專利名稱：：聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種阻燃聚碳酸脂(下稱PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物類(下稱ABS)的合金樹脂，具體地說涉及一種無鹵聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
：PC/ABS合金是一種異質(zhì)多相體系，綜合了ABS和PC兩者的優(yōu)良性能，一方面可提高ABS的耐熱性、抗沖擊性和拉伸性能，代替ABS用于高性能領(lǐng)域；另一方面可降低PC的成本和熔體粘度，提高流動性，改善其加工性能，減少制品內(nèi)應(yīng)力和沖擊強度對制品厚度的敏感性，代替PC用于薄壁長流程的制品加工，是一種性能全面的聚合物n亞o眾多的專利文獻報道了無鹵阻燃PC的制備方法，無鹵阻燃PC的阻燃劑大多采用磷酸酯類阻燃劑，這些阻燃劑的分子量較小，在常溫下呈液體狀態(tài)，加入PC/ABS合金后表現(xiàn)出很大的增韌作用，使得PC/ABS合金的耐熱溫度有較大程度的下降。例如加入20份磷酸酯類阻燃劑的PC/ABS(PC:ABS二3:1)的阻燃性能雖然可以達到1.6咖的UL-94V0，但是其熱變形溫度從不阻燃的ll(TC到112"C降低到不足75°C。而目前隨著電子電器行業(yè)的發(fā)展，各類電子元器件的發(fā)熱量急劇上升，這就對家用電器行業(yè)使用的外殼材料的耐熱提出了更高的要求。目前市場上最常見的改變PC/ASB熱變形溫度的手段是采用改變PC的分子結(jié)構(gòu)或者添加特殊類型的阻燃劑和協(xié)效阻燃劑來實現(xiàn)阻燃和耐熱兼顧的效果。但是改變PC的分子結(jié)構(gòu)需要更新樹脂生產(chǎn)廠家更改合成路線或者增加設(shè)備，投資巨大，而且此類PC的價格高昂。而特殊類型的阻燃劑和協(xié)效阻燃劑的價格較高，添加量多，性價比差強人意。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種性價比高的聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，滿足電子電器行業(yè)發(fā)展的需要。本發(fā)明的再一目的是提供一種制備聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金的方法。本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金的組分，按重量百分比計如下PC樹脂53-65%ABS樹脂12-24%阻燃劑6-18%耐熱改性劑3-12%增韌劑0.6-3%光熱穩(wěn)定劑0.1-1%加工助劑0.6-3%其中，所述的阻燃劑為聚苯硫醚(PPS)與磷酸酯類阻燃劑的組合物，其他加工助劑包括潤滑劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑和加工潤滑助劑。聚苯硫醚商品如GE公司的PPS等。配方中，PC樹脂和ABS接枝共聚物類樹脂是本發(fā)明的基體樹脂。所述的PC樹脂包括脂肪族、芳香族聚碳酸酯中的一種及以上樹脂的混合物。如GE公司的141R或121R，或陶氏公司的300—10等。所述的ABS接枝共聚物類樹脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-乙烯丙烯彈性體-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物(ASA)，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(MBS)中的一種樹脂及以上的組合物。商品如如臺灣CHIMEI公司的707、747或757等。所述的磷酸酯類阻燃劑包括異丙基磷酸三芳酯、二苯基磷酸甲苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三甲芐酯、磷酸三苯酯、丁基磷酸三芳酯、間苯二酚雙磷酸酯、紅磷中的一種或者以上的組合物。商品名如美國科聚亞的間苯二酚雙磷酸酯。所述的耐熱改性劑為取代苯乙烯的聚合物、馬來酰亞胺、馬來酸酐、馬來酸酐接枝物及其衍生物中的一種或其組合物。其中，取代苯乙烯包括4-丁基苯乙烯，2-甲基苯乙烯，2，5-二甲基苯乙烯，a-甲基苯乙烯等，臺灣奇美公司的a-甲基苯乙烯等。耐熱改性劑中馬來酰亞胺，包括N-異丙基馬來酰亞胺，N-環(huán)己基馬來酰亞胺，聚(N-n-十八烷基馬來酰亞胺)，N-苯基馬來酰亞胺，聚(N-n-丁基馬來酰亞胺)等中的一種；所述的增韌劑包括氯化聚乙烯，丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物，甲基和乙基丙烯酸酯共聚物及其衍生物，乙基和丁基丙烯酸酯共聚物及其衍生物，熱塑性聚氨酯等中的一種或其一種以上的組合物。