专利名称：一种阻燃高韧性复合材料及制造方法
技术领域：
本发明涉及材料，具体地说，涉及一种阻燃高韧性复合材料及制造方法。
背景技术：
专利号为200610036252的现有技术，其技术方案主要包括以下重量份数 配比的原料组分PC40 60份、ABS25 40份、相容剂2 ~ 5份、全丙烯酸类核 -壳型沖击改性剂3 ~ 8份、溴系阻燃剂6 ~ 15 <分、锑系阻燃剂2 ~ 5份、聚四 氟乙烯0. 2 ~ 0. 5份、抗氧剂0. 1 ~ 0. 3份、加工稳定剂0. 05 ~ 0. 15份、润滑剂 0. 3~1份。上述技术方案通过使用一种全丙烯酸类核-壳型沖击改性剂，可有 效的提高阻燃PC/ABS材料的缺口沖击强度，以得出一种高韧性阻燃PC/ABS合 金材料。但是，上述现有技术方案虽然提高了 PC/ABS合金材料的冲击强度和阻 燃性能，由于采用了溴锑复合阻燃体系，尽管可以有效的防止在使用过程中发 生燃烧现象。但在阻燃的过程中将会分解出腐蚀性的渙化氢气体，对人体和环 境形成污染和有害。因为PC的价格明显高于ABS，而上述方案中PC含量明显 超过ABS含量，增加了材料的成本。
专利号为200610036258的现有技术，提供一种ABS/PC改性合金，其主要 包括以下质量份数配比的原料组分50 80份ABS、 20 40份PC、 3 ~ 5份增 韧剂、0. 1 ~ 1份环氧树脂、0. 1 ~ 0. 3份抗氧剂。该技术具有高韧性的ABS/PC 改性合金，将ABS与PC (聚碳酸酯)共混，配合使用具有增容作用的增韧剂， 大大提高了 AB S的抗冲性能，提高幅度最高接近300%以上。但该现有技术 的主要缺点是没有进行相关的阻燃处理，限制了材料的使用范围。
发明内容
本发明提供了 一种阻燃高韧性复合材料及制造方法，它可以解决现有技术 存在的燃烧时卣素分解出的有害气体，高材料成本，以及限制了材料的使用范围等问题。并可以实现在PC/ABS合金材料高强度性能的1^5出上提高它的抗冲击
强度。改善阻燃配方，使其符合绿色无卤的要求，实现阻燃的目的。
为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是， 一种阻燃高韧
性复合材料，其特征在于所述复合材料按重量份数称取以下组分改性ABS 斗立子40 7(H分、PC20 6(H分、i曾韦刃剂3 ~ 8 <分、聚石粦酸镇12 ~ 2(H分、聚四氣 乙烯8 ~ 12 4分、氬IU匕4美1 ~ 5 4分、润滑剂0. 1 ~ 0. 4 4分。
所述改性ABS粒子将ABS和ABS-g-MAH分别按照重量份数93-97份与3-7 份的范围进行配料，干燥后加入挤出机造粒，得到改性ABS粒子。
所述复合材料中还包括抗氧剂0. 1~0. 3夂f分，所述抗氧剂为抗氧剂1010、 抗氧剂1076、抗氧剂168中的至少一种。
所述增韧剂为MBS、 SBS、 POE 、 EVA或DOP中的至少一种。
所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸酰胺或硬脂酰胺中的至 少一种。
一种阻燃高韧性复合材料的制造方法，所述方法按照下述步骤进行
1 )、将ABS和ABS-g-MAH按照规定的重量份数比加入到高速混合机混料， 混合均匀后加入到挤出机中，并控制挤出机温度范围为20(TC — 230。C，挤出后 经过水槽冷却到常温，通过切粒机造粒，再将所得粒料放入烘箱中，温度范围 为8(TC—9(TC，干燥3. 5—4. 5小时，得到改性ABS粒子；
2)、将PC放入烘箱中10(TC — 110。C下干燥3.5 —4. 5小时，然后与干燥后 的改性ABS粒子按规定量进行配料，依次称取定量的增韧剂，乙撑双硬脂酸酰 胺，抗氧剂1010，聚磷酸铵，聚四氟乙烯，氢氧化镁，将以上组分加入到高速 混炼机中，混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度范围为215 °C —26(TC，挤出料条通过循环水槽冷却至常温，经过吹风机吹风千燥后进入切 粒机造粒。
所述挤出机为双螺杆挤出机。
本发明与现有技术相比具有以下优点和积才及效果1、 本发明在提高PC/ABS复合材料中ABS的含量的基础上，提高了材料冲 击性能，改善了阻燃体系。
2、 将增容剂ABS-g-MAH首先和ABS造粒有助于提高PC和ABS的相容性， 保证了复合材料中ABS用量等于或超过PC时材料依然拥有良好的韧性，由于 PC用量相应减少，从而降低了原材料的成本。
