本发明涉及一种阻燃增强的pc/abs合金及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
pc/abs合金是聚碳酸酯(pc)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)共混而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性，如abs材料的成型性、耐热性和pc的高冲击强度、高拉伸强度、抗紫外线等性质，可广泛应用于汽车、机械、家电、计算机、通讯器材、办公设备等产品。
但是，pc/abs塑料合金同时也受限于pc、abs树脂两者的缺陷，其阻燃性能较差，必须通过阻燃改性才能保证其在电子电气、汽车等有阻燃要求领域的应用；目前用量较多的pc/abs塑料合金的阻燃剂主要有卤系和锑系阻燃剂等，但这些阻燃剂存在价格昂贵、加工困难、污染性大等诸多问题，尤其是工业上用量最多的溴系小分子阻燃剂，因燃烧后产物对环境危害较大而具有争议。另外，pc/abs塑料合金作为汽车用材料，其力学性能不足，一定程度上限制了其使用。因此，pc/abs合金的阻燃和力学性能改性越来越受到本领域人员的重视。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：为解决现有pc/abs合金的阻燃和力学性能较差的技术问题，提供一种阻燃增强的pc/abs合金及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种阻燃增强的pc/abs合金，包括如下重量份的组份：50-60份pc树脂，20-30份abs树脂，15-25份三嗪类硼系阻燃剂，15-20份碳纤维，5-10份主增韧剂，2-5份辅增韧剂，3-5份扩散油，0.1-0.3份受阻酚类抗氧剂，0.2-0.6份亚磷酸酯类抗氧剂；所述三嗪类硼系阻燃剂的结构式如下：
优选地，所述pc树脂的熔融指数为10～20g/10min(300℃，1.2kg),所述abs树脂的熔融指数为15～25g/10min(220℃，10kg)，所述pc树脂和abs树脂的含水量不超过0.05wt％。
优选地，所述碳纤维的长度为1-10mm，直径为0.5-5μm。
优选地，所述碳纤维为经聚丙烯腈表面处理的碳纤维。
优选地，所述辅增韧剂为马来酸酐接枝poe、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝abs中的至少一种。
优选地，所述扩散油为聚二甲基硅氧烷和/或聚甲基苯基硅氧烷。
优选地，所述受阻酚类抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的一种或几种。
优选地，所述亚磷酸酯类抗氧剂为四(2,4-二叔丁基酚)4,4'-联苯二亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基)苯酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的一种或几种。
本发明还提供一种阻燃增强的pc/abs合金的制备方法，制备步骤如下：
将pc树脂和abs树脂加入扩散油混合均匀，再加入三嗪类硼系阻燃剂、主增韧剂、辅增韧剂、扩散油、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂混合，得到预混原料；
将预混原料从主加料口加入双螺杆挤出机中，将碳纤维从双螺杆挤出机中部的侧加料口加入，进行混炼、挤出、造粒，得阻燃增强的pc/abs合金；所述双螺杆挤出机的挤出温度优选为240-270℃。
