PC/ABS合金材料及其制备方法和应用与流程

本申请涉及功能性塑料合金材料的，尤其是涉及一种pc/abs合金材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、pc/abs合金是由聚碳酸酯(pc)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)共混而成的复合材料，即具有pc材料的高冲击强度，又具有abs材料的成型性，被广泛应用于通信器材等领域中、随着pc/abs合金应用地越来越广泛，pc/abs合金的阻燃性是近年来的热点，虽然pc本身具有一定的阻燃性，但是与abs共混后，其阻燃性能下降，为了满足pc/abs合金在电子、电器等领域的应用，必须添加阻燃剂提高合金的阻燃性能。

2、虽然添加一些阻燃剂能够赋予pc/abs合金一定的阻燃性能，但是由于阻燃剂一般和pc/abs合金中的链段相容性较差，加入阻燃剂通常会造成pc/abs合金的力学性能下降，因此获得高阻燃且具有良好力学强度的pc/abs合金是需要解决的问题。

技术实现思路

1、为了得到高阻燃性、且具有良好力学强度的pc/abs合金，本申请提供一种pc/abs合金材料及其制备方法和应用。

2、一方面，本申请提供一种pc/abs合金材料，采用如下的技术方案：

3、一种pc/abs合金材料，包括以下质量百分数的组分：pc40wt％-80wt％、abs10wt％-25wt％、抗滴剂0.2wt％-0.8wt％、增韧剂2wt％-15wt％、阻燃剂6wt％-20wt％；

4、所述阻燃剂由改性氢氧化铝以及有机硼系阻燃剂共混组成，改性氢氧化铝与有机硼系阻燃系的重量比为(1-3)：(1-3)；

5、所述增韧剂为马来酸酐接枝eva共聚物。

6、通过上述技术方案，将改性氢氧化铝以及有机硼系阻燃剂加入到pc/abs合金中，改性氢氧化铝与有机硼系阻燃无能够起到协同阻燃的作用，改性氢氧化铝在受热分解成三氧化二铝时可使聚合物的着火时间增长；同时有机硼系阻燃物在热分解时形成玻璃状的熔融覆盖物，覆盖在聚合物表面隔绝热量和空气，使得改性氢氧化铝受热分解后能够更好地被隔绝，增强阻燃性；有机硼系阻燃物可促进材料的碳化，生成具有较好热稳定性的碳层，碳层包覆聚合物，提高聚合物的阻燃性；

7、马来酸酐接枝eva共聚物使聚合物各组分之间的相互作用力增大，界面粘结力增强，在提高增韧效果的同时也提高了合金的热性能，并且提高了阻燃剂和合金的相容性，使得阻燃剂分布地更加均匀，从而使得聚合物的阻燃性能提高，因此使用马来酸酐接枝eva共聚物不仅能够提高聚合物的力学强度，还能够配合阻燃剂增强聚合物的阻燃性能；

8、因此，改性氢氧化铝、有机硼系阻燃剂以及马来酸酐接枝eva共混能够对pc/abs合金同时起到高阻燃、高韧性且具有较好的力学强度的效果。

9、优选的，所述阻燃剂中所述改性氢氧化铝和所述有机硼系阻燃剂的重量比为1:1。

10、优选的，所述改性氢氧化铝通过硅烷偶联剂进行表面改性制得。

11、优选的，所述硅烷偶联剂为仲氨基硅烷偶联剂，所述仲氨基硅烷偶联剂至少包括n-丁基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、双-(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、n-丁基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷与n-乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种。

12、优选的，所述硅烷偶联剂选自n-丁基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和n-丁基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种。

13、通过采用上述技术方案，改性氢氧化铝表面经过仲氨基硅烷偶联剂表面改性后，改性氢氧化铝表面会带有氨基，马来酸酐接枝eva共聚物能够与氨基发生酰化反应，在双螺杆挤出机挤出时反应形成交联结构，马来酸酐接枝eva共聚物能够和改性氢氧化铝之前相交联，从而在合金中形成更高力学强度与更具稳定性的聚合物。