3、 采用磷系阻燃剂，具有其他含卣产品不可比拟的优势，减少了燃烧过程 中产生污染气体的危害，避免了环境污染，拓宽了材料的应用范围。
4、 物料制备工序的不同影响着最终的性能结果。对于PC与ABS的相容性 主要取决于PC链上的酯基和ABS中的聚丁二烯(PB)部分。通过ABS-g-MAH 上的MAH基团可以与PC链上的酯基通过化学物理作用实现连接，其中的ABS 长链深入到ABS相当中，因此保证ABS与PC两相的相容性。首先制备ABS和 ABS-g-MAH粒子就能够保证两者充分作用在一起。为后续加入PC提供了足够的
"连接点"，也就达到了相容的目的。因此，本发明中的加料顺序更能保证材料 的综合性能。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细地描述。 图1是本发明一种阻燃高韧性复合材料的生产工艺流程图。
具体实施例方式
参见图1， 一种阻燃高韧性复合材料的生产工艺步骤如下
1、 将ABS和ABS-g-MAH (ABS接冲支马来酸酐)分别按照重量分数93-97份 与3-7份的范围进行配料，干燥后加入挤出机造粒，得到改性ABS粒子，备用。
2、 按重量分数称取以下组分步骤1中所得改性ABS粒子40 ~ 70份、 PC20 60份、增韧剂，3~8份、聚磷酸铵12 2(H分、聚四氟乙烯8 12份、 氢氧化镁1 ~ 5份、润滑剂0. 1 ~ 0. 4份、抗氧剂1010, 0. 1 ~ 0. 3份。
3、 将所取物料按照图1中的复合材料生产工艺流程图进行加工生产。
1 )、将ABS和ABS-g-MAH按照特定重量分数比加入到高速混合机混料，混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出。挤出机各温区温度为225°C/230°C/230 。C/222。C/200。C/20(TC。经过水槽冷却到常温，通过切粒才几造粒。再将所得粒 料放入烘箱中85。C干燥4小时，得到改性ABS粒子。
2)、将PC放入烘箱中11(TC下干燥4小时，然后与干燥后的改性ABS粒子 按规定量进行配料。依次称取定量的增韧剂，润滑剂，抗氧剂1010，聚四氟乙 烯，氢氧化镁。将以上组分加入到高速混炼机中，混合均匀。然后加入到双螺 杆挤出机中挤出，挤出温度260°C/260°C/245°C/230°C/215°C/215°C。挤出料 条通过循环水槽冷却至常温，经过吹风机吹风干燥后进入切粒一几造粒。
相关实施例及性能指标如下
实施例1,单位kg。
改性ABS粒子40份、PC 60份、增韧剂选用MBS 6份、聚磷酸铵15份、 聚四氟乙烯8份、氬氧化镁3份、乙撑双硬脂酸酰胺0. 2份、抗氧剂1010, 0. 2 份，其中，改性ABS粒子组成ABS与ABS-g-MAH重量份数比为95 : 5。
实施例2，单位kg。
改性ABS粒子50份、PC 50份、增韧剂选用MBS 4份、聚磷酸铵18份、 聚四氟乙烯8份、氩氧化镁3份、乙撑双硬脂酸酰胺0. 2份、抗氧剂1010， 0. 2 份。其中，改性ABS粒子组成ABS与ABS-g-MAH重量4分凄t比为95 : 5。
实施例3，单位kg。
改性ABS粒子60份、PC 40份、增韧剂选用MBS 4份、聚磷酸铵18份、 聚四氟乙烯8份、氪氧化镁3份、硬脂酸酰胺O. 2份、抗氧剂1010， 0. 2份， 其中，改性ABS粒子组成ABS与ABS-g-MAH重量分数比为95 : 5。
实施例4 ,单位kg。
改性ABS粒子65份、PC35份、增韧剂选用EVA 4份、聚磷酸铵18份、 聚四氟乙烯8份、氪氧化镁3份、乙撑双硬脂酸酰胺0. 2份、抗氧剂1010, 0. 2 份，其中，改性ABS粒子组成ABS与ABS-g-MAH重量分数比为95 : 5。
实施例5，单位kg。改性ABS粒子70份、PC 30份、增韧剂选用POE 4份、聚磷酸铵15份、 聚四氟乙烯8份、氢氧化镁3份、乙撑双硬脂酸酰胺0. 2份、抗氧剂1010， 0. 2 份，其中，改性ABS粒子组成ABS与ABS-g-MAH重量分数比为95 : 5。
实施例简支梁缺口冲击 强/(kJ/m2)拉伸强度 /MPa扯断伸长率 /%弯曲强度 /Mpa阻燃性
170. 564. 527. 379. 2VO
265. 560. 130. 678.8VO
358. 756.932. 175. 5VO
468.259.632. 677.8VO
565. 355. 731. 576. 1vo
相关测试方法和标准
1 GB/T1040 - 1992:拉伸强度测试国家标准，《塑料拉伸性能试验方法》。