优选地，制备预混原料前，使用聚丙烯腈对碳纤维进行表面处理，表面处理方法为：将碳纤维浸润于聚丙烯腈溶液中，然后将经浸润处理的碳纤维烘干。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种阻燃增强的pc/abs合金及其制备方法，采用的三嗪类硼系阻燃剂高效、低毒，能够使pc/abs合金的阻燃性能达到ul94v0级；pc/abs合金通过碳纤维增强，并采用复合的增韧剂，使pc/abs合金具有拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度优良的综合力学性能；加入的扩散油能够使各组分均匀分布，进而改善加工性能。另外，本发明优选使用聚丙烯腈表面处理的碳纤维既保护了碳纤维表面，又能够增强了碳纤维与树脂界面的黏结，有效改善了pc/abs合金的力学性能；选择受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂配合使用，可协同提高尼龙复合材料各组分的热氧稳定性。
具体实施方式
现在对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种阻燃增强的pc/abs合金，包括如下重量份的组份：55份pc树脂，25份abs树脂，20份三嗪类硼系阻燃剂，18份碳纤维，8份主增韧剂，3份辅增韧剂，4份扩散油，0.2份受阻酚类抗氧剂，0.5份亚磷酸酯类抗氧剂；所述三嗪类硼系阻燃剂的结构式如下：
所述阻燃增强的pc/abs合金的制备方法如下：
将碳纤维浸润于聚丙烯腈溶液中，将经浸润处理的碳纤维于100℃下烘3小时，冷却至常温，即得改性碳纤维；
将pc树脂和abs树脂加入扩散油混合均匀，再加入三嗪类硼系阻燃剂、主增韧剂、辅增韧剂、扩散油、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂混合，得到预混原料；
将预混原料从一区的主加料口加入双螺杆挤出机中，将改性碳纤维从双螺杆挤出机四区的侧加料口加入，进行混炼、挤出、造粒，得阻燃增强的pc/abs合金，双螺杆挤出机各段温度设置为：一区240℃、二区250℃、三区260℃、四区265℃、五区270℃、六区265℃、七区260℃、八区255℃、九区250℃、十区245℃、十一区240℃、机头270℃，主机转速400r/min，喂料频率10r/min。
实施例2
本实施例提供一种阻燃增强的pc/abs合金，包括如下重量份的组份：50份pc树脂，20份abs树脂，15份三嗪类硼系阻燃剂，15份碳纤维，5份主增韧剂，5份辅增韧剂，3份扩散油，0.1份受阻酚类抗氧剂，0.6份亚磷酸酯类抗氧剂；所述三嗪类硼系阻燃剂的结构式如下：
所述阻燃增强的pc/abs合金的制备方法如下：
将碳纤维浸润于聚丙烯腈溶液中，将经浸润处理的碳纤维于200℃下烘2小时，冷却至常温，即得改性碳纤维；
将pc树脂和abs树脂加入扩散油中混合均匀，再加入三嗪类硼系阻燃剂、主增韧剂、辅增韧剂、扩散油、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂混合，得到预混原料；
将预混原料从一区的主加料口加入双螺杆挤出机中，将改性碳纤维从双螺杆挤出机四区的侧加料口加入，进行混炼、挤出、造粒，得阻燃增强的pc/abs合金，双螺杆挤出机各段温度设置为：一区240℃、二区250℃、三区260℃、四区265℃、五区270℃、六区265℃、七区260℃、八区255℃、九区250℃、十区245℃、十一区240℃、机头270℃，，主机转速500r/min，喂料频率15r/min。
实施例3
本实施例提供一种阻燃增强的pc/abs合金，包括如下重量份的组份：60份pc树脂，30份abs树脂，25份三嗪类硼系阻燃剂，20份碳纤维，10份主增韧剂，2份辅增韧剂，5份扩散油，0.3份受阻酚类抗氧剂，0.2份亚磷酸酯类抗氧剂；所述三嗪类硼系阻燃剂的结构式如下：
所述阻燃增强的pc/abs合金的制备方法如下：
将碳纤维浸润于聚丙烯腈溶液中，将经浸润处理的碳纤维于100℃下烘4小时，冷却至常温，即得改性碳纤维；
将pc树脂和abs树脂加入扩散油混合均匀，再加入三嗪类硼系阻燃剂、主增韧剂、辅增韧剂、扩散油、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂混合，得到预混原料；
将预混原料从一区的主加料口加入双螺杆挤出机中，将改性碳纤维从双螺杆挤出机四区的侧加料口加入，进行混炼、挤出、造粒，得阻燃增强的pc/abs合金，双螺杆挤出机各段温度设置为：一区240℃、二区250℃、三区260℃、四区265℃、五区270℃、六区265℃、七区260℃、八区255℃、九区250℃、十区245℃、十一区240℃、机头270℃，主机转速300r/min，喂料频率10r/min。