如DUP0NT公司的1125AC等。所述的光熱穩(wěn)定劑為垸基化單酚，烷基化多酚，亞磷酸二苯酯，亞磷酸三苯酯，堿金屬或堿土金屬的硅酸鹽，位阻酚，位阻胺，羥基苯并三唑和/或這些化合物的混合物，Irganox1010、Irganox168、Irganox1076、R69。所述加工助劑中，潤滑劑包括脂肪酸鹽、脂肪酸酰胺中的一種和/或這些化合物的混合物；偶聯(lián)劑包括鈦酸酯和鋁酸酯化合物中的一種或其組合物；加工潤滑助劑包括固體石蠟、液體石蠟、低分子量聚乙烯、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸酰胺、甲撐雙硬脂酸酰胺和N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)中的一種或其一種以上的混合物；白礦油、KH-550、KH-560、A-189、101等。這些加工助劑在加工和成型時能有效改善各組分的分散性、減少有害磨擦。一種聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金的制備方法為第一步.上述各組分按其重量百分比配比稱取PC和ABS類樹脂、阻燃劑、耐熱改性劑、增韌劑和加工助劑；第二步.將第一步中稱取的PC和ABS類樹脂、阻燃劑、30%的耐熱改性劑、70%的加工助劑放入高速混合器中充分混合；第三步.用精密計量的送料裝置將充分混合后的料送入雙螺桿擠出機中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，物料得以充分的熔融，復合，采用雙螺桿擠出設(shè)備的長徑比至少為32，最好大于36，并帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備，螺桿轉(zhuǎn)速在100~600轉(zhuǎn)/分鐘，其雙螺桿擠出工作溫度為一區(qū)220250°C，二區(qū)230250°C,三區(qū)235260°C，四區(qū)230255°C，停留時間1-2分鐘，再經(jīng)過擠出，拉條，冷卻，切粒，得到一步料。第四步.再將一步料和第一步中稱取的增韌劑、70%的耐熱改性劑、30%的加工助劑放入高速混合器中充分混合；第五步.通過精密計量的送料裝置將充分混合后的料送入雙螺桿擠出機中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，物料得以充分的熔化，復合，采用雙螺桿擠出設(shè)備的長徑比至少為32，最好大于36;并帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備，螺桿轉(zhuǎn)速在100600轉(zhuǎn)/分鐘，最好在300500轉(zhuǎn)/分鐘，其雙螺桿擠工作溫度為一區(qū)180210°C，二區(qū)190210°C，三區(qū)180220°C，四區(qū)180215。C，停留時間l-2分鐘，再經(jīng)過擠出，拉條，冷卻，切粒，最后包裝為成品。在雙螺桿擠出機混料時，采用真空排氣，螺桿轉(zhuǎn)速最好在300-500轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明利用復合改性技術(shù)和在保留了PC和ABS樹脂原有優(yōu)良耐熱性能和加工性能的基礎(chǔ)上，利用聚苯硫醚含有的S元素和阻燃劑中的P元素間的相互配合，減少阻燃劑的用量，同時，合適分子量的聚苯硫醚的加入還提高了本發(fā)明材料的熱變形溫度，從而滿足在特點場合對PC/ABS合金高耐熱惡化阻燃的的雙重要求。而且具有流程簡單、連續(xù)、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點。具體實施方式本實施例所采用的原材料配方PC樹脂選用GE公司的121R。ABS類樹脂選用臺灣CHIMEI公司的707。阻燃劑選用美國科聚亞的間苯二酚雙磷酸酯和GE公司的PPS。耐熱改性劑選用臺灣奇美公司的a-甲基苯乙烯。增韌劑選用DUPONT公司的1125AC。光熱穩(wěn)定劑選用CIBA精化的1010和168;加工助劑中的加工潤滑助劑選用國產(chǎn)EBS，還有少量白礦油為工業(yè)上常用白礦油。附表1.實施例對應(yīng)的具體配方組份名具體名稱原材料實施例1實施例2實施例3PC樹脂121R65656565ABS樹脂70713.513.513.513.5阻燃劑間苯二酚雙磷酸酯14553PPS0311耐熱改性劑a-甲基苯乙烯0101214增韌劑1125AC6222光熱穩(wěn)定劑10100.30.30.30.31680.20.20.20.2加工助劑EBS0.50.50.50.5白礦油0.50.50.50.5一種無鹵阻燃耐熱聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物合金樹脂的制備方法為第一步.