大于65%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物等中的一种或两种以上。所述的橡胶质量百分含量大于65%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物可选用牌号为HR-181的增韧剂。`所述的主抗氧剂选用β_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇或2，6-二叔丁基对甲酚；所述的辅助抗氧剂为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、硫代三丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂醇酯。所述的内润滑剂选用E蜡、硬脂酸钙、PE蜡中的一种或两种以上；所述的外润滑剂为硅酮粉、硅酮母粒、季戊四醇硬脂酸酯(PETSJn Ρ861)中的一种或两种以上。 所述的抗滴落剂选用聚四氟乙烯或者低聚磷酸酯。所述的主阻燃剂选用双酚A双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)或者红磷。所述的协效阻燃剂选用磷酸三苯酯(ΤΡΡ)、磷酸三甲苯酯、丁基磷酸三芳酯中的一种或两种以上。所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，进一步优选由如下质量百分比的原料制成:PC 树脂61.2%
ABS3513 树脂17%
增_剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯二元共聚物 7%
主抗氧剂10100.2%
辅助抗氧剂1680.2%
内润滑剂E蜡0.3%
外润滑剂硅酮粉0.2% 外润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2%
抗滴落剂聚四氟乙烯0.5%
主阻燃剂间苯二酚双(二苯基磷酸酯)13% 协效阻燃剂磷酸II苯酯0.2%;所述的PC树脂在300°C、载荷1.2Kg时的熔融指数(MI)为22g/10min 30g/10min。该优选组成的合金材料的综合性能优异，高厚壁冲击强度更加稳定，具有意想不到的技术效果。本发明中当选用的一类助剂为两种以上时，可选用任意比。所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料可采用现有设备制备。优选，所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料的制备方法，包括步骤:将原料混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机由进料段到机头的温度分别为:240°C ±10°C、260°C ±10°C、260°C ±10°C、260°C ±10°C、255°C ±10°C、250°C ±10°C、250°C ±10°C、250°C ±10°C、250°C ± 10°C，模头:260°C ±10°C ；然后经过水冷、切粒和干燥，得到高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料。所述的干燥的条件优选为:90°C干燥4小时。针对现有技术的不足，本发明的优点:本发明材料具有优异的机械性能、高阻燃性能、耐开裂性能以及优异的厚壁冲击性能，以及良好的成型加工性能，尤其是优异的厚壁缺口冲击性能。完全能够满足动车座椅的生产加工，以及使用要求，填补了适用于动车座椅等制件的PC/ABS合金材料的空白。本发明材料可以用于电子电器、汽车、动车座椅等制件，尤其可以代替玻璃钢运用于动车座椅。本发明PC/ABS合金材料的制备方法，采用现有设备，操作简单，适于工业化生产。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。ABS8434和ABS3513为由上海高桥石油化工公司生产的市售产品。增韧相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，吉化集团精细化学品有限公司生产。
抗滴落剂为聚四氟乙烯，上海尚瑞格塑胶有限公司生产。实施例1 4各原材料质量百分数见表I。将PC树脂与ABS树脂、以及各种助剂加入高混机高速搅拌(10000转/分钟)2分钟，混合均匀后加入到挤出机的主喂料器，然后加入到双螺杆挤出机中进行基础造粒。该挤出机温度分布如下:由进料段到机头分别为:240°C ±5°C、260°C ±5°C、260°C ±5°C、260 °C ±5°C、255°C ±5°C、25(TC ±5°C、25(TC ±5°C、25(TC ±5°C、25(TC ±5°C，模头:260°C ±5°C，材料挤出后经过水冷、切粒，然后包装。粒料在鼓风干燥箱，90°C干燥4小时，制得高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料。将制得的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料由注塑机制备测试样条。性能测试结果见表2。对比例I 3各原料质量百分数见表1，按照实施例1中的步骤加工并制备测试样条。性能测试结果见表2。表I对比例I 3和实施例1 4的原料质量百分数配比
权利要求
1.一种高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，由如下质量百分比的原料制成:PC树脂40% 83%ABS树脂10% 50%增韧剂1% 10% 主抗氧剂0.2%-1 % 辅助抗氧剂0.2% I % 内润滑剂0.3%-5% 外润滑剂0.4%-5% 抗滴落剂0.5% 5% 主阻燃剂3% 13% 协效阻燃剂0.2% 10%
2.根据权利要求1所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，由如下质量百分比的原料制成: PC 树脂61.2% 67.2% ABS树月旨15% 17% 增韧剂5% 7% 主抗氧剂0.2% 辅助抗氧剂0.2% 内润滑剂0.3% 外润滑剂0.4`%抗滴落剂0.5%主阻燃剂6% 13% 协效阻燃剂0.2% 7% ο
3.根据权利要求1或2所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的PC树脂在300°C、载荷1.2Kg时的熔融指数为15g/10min 30g/10min ;所述的ABS树脂在220°C、载荷IOKg时的熔融指数为20g/10min 30g/10min。
4.根据权利要求1或2所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚酯弹性体、聚烯烃弹性体、橡胶质量百分含量大于65%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1或2所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的主抗氧剂为β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇或2，6- 二叔丁基对甲酚；所述的辅助抗氧剂为三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代三丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂醇酯。
6.根据权利要求1或2所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的内润滑剂为E蜡、硬脂酸钙、PE蜡中的一种或者两种以上；所述的外润滑剂为硅酮粉、硅酮母粒、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或者两种以上。
7.根据权利要求1或2所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯或者低聚磷酸酯。
8.根据权利要求1或2所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的主阻燃剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)或者红磷。
9.根据权利要求1或2所述的高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的协效阻燃剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、丁基磷酸三芳酯中的一种或两种以上。
全文摘要
本发明公开了一种高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料，由如下质量百分比的原料制成PC树脂40%～83%、ABS树脂10%～50%、增韧剂1%～10%、主抗氧剂0.2%～1%、辅助抗氧剂0.2%～1%、内润滑剂0.3%～5%、外润滑剂0.4%～5%、抗滴落剂0.5%～5%、主阻燃剂3%～13%和协效阻燃剂0.2%～10%。本发明利用特定用量PC树脂和特定用量ABS树脂作为基体材料，同时辅以特定用量增韧剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂、抗滴落剂、主阻燃剂和协效阻燃剂，通过各原料之间的协同增效，得到具有高耐热、高流动、耐开裂、高厚壁冲击强度的无卤阻燃PC/ABS合金材料。
文档编号C08K13/02GK103073869SQ20131002834
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者杨燕, 黄志杰, 顾伟, 左绍文, 沈岳新, 杨仓先 申请人:上海俊尔新材料有限公司, 浙江俊尔新材料股份有限公司