本发明属于高分子合金材料
技术领域：
，涉及一种高刚性、耐热阻燃pc/abs合金材料及其制备方法。
背景技术：
：pc/abs(聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的共混物)树脂是一种性能优良的合金材料，有着优良的物理力学性能，其表面硬度和机械强度高及流动性好，但其缺点是阻燃性能较差，如果将其阻燃性能提高的话，又对其耐温性有一定的影响，并且材料的刚性、韧性、阻燃性以及耐温性能如何均衡，且均达到较高的水平，是目前需要研究的一个课题。技术实现要素：本发明是针对现有技术的缺陷而提供一种高刚性、耐热阻燃pc/abs合金材料及其制备方法。该材料具有力学性能好、热学性能高、加工成型好、阻燃性能良好等特点，可用于成型各种要求材料耐温条件高且综合性能优良、阻燃性能要求较高的电子电气、家电类产品等场合。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高刚性、耐热阻燃pc/abs合金材料，该材料由以下组分按重量份制备而成：进一步方案，所述的聚碳酸酯选自相对密度为1.19g/cm3～1.21g/cm3、在2.16kg/230℃条件下熔融指数为大于19g/10min、分子量为15000-20000的聚碳酸酯中的至少一种。所述的abs树脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(abs)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物(asa)或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(mbs)中的至少一种。所述的相容剂选自玻璃化转变温度tg为145-165℃的苯乙烯与马来酸酐的无规共聚物(sma)、abs接枝马来酸酐相容剂(abs-g-mah)中的至少一种。所述的硅灰石粉的粒径为800～1200目；所述的硅灰石纤维的长径比为20：1；所述的滑石粉的粒径为2500～5000目。所述的增韧剂为乙烯丙烯酸甲酯共聚物或以丁二烯橡胶相为核、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构的抗冲改性剂；所述的卤素阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂或溴代三嗪。所述的光热稳定剂选自硫代酯类热稳定剂、受阻胺、受阻酚、亚磷酸酯中的至少一种。优选的，所述的硫代酯类热稳定剂选自硫代二丙酸二(十二醇)酯、硫代二丙酸二(十八醇)酯、硫代二丙酸二(十三醇)酯或硫代二丙酸二(十四醇)酯；或所述的受阻胺选自萘胺、二苯胺或对苯二胺；或所述的受阻酚选自2，6-三丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三丁基-4-羟基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯。所述的润滑剂选自液体石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、n，n-乙撑双硬脂酸酰胺、硅油或季戊四醇硬脂酸脂中的至少一种；所述的分散剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂的一种。本发明的另一个发明目的是提供上述一种高刚性高耐热阻燃pc/abs合金材料的制备方法，将聚碳酸酯35～65份、abs树脂5～20份、相容剂1～5份、硅灰石粉5～10份、硅灰石纤维5～10份、滑石粉1～5份、增韧剂1～8份、阻燃剂9～12份、光热稳定剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份和分散剂1～5份混合均匀；然后将混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒，制得pc/abs合金材料；其中双螺杆挤出机一区螺杆温度为200～240℃、二区至机头的螺杆温度为220～270℃，螺杆转速在100～500r/min。本发明利用卤素阻燃剂来增加其复合材料的阻燃性能，并使其保持较高的耐温性；同时采用大粒径的硅灰石粉以及小粒径的滑石粉互相协效对材料进行增强，在提高复合材料刚性的同时，对其韧性不会产生太大的影响，从而最终保持一个力学性能、阻燃性能、耐温性能相互均衡的状态，可以满足对材料力学、热学以及阻燃性能要求都比较高的场合，从而拓展了其应用领域。本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本发明采用双螺杆挤出工艺制备pc/abs合金材料，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。2、本发明制备的pc/abs合金材料的刚性高、韧性高、耐温性能好，材料具有力学性能高、热学性能高、易加工成型等特点。3、本发明制备的pc/abs合金材料的力学性能好、热学性能高、易加工成型，同时阻燃性能良好，可用于材料力学性能、热学性能要求都比较高，同时耐温性能要求也比较高的场合。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步的说明。本发明所制备的高刚性高耐热阻燃pc/abs合金材料物理性能测试标准见表1。表1物理性能测试方法熔指astmd128拉伸强度astmd638弯曲强度astmd790弯曲模量astmd790izod缺口冲击强度(悬臂梁冲击试验)astmd256izod无缺口冲击强度(悬臂梁冲击试验)astmd256维卡软化点astmd1525阻燃性ul94聚碳酸酯(pc树脂)为沙伯基础的pc2200r，其相对密度为1.20g/cm3，熔融指数为22g/10min中粘度聚碳酸酯(分子量约为15000)。abs树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的接枝共聚物(如牌号abs750)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物(asa，中国台湾奇美，asapw-957)和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(mbs，lg公司，mbstr-557)相容剂为sma26120(市售，tg：145℃-165℃)、abs-g-mha(市售)。增韧剂为乙烯丙烯酸甲酯共聚物(阿科玛公司，ax8900)或acr(山东日科化学，hl-401)。