專利名稱：一種無鹵環(huán)保pc/abs合金及其制備方法
一種無鹵環(huán)保PC/ABS合金及其制備方法本發(fā)明涉及高分子材料，尤其涉及一種無鹵環(huán)保PC/ABS合金及其制備方法。 [背景技術(shù)]模內(nèi)裝飾技術(shù)(In-Mold Decoration, IMD)，簡稱為IMD技術(shù)，是目前國際風(fēng)行的 表面裝飾技術(shù)，表面硬化透明薄膜，中間印刷圖案層，背面注塑層，可使產(chǎn)品防止表面被刮 花和耐摩擦，并可長期保持顏色的鮮明不易退色。IMD技術(shù)可以取代許多傳統(tǒng)的制程，如熱 轉(zhuǎn)印、噴涂、印刷、電鍍等外觀裝飾方法。尤其在需要多種色彩圖像、背光等相關(guān)產(chǎn)品得到很 好的應(yīng)用。但是，并非所有的塑膠材料表面裝飾都能采用IMD工藝，IMD對塑膠材料有一定的 要求。普通無鹵環(huán)保的PC/ABS合金材料做筆記本電腦外殼或汽車儀表板因為抗彎曲性能 較差，用IMD工藝裝飾表面時容易出現(xiàn)表面翹曲變形。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種抗彎曲性能好，用IMD工藝裝飾表面時不容 易出現(xiàn)表面翹曲變形的無鹵環(huán)保PC/ABS合金及其制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種無鹵環(huán)保PC/ABS合金， 按重量百分比由以下的組分組成PC60 68%;ABS6 14%;無鹵阻燃劑7 12%;無機填料5 12%;助劑4 16%。根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，所述的聚碳酸酯的折射率為 1. 58 1. 61，透射率為88% 90% ；所述的ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物， 其丁二烯含量為15 60%。根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，所述的無鹵阻燃劑為含磷量為6 20%的濃縮型磷酸酯。根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，所述的無機填料粒度為1000-3000 目的礦物。根據(jù)權(quán)利要求4所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，所述的礦物為碳酸鈣，滑石粉，高嶺 土或硫酸鋇。根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，所述助劑包括增韌劑、相容劑、硅烷 偶聯(lián)劑、抗氧劑和阻燃抗滴落劑，所述助劑按無鹵環(huán)保PC/ABS合金的重量百分比，增韌劑3 8%;相容劑1 5%;
硅烷偶聯(lián)劑 0.1 2%;抗氧劑0.1 1%;阻燃抗滴落劑 0.1 1%。所述的增韌劑為橡膠含量為50-70%的核殼型ABS抗沖改性劑；所述的相容劑為 接枝率為0. 8-1. 2%的ABS接枝馬蘭酸酐；所述的硅烷偶聯(lián)劑為甲基二氯硅烷和帶有反應(yīng) 性基團的烯丙基氯在鉬氯酸催化下加成，再經(jīng)醇解和胺解而制得，數(shù)均分子量為200-300， 密度0. 94-0. 95g/cm3 ；所述的抗氧劑為四
季四 醇酯或三<2，4_ 二叔丁基酚 > 亞磷酸酯；所述的阻燃抗滴落劑為聚苯乙烯包覆的聚四氟乙 烯粉末。一種上述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金的制備方法的技術(shù)方案，包括以下步驟a)按上述的重量份數(shù)稱取原料，將原料在高速配料攪拌機中攪拌混合均勻；b)將攪拌好的混合物置于雙螺桿機中熔融擠出造粒。以上所述的制備方法，所述助劑包括增韌劑、相容劑、硅烷偶聯(lián)劑、抗氧劑和阻燃 抗滴落劑，所述助劑按無鹵環(huán)保PC/ABS合金的重量百分比，增韌劑3 8% ；相容劑1 5% ；硅烷偶聯(lián)劑0. 