一种抗静电、无卤阻燃、耐热PC/ABS合金材料及其制备方法与流程

本发明属于pc/abs合金材料，具体涉及一种抗静电、无卤阻燃、耐热pc/abs合金材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚碳酸酯(pc)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，具有耐高温、阻燃性和电绝缘性好、尺寸稳定、无毒无味等特性，但是pc也存在熔体黏度高、流动性差、对缺口敏感、易应力开裂、耐有机化学品性能差、价格偏高等缺点，这限制了它在诸多领域中的应用。

2、abs综合了三种单体的性能，其低温抗冲击性能、耐化学药品性及成型加工性能良好，价格相对便宜，被广泛应用于汽车、电器、仪器仪表等领域，但其存在阻燃性能、耐高温性及耐候性较差等缺点。

3、pc/abs合金是最早实现工业化生产的一种聚碳酸酯改性产品，是一种重要的工程塑料合金。pc/abs合金兼具pc和abs的优点，一方面合金可以提高abs的耐热性能和拉伸强度，另一方面还可以降低pc的熔体粘度，改善加工性能，可用于成型大面积及复杂的制品，同时可以降低制品的内应力，提高耐低温冲击性能。pc/abs合金材料已在汽车工业上得到广泛的应用，是汽车最适宜的内装材料，特别是用作仪表板支架、盖板、通风口、托架、散热器格栅、转向柱保护套的原材料。目前pc/abs在计算机、通讯工具、办公设备等行业也有了广泛的应用。

4、pc/abs共混合金的阻燃化是近几年pc/abs开发的一个热点。pc本身具有一定的阻燃性(极限氧指数loi＝25)，但与abs(极限氧指数loi＝18.5)共混后，阻燃性能下降。为了满足pc/abs合金在电子、电器开关、电器等领域的应用，必须添加烟密度抑制剂。常见的阻燃pc/abs材料有卤系烟密度抑制剂(如四溴双酚a、溴化环氧齐聚物、十溴联苯醚、十溴二本乙烷等)与氧化锑组成的协效系统。赋予pc/abs很高的阻燃性，但其存在生烟量大、产生有毒的腐蚀性气体，妨碍救护及人员疏散，导致二次灾害发生。目前，以采用磷烟密度抑制剂、氮磷烟密度抑制剂、硅系烟密度抑制剂的无卤阻燃pc/abs合金材料研究报道较多。但是由于添加量较高，严重恶化了材料的各种力学性能及加工流动性，导致加工窗口变的更窄，这类产品在一些薄壁制品及大制件领域的应用受到一定程度的限制。

5、并且，pc/abs本身的高绝缘、易积聚静电(表面电阻率为4×1020ω)极大地限制了其应用。还有一些电子电器产品，照明设备，汽车等的一些部件对耐热性要求较高的，

6、因此，发展一种抗静电、无卤阻燃、耐热pc/abs成为今后发展的方向。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一种抗静电、无卤阻燃、耐热pc/abs合金材料及其制备方法。所述抗静电、无卤阻燃、耐热pc/abs合金材料具有良好的阻燃效果(ul94防火等级达到v-0)，且保证了较好的力学性能、耐候性能、抗静电性能及耐热性能。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种抗静电、无卤阻燃、耐热pc/abs合金材料，以重量份计，所述抗静电、无卤阻燃、耐热pc/abs合金材料的原料包括：

4、pc：60～80份；

5、abs:20～40份；

6、烟密度抑制剂:10～25份；

7、耐热剂:2～5份；

8、抗静电剂：1～3份；

9、增容剂：2～8份；

10、偶联剂：03～1份；

11、润滑剂：0.3～1份；

12、抗氧剂：0.3～1份。

13、进一步地，所述abs中，丙烯腈的重量百分比为10～30％，丁二烯的重量百分比为10～30％，苯乙烯的重量百分比为45～65％。具体地，所述pc为聚碳酸酯；所述abs为含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈、苯乙烯共聚的混合物。

14、进一步地，所述烟密度抑制剂为碳酸镁和九钼锰酸铵、碱性草酸铝、胶囊红磷中一种的混合物；

15、所述烟密度抑制剂中碳酸镁、九钼锰酸铵、碱性草酸铝均为纳米级粉末状，且碳酸镁、九钼锰酸铵、碱性草酸铝的纯度大于等于99.9％。优选地，采用的胶囊红磷的平均粒径小于20μm；

16、本发明中所述烟密度抑制剂中含有碳酸镁和其他抑制剂，进行阻燃抑烟的原理为：碳酸镁在高温下分解释放出二氧化碳和水，释放出二氧化碳气体、水蒸气稀释周围氧气的浓度，使得物体表面形成一层保护层，从而阻止氧气和热的进一步扩散；选用碳酸镁作为阻燃剂，对人体环境友好，不会产生有毒有害物质