按重量百分比稱取PC和ABS類樹脂、阻燃劑、耐熱改性劑、增韌劑和加工助劑；第二步.將第一歩中稱取的PC和ABS類樹脂、阻燃劑、光熱穩(wěn)定劑、30%的耐熱改性劑、70%的加工助劑放入高速混合器中充分混合.第三步.然后用精密計量的送料裝置將充分混合后的料送入雙螺桿擠出機中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，物料得以充分的熔化，復合，該方法采用雙螺桿擠出設(shè)備的長徑比為36;并帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備，螺桿轉(zhuǎn)速在在300500轉(zhuǎn)/分鐘，其雙螺桿擠工作溫度為一區(qū)220250°C，二區(qū)230250°C，三區(qū)235260°C，四區(qū)230255X:，停留時間l-2分鐘，再經(jīng)過擠出，拉條，冷卻，切粒，得到一步料。第四步.再將一步料和第一步中稱取的增韌劑、70%的耐熱改性劑、30%的加工助劑放入高速混合器中充分混合；第五步.通過精密計量的送料裝置將充分混合后的料送入雙螺桿擠出機中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，物料得以充分的熔化，復合，再經(jīng)過擠出，拉條，冷卻，切粒，最后包裝為成品。該方法采用雙螺桿擠出設(shè)備的長徑比為36;并帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備，螺桿轉(zhuǎn)速在300500轉(zhuǎn)/分鐘。其雙螺桿擠工作溫度為一區(qū)180210°C，二區(qū)190210。C，三區(qū)180220。C，四區(qū)180215。C,停留時間卜2分鐘。將各實施例制備的復合物按標準尺寸注塑成測試用的標準樣條進行各種性能試驗，各實施例中的物理性能分別按我國國家標準和美國UL標準測試，如表2所示。表2.性能測試方法物理性能測試方法拉伸強度GB1040斷裂伸長率GB1040Izod缺口沖擊強度GB1843彎曲模量GB9341燃燒性UL94熱變形溫度(1.82MPa)ASTMD648表3.實施例對應(yīng)的樣品性能<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>權(quán)利要求1、一種聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金的組分，按重量百分比計如下聚碳酸酯53-65％ABS樹脂12-24％阻燃劑6-18％耐熱改性劑3-12％增韌劑0.6-3％光熱穩(wěn)定劑0.1-1％加工助劑0.6-3％其中，所述的阻燃劑為聚苯硫醚與磷酸酯類阻燃劑的組合物，其他加工助劑包括潤滑劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑和加工潤滑助劑。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金，其特征在于所述的ABS樹脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-乙烯丙烯彈性體-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物中的一種樹脂及以上的組合物。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金，其特征在于所述的磷酸酯類阻燃劑包括異丙基磷酸三芳酯、二苯基磷酸甲苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三甲芐酯、磷酸三苯酯、丁基磷酸三芳酯、間苯二酚雙磷酸酯、紅磷中的一種及一種以上的組合物。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金，其特征在于所述的耐熱改性劑為取代苯乙烯的聚合物、馬來酰亞胺、馬來酸酐、馬來酸酐接枝物及其衍生物中的一種或其組合物；所述的光熱穩(wěn)定劑為垸基化單酚，烷基化多酚，亞磷酸二苯酯，亞磷酸三苯酯，堿金屬或堿土金屬的硅酸鹽，位阻酚，聚碳酸酯ABS樹脂阻燃劑53-65%12-24%6-18%3-12%0.6-3%0.1-1%0.6—3%耐熱改性劑增韌劑光熱穩(wěn)定劑加工助劑位阻胺，羥基苯并三唑和/或這些化合物的混合物。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金，其特征在于所述的取代苯乙烯包括4-丁基苯乙烯，2-甲基苯乙烯，2，5-二甲基苯乙烯，a-甲基苯乙烯。