实施例4
本实施例提供一种阻燃增强的pc/abs合金，包括如下重量份的组份：60份pc树脂，20份abs树脂，25份三嗪类硼系阻燃剂，15份碳纤维，10份主增韧剂，2份辅增韧剂，4份扩散油，0.2份受阻酚类抗氧剂，0.4份亚磷酸酯类抗氧剂；所述三嗪类硼系阻燃剂的结构式如下：
所述阻燃增强的pc/abs合金的制备方法如下：
将碳纤维浸润于聚丙烯腈溶液中，将经浸润处理的碳纤维于100℃下烘3小时，冷却至常温，即得改性碳纤维；
将pc树脂和abs树脂加入扩散油混合均匀，再加入三嗪类硼系阻燃剂、主增韧剂、辅增韧剂、扩散油、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂混合，得到预混原料；
将预混原料从一区的主加料口加入双螺杆挤出机中，将改性碳纤维从双螺杆挤出机四区的侧加料口加入，进行混炼、挤出、造粒，得阻燃增强的pc/abs合金，双螺杆挤出机各段温度设置为：一区240℃、二区250℃、三区260℃、四区265℃、五区270℃、六区265℃、七区260℃、八区255℃、九区250℃、十区245℃、十一区240℃、机头270℃，主机转速400r/min，喂料频率10r/min。
实施例5
本实施例提供一种阻燃增强的pc/abs合金，包括如下重量份的组份：50份pc树脂，30份abs树脂，15份三嗪类硼系阻燃剂，20份碳纤维，5份主增韧剂，5份辅增韧剂，3份扩散油，0.3份受阻酚类抗氧剂，0.2份亚磷酸酯类抗氧剂；所述三嗪类硼系阻燃剂的结构式如下：
所述阻燃增强的pc/abs合金的制备方法如下：
将pc树脂和abs树脂加入扩散油混合均匀，再加入三嗪类硼系阻燃剂、主增韧剂、辅增韧剂、扩散油、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂混合，得到预混原料；
将预混原料从一区的主加料口加入双螺杆挤出机中，将碳纤维从双螺杆挤出机四区的侧加料口加入，进行混炼、挤出、造粒，得阻燃增强的pc/abs合金，双螺杆挤出机各段温度设置为：一区240℃、二区250℃、三区260℃、四区265℃、五区270℃、六区265℃、七区260℃、八区255℃、九区250℃、十区245℃、十一区240℃、机头270℃，主机转速400r/min，喂料频率10r/min。
对比例1
本对比例提供一种阻燃增强的pc/abs合金，其制备方法与实施例1相同，组成的区别仅在于本对比例的pc/abs合金包含8份主增韧剂(罗门哈斯exl-2620)，不含辅增韧剂(马来酸酐接枝poe)。
对比例2
本对比例提供一种阻燃增强的pc/abs合金，其制备方法与实施例1相同，组成的区别仅在于本对比例的pc/abs合金包含8份辅增韧剂(马来酸酐接枝poe)，不含主增韧剂(罗门哈斯exl-2620)。
将实施例1-5及对比例1-2的产品性能进行测试，以标准iso527测试产品的拉伸强度，以标准iso178测试产品的弯曲强度，以标准iso179～1ea测试产品的缺口冲击强度，以标准ul94测试产品的阻燃等级。实施例1-5及对比例1-2的产品性能测试结果如表1所示。
表1实施例1-5及对比例1-2的产品性能测试结果
通过实施例1-5的产品性能测试结果可以看出：本发明pc/abs合金的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度等力学性能优良，以标准ul94测试产品的阻燃等级达到v0级别。
通过实施例1-5与对比例1-2的pc/abs合金的力学性能对比可以看出：主增韧剂与辅增韧剂配合使用所产生的增韧效果明显好于仅使用主增韧剂或辅增韧剂，尤其是只使用辅增韧剂时，pc/abs合金材料的弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度会有明显降低。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。