14、优选的，所述抗滴剂由ptfe与san共聚得到。

15、优选的，所述增韧剂还包括有dbp，dbp与马来酸酐接枝eva共聚物的重量比为2:1。

16、优选的，所述有机硼系阻燃剂选自硼酸三(2，3-二溴)丙酯和聚硼硅氧烷的混合物，硼酸三(2，3-二溴)丙酯和聚硼硅氧烷的重量比为(1-2)：(1-2)。

17、优选的，所述硼酸三(2，3-二溴)丙酯和聚硼硅氧烷的重量比为1:2。

18、另一方面，本申请提供一种pc/abs合金材料的制备方法。

19、一种pc/abs合金材料的制备方法，包括如下步骤：

20、(1)称取原料；

21、(2)将有机硼系阻燃剂与改性氢氧化铝共混得到阻燃剂，然后将抗滴剂、增韧剂、阻燃剂按比例混合均匀得到混合物；

22、(3)将pc、abs以及上述步骤中得到的混合物加入挤出设备挤出造粒，得到pc/abs合金材料。

23、综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

24、1.将改性氢氧化铝、马来酸酐接枝eva共聚物以及有机硼系阻燃剂加入到pc/abs合金中，通过氢氧化铝和有机硼系阻燃剂的配合协同提高合金的阻燃性，具体地，通过氢氧化铝受热分解生成高熔点的三氧化二铝；进一步地，有机硼系阻燃剂在热分解时形成玻璃状的熔融覆盖物，覆盖在聚合物表面隔绝热量和空气，使得三氧化二铝与有机硼系阻燃剂共混物能够很好地隔绝外界的空气，增强合金的阻燃性；同时，有机硼系阻燃剂可促进材料的碳化，生成具有较好稳定性的碳层，包覆聚合物从而提高聚合物的阻燃性；并且，有机硼系阻燃剂还具有抑烟性能；

25、加入马来酸酐接枝eva共聚物后，由于eva本身具有韧性，使用马来酸酐接枝后不仅使eva的力学强度增强，还提高了合金的热性能，具体地，马来酸酐接枝eva使阻燃剂与合金的相容性增强，各组分之间更有效地相互作用，并且促进了各组分的分散性，使得改性氢氧化铝在燃烧过程分解生成水蒸气稀释聚合物周围可燃气体浓度，可以充分发挥改性氢氧化铝的阻燃作用；

26、马来酸酐接枝eva共聚物使得有机硼系阻燃剂燃烧后，呈现较好的规整性、致密性以及连续性的孔洞碳层结构，以至于聚合物的阻燃性能大大增强；

27、因此，改性氢氧化铝、有机硼系阻燃剂与增韧剂共混能够对pc/abs合金起到高阻燃且具有较好的力学强度的效果；

28、2.有机硼系阻燃剂在燃烧时可与dbp反应形成更加稳定的碳层结构，使得聚合物的阻燃性更强，由于有机硼系阻燃剂生成的碳层具有脆性，硼酸三(2，3-二溴)丙酯和聚硼硅氧烷在一定的重量比例关系下，聚合物的阻燃性能与韧性能够同时达到更好的效果；

29、3.通过仲氨基硅烷偶联剂表面改性的氢氧化铝阻燃性增强与有机硼系阻燃剂起到协同阻燃的能力增强，以至于能够大大提高合金的阻燃性；同时，改性氢氧化铝表面在仲氨基硅烷偶联剂改性后表面带有氨基，马来酸酐接枝eva共聚物与氨基发生酰化反应，在挤出设备挤出时反应形成交联结构，马来酸酐接枝eva共聚物与改性氢氧化铝之间相互交联，从而形成了更高力学强度与更具稳定性的聚合物。

技术特征：

1.一种pc/abs合金材料，其特征在于：包括以下质量百分数的组分：pc40wt％-80wt％、abs10wt％-25wt％、抗滴剂0.2wt％-0.8wt％、增韧剂2wt％-15wt％、阻燃剂6wt％-20wt％；

2.根据权利要求1所述的一种pc/abs合金材料，其特征在于：所述阻燃剂中所述改性氢氧化铝和所述有机硼系阻燃剂的重量比为1:1。

3.根据权利要求1所述的一种pc/abs合金材料，其特征在于：所述改性氢氧化铝通过硅烷偶联剂进行表面改性制得。

4.根据权利要求3所述的一种pc/abs合金材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为仲氨基硅烷偶联剂，所述仲氨基硅烷偶联剂至少包括n-丁基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、双-(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、n-丁基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷与n-乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种pc/abs合金材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自n-丁基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和n-丁基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种pc/abs合金材料，其特征在于：所述抗滴剂由ptfe与san共聚得到。

7.根据权利要求1所述的一种pc/abs合金材料，其特征在于：所述增韧剂还包括有dbp，dbp与马来酸酐接枝eva共聚物的重量比为2:1。

8.根据权利要求1所述的一种pc/abs合金材料，其特征在于：所述有机硼系阻燃剂选自硼酸三（2，3-二溴）丙酯和聚硼硅氧烷的混合物，硼酸三（2，3-二溴）丙酯和聚硼硅氧烷的重量比为（1-2）：（1-2）。

9.根据权利要求8所述的一种pc/abs合金材料，其特征在于： 所述硼酸三（2，3-二溴）丙酯和聚硼硅氧烷的重量比为1:2。

10.如权利要求1～9任一所述pc/abs合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本申请涉及功能性塑料合金材料领域，提供了一种PC/ABS合金材料及其制备方法和应用，包括：包括以下质量百分数的组分：PC40wt％‑80wt％、ABS10wt％‑25wt％、抗滴剂0.2wt％‑0.8wt％、增韧剂2wt％‑15wt％、阻燃剂6wt％‑20wt％；所述阻燃剂由改性氢氧化铝以及有机硼系阻燃剂共混组成，改性氢氧化铝与有机硼系阻燃系的重量比为（1‑3）：（1‑3）；所述增韧剂为马来酸酐接枝EVA共聚物；可以解决合金同时具备良好的力学性能与高阻燃性的问题。

技术研发人员：陈鸿景
受保护的技术使用者：厦门毅兴行塑胶原料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15