6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金，其特征在于所述的馬來酰亞胺包括N-異丙基馬來酰亞胺，N-環(huán)己基馬來酰亞胺，聚(N-n-十八垸基馬來酰亞胺)，N-苯基馬來酰亞胺，聚(N-n-丁基馬來酰亞胺)中的一種。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金，其特征在于所述的增韌劑包括氯化聚乙烯，丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物，甲基和乙基丙烯酸酯共聚物及其衍生物，乙基和丁基丙烯酸酯共聚物，熱塑性聚氨酯中的一種或其一種以上的組合物。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金，其特征在于所述加工助劑中，潤滑劑包括脂肪酸鹽、脂肪酸酰胺中的一種和/或這些化合物的混合物；偶聯(lián)劑包括鈦酸酯和鋁酸酯化合物中的一種或其組合物；加工潤滑助劑包括固體石蠟、液體石蠟、低分子量聚乙烯、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸酰胺、甲撐雙硬脂酸酰胺和N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺中的一種或其一種以上的混合物。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金的制備方法，依序包括下述步驟第一步.按上述各組分按其重量百分比配比稱取PC和ABS類樹脂、阻燃劑、耐熱改性劑、光熱穩(wěn)定劑、增韌劑和加工助劑；第二步.將第一步中稱取的PC和ABS類樹脂、阻燃劑、30%的耐熱改性劑、70%的加工助劑放入高速混合器中充分混合；第三步.用精密計量的送料裝置將充分混合后的料送入雙螺桿擠出機中，在螺桿的高速剪切，充分混煉，其中，雙螺桿擠出機的長徑比不小于32，螺桿轉(zhuǎn)速在100-600轉(zhuǎn)/分鐘，雙螺桿擠出工作溫度為一區(qū)220250°C，二區(qū)230250。C，三區(qū)235260°C，四區(qū)230255。C，停留時間1-2分鐘，再經(jīng)過擠出，拉條，冷卻，切粒，得到一步料；第四步.再將一步料和第一步中稱取的增韌劑、70%的耐熱改性劑、30%的加工助劑放入高速混合器中充分混合；第五步.步驟四中獲得的混合料送入雙螺桿擠出機中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，物料得以充分的熔化，復合，其雙螺桿擠工作溫度為一區(qū)180210°C，二區(qū)190210°C，三區(qū)180220°C，四區(qū)180215°C，停留時間1-2分鐘，再經(jīng)過擠出，拉條，冷卻，切粒，最后包裝為成品。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚碳酸脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金的制備方法，其特征在于在雙螺桿擠出機混料時，采用真空排氣，螺桿轉(zhuǎn)速最好在300500轉(zhuǎn)/分鐘。全文摘要本發(fā)明涉及一種阻燃聚碳酸酯(下稱PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物類(下稱ABS)的合金樹脂，具體地說涉及一種無鹵聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金及其制備方法。一種聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物耐熱阻燃合金的組分，按重量百分比計包括聚碳酸酯53-65％、ABS樹脂12-24％、阻燃劑6-18％、耐熱改性劑3-12％、增韌劑0.6-3％、光熱穩(wěn)定劑0.1-1％、加工助劑0.6-3％，其中，所述的阻燃劑為聚苯硫醚與磷酸酯類阻燃劑的組合物，其他加工助劑包括潤滑劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑和加工潤滑助劑。本發(fā)明利用聚苯硫醚含有的S元素和阻燃劑中的P元素間的相互配合，減少阻燃劑的用量，且耐熱變形溫度提高。文檔編號C08L55/02GK101397396SQ20071004654公開日2009年4月1日申請日期2007年9月27日優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日發(fā)明者吳曉輝,吳晶晶,宋曉東,李旭華,楊定吉甫,梁榮朗申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司;廣州金發(fā)科技股份有限公司