1 2% ；抗氧劑0. 1 ；阻燃抗滴落劑0. 1 ；在步驟a)中， 將無機填料和硅烷偶聯(lián)劑加入高速配料攪拌機中，預(yù)混合1-3分鐘，再將無商阻燃劑及其 它助劑一并加入高速配料攪拌機中，攪拌5-10分鐘；然后，加入烘干的PC和ABS，一起攪拌 10-20分鐘。在步驟b)中的工藝條件為雙螺桿一段溫度220 230°C、二段溫度230 240°C、 三段溫度240 250°C，模具溫度60 100°C，停留時間1 2分鐘、壓力為10 15MPa。。本發(fā)明的無鹵環(huán)保PC/ABS合金充模流動性好，加工性能優(yōu)良，彎曲強度和彎曲模 量較高，用IMD工藝裝飾表面時不容易出現(xiàn)表面翹曲變形，在高端筆記本電腦外殼，汽車儀 表板以及電器外殼方面有很好的應(yīng)用前景。下面通過實施例對本發(fā)明進行進一步闡述自制硅烷偶聯(lián)劑的制備方法原料甲基二氯硅烷純度98. 2%，星火化工廠丙烯基氯純度98. 5%，湖南岳陽化工無水甲醇，分析純，北京化工廠乙二胺分析純，沈陽新興試劑廠氯鉬酸化學(xué)純，沈陽科達試劑廠合成路徑 基本方法用甲基二氯硅烷和烯丙基氯為原料在氯鉬酸為催化劑的作用下，合成 了中間體I 甲基(Y-氯丙基)二氯硅烷，經(jīng)醇解后與乙二胺反應(yīng)得到產(chǎn)物。中間體I的合成在裝有溫度計、恒壓滴液漏斗、回流冷凝管的250ml三口燒瓶中， 加入0. 2mol烯丙基氯和氯鉬酸溶液，于50°C下電磁攪拌30min。升溫至90°C，滴加0. 2mol 的甲基二甲基硅烷?？刂频渭铀俣?，使溫度不超過95°C。滴加結(jié)束后，在90-95°C繼續(xù)反應(yīng) 7h，減壓精餾得到中間體I。醇解反應(yīng)將0. 2mol中間體I投入250ml三口燒瓶中，裝上恒壓滴液漏斗和回流 冷凝管，在恒壓滴液漏斗中裝入無水甲醇0. 43ml無水甲醇，在氮氣保護下加熱至65-70°C， 在40min內(nèi)滴加完中間體1，滴完后再反應(yīng)0. 5h，減壓蒸餾得到中間體II。胺解反應(yīng)在250ml三口燒瓶中加入lmol乙二胺，裝上恒壓滴液漏斗和回流冷凝 管，在恒壓滴液漏斗中加入0. 2mol中間體II，在氮氣保護下加熱至95-100°C，在半小時內(nèi) 滴加完中間體2，滴完后再反應(yīng)0. 5h，將物料轉(zhuǎn)入分液漏斗中，靜置，體系分為兩層，分離出
下層，上層減壓蒸餾，得到數(shù)均分子量為200-300，密度0. 94-0. 95g/cm3的硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn) p
BFI o實施例1 將硅烷偶聯(lián)劑0. 8%和2000目滑石粉12%加入到高速配料攪拌機中預(yù)混合3分 鐘，然后加入無鹵阻燃劑7%、阻燃抗滴落劑0. 1%、增韌劑8%、相容劑3%、抗氧劑0. 1%-起加入高速配料攪拌機中攪拌5分鐘，各個組分均為重量百分比。隨后加入烘好的60% PC 和9% ABS，接著一起攪拌5分鐘，以備用。將攪拌好的混合物置于雙螺桿機中熔融擠出造 粒，其工藝條件為雙螺桿一段溫度220 230°C、二段溫度230 240°C、三段溫度240 250°C，模具溫度60 100°C，停留時間1 2分鐘、壓力為10 15MPa。在本實施例中，增韌劑為橡膠含量為60 80%的核殼型ABS抗沖改性劑。相容 劑為接枝率為0.8 1.2%的ABS接枝馬蘭酸酐。抗氧劑為四_<3，5-二特丁基-4-羥 基苯基 > 丙酸]季四醇酯或三<2，4- 二叔丁基酚 > 亞磷酸酯。無鹵阻燃劑為含磷量為6 20 %的濃縮型磷酸酯。阻燃抗滴落劑為聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。所述PC選用折射率為1. 58 1.61，透射率為88% 90%的聚碳酸酯、ABS選用 丁二烯含量為15 60%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。實施例2 將硅烷偶聯(lián)劑0. 