专利名称：无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，具体地说涉及一种无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂及其制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(PC/ABS)合金是一种异质多相体系，综合了ABS和PC两者的优良性能，一方面可提高ABS的耐热性、抗冲击性和拉伸性能，代替ABS用于高性能领域；另一方面可降低PC的成本和熔体粘度，提高流动性，改善其加工性能，减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性，代替PC用于薄壁长流程的制品加工，是一种性能全面的聚合物合金。众多的专利文献报道了无卤阻燃PC的制方法，据专利和文献的报道，无卤阻燃PC的阻燃剂多采用磷酸盐(酯)类、磺酸盐(酯)类、锑类氧化物、碱金属和碱土金属盐、硅氧烷等阻燃剂。由于阻燃剂的加入，PC的冲击强度有很大程度的降低，专利也报道了通过加入橡胶弹性体、ABS、苯乙烯类弹性体等来改善材料的韧性。同时，为了适应薄壁、大型制件的要求，PC的材料的流动性和材料的相容性也需要进一步提高，专利报道一般采用聚乙蜡等改善材料的加工流动性。
US616174944报道了适用于IT行业的PC阻燃材料，材料具有良好的流动性、成型性能、外观性能，具有较高的冲击强度和阻燃性能。材料由PC、纤维填料、橡胶接枝共聚物、磷酸化合物和聚四氟乙烯构成，其冲击强度大于500J/m，阻燃性能达到V-0级，弯曲模量为2500MPa。材料中，橡胶接枝共聚物为增韧剂，聚四氟乙烯为加工改性剂。US6127465则报道了在保证阻燃性能的前提下，在PC中加入HIPS、壳核型橡胶弹性体、聚四氟乙烯等来提高材料的韧性和加工性能。专利US6348527报道的阻燃PC所使用的阻燃剂为磷酸盐，材料中还加入1-30％的苯乙烯的共聚物，季戊四醇和饱和的脂肪族羧酸酯作为增塑剂来改善材料的流动性，用量为0.1-5％。
而上述专利和文献报道的技术，耐侯级的阻燃PC/ABS很少出现。用普通阻燃PC/ABS做成的电器产品，在使用过程中很容易受到紫外线的辐照，颜色和外观发生会明显的变化，有的甚至发生严重老化而破坏。PC/ABS在燃烧过程中产生大量的烟雾，尤其阻燃PC/ABS更是如此，用其制成的电器产品，一旦发生电路短路引发火灾，大量的烟雾将严重威胁人们的生命安全。此外，在中国市场上销售的阻燃PC/ABS，由其制成的零部件有时会发生低温跌落开裂、包装运输开裂、后组装开裂和涂装印刷开裂等质量问题。因此，研发一种耐候低烟阻燃PC/ABS高性能合金，满足电器市场日益增长的要求已势在必行。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足电器领域发展的需要。
本发明的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂的组分和重量份数包括聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂 50～95份无卤型主阻燃剂 1～25份硅系辅阻燃剂 1～5份高效增容剂 1～5份抗冲改性剂 1～10份其它加工助剂 0.5～5。
所说的聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂为基体材料，可采用常规的方法进行制备，如US 6,500,546文献公开的方法，本发明不再赘述；所说的无卤型主阻燃剂包括型号为CR-741、FP-700或PX-202中的一种或一种以上，可采用市售产品，如日本大八公司生产的产品，其结构通式为 此处，R1与R2可以相同也可不同，为短链脂肪族烷基，R3，R4为氢原子或者短链脂肪族烷烃，Y为-CH2-、-C(CH3)2-、-S-、SO2-、-CO-、-O-或者-N＝N-中的一种，k为0或者为1，而m是0～4间的整数。
硅系辅阻燃剂作用是增加成碳性并改善材料的加工性能；硅系辅阻燃剂的加入量不能太高，过高将使生产成本增加，并影响产品的外观，但是也不能太低，过低将导致材料低温性能下降，并使阻燃性能下降所说的硅系辅阻燃剂结构通式为 其中，X＝CH3；R＝Ph，CH3可采用市售产品。
所说的高效增容剂包括丙烯腈苯乙烯共聚物接枝聚(甲基)丙烯酸酯(如AS-g-PtBuAc，AS-g-PGMA等)中的一种或一种以上；其作用是通过一定比例的复配，改善材料的相容性，改善材料的力学性能。
所说的抗冲改性剂包括ABS高胶粉或超高分子量聚乙烯-g-丙烯酸酯橡胶(UHMWPE-g-Poly(Acrylate))中的一种或一种以上，其作用是改善材料的力学性能，特别是改善材料的低温性能，并提高材料的流动性能和材料的耐热降解性能；所说的其它加工助剂包括PTFE，全氟磺酸盐、润滑剂或抗氧剂中的一种或一种以上；其作用是改善材料的加工性能和热稳定性，以及阻燃协效作作用。
本发明的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂的制备方法包括如下步骤将聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂与无卤型主阻燃剂、硅系辅阻燃剂、高效增容剂、抗冲改性剂和其它加工助剂按比例采用常规的挤出机混合挤出造粒，混合温度为50～90℃，即为本发明的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂。
本发明的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，从根本上克服了溴系阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯橡胶(PC/ABS)合金材料在燃烧和热裂解过程中产生四溴代二苯并二噁烷及四溴代双苯并呋喃等致癌物质危害。特别是本系列产品在具有优异的阻燃性能(达到美国UL 94 1.6V-0级标准)的同时，仍具有PC/ABS合金材料非常优良的力学性能、热性能、低温性能和低烟性能，且显著的改善了材料的加工性能。
具体实施例方式