2 GB/T9341-2000:弯曲强度测试国家标准，《塑料弯曲性能试验方法》。
3 GB/T1043-1993:冲击性能测试国家标准，《硬质塑料简支梁沖击试"险方
4采用UL-94试—睑标准对材料的阻燃性进行测试。
上述技术方案和实施例中，PC:聚^5友酸酯。
ABS:丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共聚物。
ABS-g-MAH: ABS三元共聚物4妄4支马来酸酐。
MBS:甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
SBS:苯乙烯-丁二烯共聚物。
EVA:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
DOP:邻苯二曱酸二辛脂。
POE:聚乙烯辛烯。
APP:聚磷酸铵。
EBS:乙撑双硬脂酸酰胺。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改 型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发 明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本 发明技术方案的保护范围。
权利要求
1、一种阻燃高韧性复合材料，其特征在于所述复合材料按重量份数称取以下组分改性ABS粒子40～70份、PC 20～60份、增韧剂3～8份、聚磷酸铵12～20份、聚四氟乙烯8～12份、氢氧化镁1～5份、润滑剂0.1～0.4份。
2、 根据权利要求1所述的一种阻燃高韧性复合材料，其特征在于所述改 性ABS粒子是将ABS和ABS-g-MAH分别按照重量份数93-97份与3-7份的范围 进行配料，干燥后加入挤出机造粒，得到改性ABS粒子。
3、 根据权利要求2所述的一种阻燃高韧性复合材料，其特征在于所述复 合材料中还包括抗氧剂0. 1 ~ 0. 3份，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、 抗氧剂168中的至少一种。
4、 根据权利要求l所述的一种阻燃高韧性复合材料，其特征在于所述增 韧剂为MBS、 SBS、 P0E 、 EVA或DOP中的至少一种。
5、 根据权利要求1所述的一种阻燃高韧性复合材料，其特征在于所述润 滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸酰胺或硬脂酰胺中的至少一种。
6、 一种阻燃高韧性复合材料的制造方法，其特征在于，所述方法按照下述 步骤进行1)、将ABS和ABS-g-MAH按照规定的重量份数比加入到高速混合机混料， 混合均匀后加入到挤出机中，并控制挤出机温度范围为20(TC—230。C,挤出后 经过水槽冷却到常温，通过切粒机造粒，再将所得粒料放入烘箱中，温度范围 为80。C一90。C，干燥3. 5—4. 5小时，得到改性ABS粒子；2)、将PC》文入烘箱中10(TC — 11(TC下3. 5 —4. 5干燥小时，然后与干燥后 的改性ABS粒子按规定量进行配料，依次称取定量的增韧剂，乙撑双硬脂酸酰 胺，抗氧剂1010，聚磷酸铵，聚四氟乙烯，氢氧化镁，将以上组分加入到高速 混炼机中，混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度范围为215 。C一26(TC，挤出料条通过循环水槽冷却至常温，经过吹风才几吹风干燥后进入切粒机造粒。
7、根据权利要求6所述方法，其特征在于所述挤出机为双螺杆挤出机。
全文摘要
本发明提供了一种阻燃高韧性复合材料及制造方法，它可以解决现有技术存在的燃烧时卤素分解出有害气体，材料成本高，以及限制了材料的使用范围等问题。技术方案是，所述复合材料按重量份数称取以下组分改性ABS粒子40～70份、PC20～60份、增韧剂3～8份、聚磷酸铵12～20份、聚四氟乙烯8～12份、氢氧化镁1～5份、乙撑双硬脂酸酰胺0.1～0.4份。本发明的复合材料中提高了ABS的含量，提高了材料冲击性能，降低了成本，改善了阻燃体系。
文档编号C08K3/00GK101671470SQ20091001943
公开日2010年3月17日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者龙 王, 王爱国 申请人:青岛国恩科技发展有限公司