阻燃剂为十溴二苯乙烷(市售)、溴化环氧树脂(cxb-200h，市售)或溴代三嗪(fr-245，市售)。光热稳定剂为受阻酚类抗氧剂，抗氧剂1076即为ciba的irganox1076β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)和抗氧剂168即为亚磷酸酯类抗氧剂ciba的irganox168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)、硫代二丙酸二(十二醇)酯(dltp)或2，6-三丁基-4-甲基苯酚。润滑剂为季戊四醇硬脂酸脂(pets)、液体石蜡、聚乙烯蜡(a-c540a)、硬脂酸酰胺(sr)、硅油或者n，n-乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)。分散剂为硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)、钛酸酯偶联剂异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(tmc-102)。实施例1(1)将35份pc2200r树脂，20份abs750树脂，1份相容剂abs-g-mha、10份硅灰石粉，10份硅灰石纤维，4份滑石粉，8份增韧剂ax8900，12份阻燃剂十溴二苯乙烷，0.3份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)，0.1份润滑剂ebs以及5份分散剂kh550经高速搅拌混合均匀；(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒；所述的步骤(2)中双螺杆挤出机一区螺杆温度为200～240℃；二区至机头的螺杆温度为220～270℃；螺杆转速300r/min。制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。实施例2(1)将60份pc2200r树脂，9份asapw-957树脂，2份相容剂abs-g-mha、7份硅灰石粉，7份硅灰石纤维，3份滑石粉，4份增韧剂ax8900，10份阻燃剂cxb-200h，1份光热稳定剂dltp及0.3份润滑剂液体石蜡，2份分散剂tmc-102经高速搅拌混合均匀；(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒；所述的步骤(2)中双螺杆挤出机一区螺杆温度为200～240℃；二区至机头的螺杆温度为240～260℃；螺杆转速为400r/min。制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。实施例3(1)将40份pc2200r树脂，13份mbstr-557树脂，4份相容剂sma26120、9份硅灰石粉，9份硅灰石纤维，4份滑石粉，6份增韧剂hl-401，11份阻燃剂fr-245，0.3份光热稳定剂dltp及0.5份润滑剂硅油，4份分散剂tmc-102经高速搅拌混合均匀；(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒；所述的步骤(2)中双螺杆挤出机一区螺杆温度为200～240℃；二区至机头的螺杆温度为240～260℃；螺杆转速为500r/min。制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。实施例4(1)将50份pc2200r树脂，16份asapw-957树脂，2份相容剂sma26120、6份硅灰石粉，6份硅灰石纤维，2份滑石粉，5份增韧剂hl-401，11份阻燃剂cxb-200h，0.5份光热稳定剂2，6-三丁基-4-甲基苯酚及0.7份润滑剂a-c540a，2份分散剂kh550经高速搅拌混合均匀；(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒；所述的步骤(2)中双螺杆挤出机一区螺杆温度为200～240℃；二区至机头的螺杆温度为240～260℃；螺杆转速为500r/min。制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。实施例5(1)将55份pc2200r树脂，7份abs750树脂，2份相容剂sma26120、8份硅灰石粉，8份硅灰石纤维，1份滑石粉，6份增韧剂hl-401，10份阻燃剂十溴二苯乙烷，0.3份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)及1份润滑剂pets，3份分散剂kh550经高速搅拌混合均匀；(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒；所述的步骤(2)中双螺杆挤出机一区螺杆温度为200～240℃；二区至机头的螺杆温度为220～270℃；螺杆转速为500r/min。制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。实施例6(1)将65份pc2200r树脂，5份abs750树脂，5份相容剂sma26120、5份硅灰石粉，5份硅灰石纤维，5份滑石粉，1份增韧剂ax8900，9份阻燃剂十溴二苯乙烷，0.1份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)及0.6份润滑剂聚乙烯蜡(a-c540a)和硬脂酸酰胺(sr)(质量比1：1)，1份分散剂kh550经高速搅拌混合均匀；(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒；所述的步骤(2)中双螺杆挤出机一区螺杆温度为200～240℃；二区至机头的螺杆温度为240～260℃；螺杆转速为500r/min。上述实施例1-6制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示：表2由表2可以看出，通过适当控制各组分之间的比例，本发明制备的合金材料对比于现有的一般pc/abs合金材料来讲，在材料刚性性能以及阻燃性能方面得到了较大的提升；同时可以根据制件的不同实际要求来达到相应的耐热温度。另一方面，材料的冲击韧性方面下降较少，而提高了流动加工成型性。即在保持良好力学性能的同时提高了材料阻燃性，可在对力学性能、阻燃性能以及耐热性能均有要求的场合使用。上述的对实施例的描述是为便于该
技术领域：
的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。当前第1页12