实施例1将80公斤聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂、10公斤无卤型主阻燃剂CR-741，1公斤硅系辅阻燃剂(聚甲基硅氧烷)、2公斤高效增容剂(丙烯腈苯乙烯共聚物接枝马来酸酐)、7公斤抗冲改性剂(ABS高胶粉)和1公斤其它加工助剂(通用抗氧剂1010，168各0.3公斤，聚四氟乙烯0.4公斤)，在瑞亚公司生产的75A双螺杆挤出机中混合挤出造粒，混合温度为50～90℃，即为本发明的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂。
采用ASTM标准进行检测，其结果如下无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，实施例1的性能
实施例2将70公斤聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂、14公斤无卤型主阻燃剂CR-741，PX-202的混合物，5公斤硅系辅阻燃剂(聚甲基硅氧烷)、2公斤高效增容剂(丙烯腈苯乙烯共聚物接枝马来酸酐，丙烯腈苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸酯的按重量比1∶1的混合物)、8公斤抗冲改性剂(ABS高胶粉)和1公斤，其它加工助剂(通用抗氧剂1010，168各0.3公斤，聚四氟乙烯0.4公斤在瑞亚公司生产的75A双螺杆挤出机中混合挤出造粒，混合温度为50～90℃，即为本发明的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂。
采用ASTM标准进行检测，其结果如下无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，实施例2的性能
实施例3将85公斤聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂、9公斤无卤型主阻燃剂PX-202，1公斤硅系辅阻燃剂(聚甲基硅氧烷)、2公斤高效增容剂，(丙烯腈苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸酯)、2公斤抗冲改性剂(ABS高胶粉)和1公斤其它加工助剂(通用抗氧剂1010，168各0.3公斤，聚四氟乙烯0.4公斤)，在瑞亚公司生产的75A双螺杆挤出机中混合挤出造粒，混合温度为50～90℃，即为本发明的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂。
无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，实施例3的性能
权利要求
1.一种无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，其特征在于，组分和重量份数包括聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂 50～95份无卤型主阻燃剂1～25份硅系辅阻燃剂 1～5份高效增容剂1～5份抗冲改性剂1～10份其它加工助剂 0.5～5份。
2.根据权利要求1所述的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，其特征在于，所说的无卤型主阻燃剂包括CR-741、FP-700、PX-202(为寡聚磷酸酯化合物)或TPP(单磷酸酯化合物)中的一种或一种以上，化学结构通式为 此处，R1与R2可以相同也可不同，为短链脂肪族烷基，R3，R4为氢原子或者短链脂肪族烷烃，Y为-CH2-、-C(CH3)2-、-S-、SO2-、-CO-、-O-或者-N＝N-中的一种，k为0或者为1，而m是0～4间的整数。
3.根据权利要求1所述的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，其特征在于，所说的硅系辅阻燃剂结构通式为 其中，X＝CH3；R＝Ph，CH3
4.根据权利要求1所述的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，其特征在于，所说的高效增容剂包括丙烯腈苯乙烯共聚物接枝聚(甲基)丙烯酸酯。
5.根据权利要求1所述的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，其特征在于，所说的抗冲改性剂包括ABS高胶粉或超高分子量聚乙烯接枝丙烯酸酸酯橡胶的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，其特征在于，所说的其它加工助剂包括全氟磺酸盐、润滑剂或抗氧剂中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1～6任一项所述的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤将聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂与无卤型主阻燃剂、硅系辅阻燃剂、高效增容剂、抗冲改性剂和其它加工助剂按比例采用常规的挤出机混合挤出造粒，即为本发明的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，混合温度为50～90℃。
全文摘要
一种无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂组分和重量份数包括，聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂50～95份，无卤型主阻燃剂1～25份，硅系辅阻燃剂1～5份，高效增容剂1～5份，抗冲改性剂1～10份，其它加工助剂0.5～5份。本发明的无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂，从根本上克服了溴系阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯橡胶合金材料在燃烧和热裂解过程中产生四溴代二苯并二噁烷及四溴代双苯并呋喃等致癌物质危害。特别是本系列产品在具有优异的阻燃性能，达到美国UL 94 1.6V－0级标准的同时，仍具有PC/ABS合金材料非常优良的力学性能、热性能、低温性能和低烟性能，且显著的改善了材料的加工性能。
文档编号C08L69/00GK1696195SQ20041001824
公开日2005年11月16日 申请日期2004年5月11日 优先权日2004年5月11日
发明者宁方林, 刘思杨 申请人:上海金发科技发展有限公司