17、所述烟密度抑制剂中碳酸镁、九钼锰酸铵、碱性草酸铝均为纳米级粉末状，增加了粒子的表面积，可使粒子表面的水蒸汽压上升，有利于阻燃性提高，同时，超细无机刚性粒子可增强高聚物与无机界面的相互作用，可更均匀地分散在基体树脂中，对高分子材料具有增韧增强效果；且高纯度组分的采用能够保证烟密度抑制剂中有效成分的含量，减少了烟密度抑制剂在合金材料中的使用量。

18、本发明中，所述烟密度抑制剂采用第一烟密度抑制剂、第二烟密度抑制剂和第三烟密度抑制剂中的任意一种；所述第一烟密度抑制剂中，碳酸镁和九钼锰酸铵质量比为1:(0.5-2)；所述第二烟密度抑制剂中，碳酸镁和碱性草酸铝质量比为1:(0.5-2)；所述第三烟密度抑制剂中，碳酸镁和胶囊红磷质量比为1:(0.5-2)；优选地，所述第一烟密度抑制剂中，碳酸镁和九钼锰酸铵质量比为1:1；所述第二烟密度抑制剂中，碳酸镁和碱性草酸铝质量比为1:1；所述第三烟密度抑制剂中，碳酸镁和胶囊红磷质量比为1:1。

19、且本发明中提供的烟密度抑制剂为环保无卤的无机矿物烟密度抑制剂，通过吸收热量来降低材料表面的温度，从而减少材料的燃烧，形成炭化层阻隔热传递，阻止与氧气接触；同时具备阻燃和抑烟效果。且本发明中所选用的烟密度抑制剂通过碳酸镁和九钼锰酸铵、碱性草酸铝、胶囊红磷中一种进行混合，得到的烟密度抑制剂不会影响材料的力学性能及加工流动性，且不会限制产品在薄壁制品及大制件领域的应用。

20、进一步地，所述耐热剂为α-甲基苯乙烯、苯乙烯-n-苯基马来酰亚胺共聚物(ms-nip)中的一种或两种。

21、本发明中，耐热剂a采用α-甲基苯乙烯；耐热剂b采用苯乙烯-n-苯基马来酰亚胺共聚物(ms-nip)；耐热剂c采用α-甲基苯乙烯和苯乙烯-n-苯基马来酰亚胺共聚物(ms-nip)，α-甲基苯乙烯和苯乙烯-n-苯基马来酰亚胺共聚物(ms-nip)的质量比为1:1。

22、进一步地，所述抗静电剂为碳纳米管、烷基硫酸酯、磷酸烷基酯中的一种或两种以上。本发明中，抗静电剂a采用碳纳米管；抗静电剂b采用碳纳米管和烷基硫酸酯，质量比为1:1；抗静电剂c采用碳纳米管和磷酸烷基酯，质量比为1:1。

23、进一步地，所述增容剂为马来酸酐接枝abs、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝线性低密度聚乙烯(lldpe-g-gma)中的一种或两种。

24、进一步地，所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂，所述偶联剂包括异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、异丙基三(磷酸二辛酯)钛酸酯中的一种或两种。

25、进一步地，所述的润滑剂包括微晶石蜡、ptfe(聚四氟乙烯)、pets(季戊四醇硬脂酸酯)、乙撑双硬脂酰胺、硬质酸钙、硬脂酸锌中的一种或两种以上。

26、进一步地，所述抗氧剂为1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或两种以上。

27、一种抗静电、无卤阻燃、耐热pc/abs合金材料的制备方法，所述方法包括：

28、将pc、abs、烟密度抑制剂、耐热剂、抗静电剂、增容剂、偶联剂、润滑剂及其抗氧剂按配比称重后经高速混合机混合均匀，再将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风冷干燥、造粒、均化，得到所述抗静电、无卤阻燃、耐热pc/abs合金材料；

29、其中，选择共混分散型螺杆组合，使合金和烟密度抑制剂均达到最佳分散效果，挤出机各温区温度为；一段：200～220℃；二段：240～260℃；三段：240～260℃；四段：230～250℃；五段：230～250℃；六段：230～250℃；七段：225～245℃；八段：225～245℃，九段：225～245℃，十段：225～245℃，十一段：230～240℃，机头：240～260℃，螺杆长径比为35～40，螺杆转速350～500r/min

30、本发明的有益技术效果：

31、本发明提供的抗静电、无卤阻燃、耐热pc/abs合金材料，具有良好的阻燃效果(ul94防火等级达到v-0)保证了较好的力学性能、耐候性能、抗静电性能及耐热性能。制备获得的合金材料表面电阻率达到1010ω，性质稳定，并且长期抗静电性能良好。

32、本发明所具备的抗静电、无卤阻燃、耐热pc/abs合金材料具有抗静电、低成本、高力学性能及稳定的阻燃性及热稳定性，并且生产工艺简单，可广泛应用于工业化生产。