6%和2000目碳酸鈣6 %加入到高速配料攪拌機中預(yù)混合3分 鐘，然后加入無鹵阻燃劑12%、阻燃抗滴落劑0.2%、增韌劑5%、相容劑1%、抗氧劑0.2% 一起加入高速配料攪拌機中，攪拌5分鐘，各個組分均為重量百分比。隨后加入烘好的64%PC和11% ABS，接著一起攪拌5分鐘，以備用。將攪拌好的混合物置于雙螺桿機中熔融擠出 造粒，其工藝條件為雙螺桿一段溫度220 230°C、二段溫度230 240°C、三段溫度240 250°C，模具溫度60 100°C，停留時間1 2分鐘、壓力為10 15MPa。在本實施例中，增韌劑為橡膠含量為60 80%的核殼型ABS抗沖改性劑。相容 劑為接枝率為0.8 1.2%的ABS接枝馬蘭酸酐?？寡鮿樗腫β _<3，5-二特丁基-4-羥 基苯基 > 丙酸]季四醇酯或三<2，4- 二叔丁基酚 > 亞磷酸酯。無鹵阻燃劑為含磷量為6 20 %的濃縮型磷酸酯。阻燃抗滴落劑為聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。所述PC選用折射率為1.58 1.61，透射率為88% 90%的聚碳酸酯、ABS選用 丁二烯含量為15 60%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
實施例3 將硅烷偶聯(lián)劑2%和2000目硫酸鋇5%加入到高速配料攪拌機中預(yù)混合3分鐘， 然后加入無鹵阻燃劑10 %、阻燃抗滴落劑1 %、增韌劑3 %、相容劑2 %、抗氧劑1 % 一起加入 高速配料攪拌機中，攪拌5分鐘，各個組分均為重量百分比。隨后加入烘好的68 % PC和8 % ABS，接著一起攪拌5分鐘，以備用。將攪拌好的混合物置于雙螺桿機中熔融擠出造粒，其工 藝條件為雙螺桿一段溫度220 230°C、二段溫度230 240°C、三段溫度240 250°C， 模具溫度60 100°C，停留時間1 2分鐘、壓力為10 15MPa。在本實施例中，增韌劑為橡膠含量為60 80%的核殼型ABS抗沖改性劑。相容 劑為接枝率為0.8 1.2%的ABS接枝馬蘭酸酐。抗氧劑為四[β _<3，5-二特丁基-4-羥 基苯基 > 丙酸]季四醇酯或三<2，4- 二叔丁基酚 > 亞磷酸酯。無鹵阻燃劑為含磷量為6 20 %的濃縮型磷酸酯。阻燃抗滴落劑為聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。所述PC選用折射率為1.58 1.61，透射率為88% 90%的聚碳酸酯、ABS選用 丁二烯含量為15 60%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。實施例四將硅烷偶聯(lián)劑0. 6%和2000目高嶺土 6 %加入到高速配料攪拌機中預(yù)混合3分 鐘，然后加入無鹵阻燃劑11%、阻燃抗滴落劑0.3%、增韌劑4%、相容劑2%、抗氧劑0. 1% 一起加入高速配料攪拌機中，攪拌5分鐘，各個組分均為重量百分比。隨后加入烘好的66% PC和10% ABS，接著一起攪拌5分鐘，以備用。將攪拌好的混合物置于雙螺桿機中熔融擠出 造粒，其工藝條件為雙螺桿一段溫度220 230°C、二段溫度230 240°C、三段溫度240 250°C，模具溫度60 100°C，停留時間1 2分鐘、壓力為10 15MPa。在本實施例中，所述的增韌劑為橡膠含量為60 80%的核殼型ABS抗沖改性劑。 所述的相容劑為接枝率為0.8 1.2%的ABS接枝馬蘭酸酐。所述的抗氧劑為四[β_<3， 5_ 二特丁基-4-羥基苯基〉丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚〉亞磷酸酯。所述的無 鹵阻燃劑為含磷量為6 20%的濃縮型磷酸酯。所述的阻燃抗滴落劑為聚苯乙烯包覆的聚 四氟乙烯粉末。所述PC選用折射率為1.58 1.61，透射率為88% 90%的聚碳酸酯、ABS選用 丁二烯含量為15 60%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。性能測試拉伸強度按ASTM D638標準進行檢驗。試樣類型為I型，樣條尺寸(mm) 170 (長)X (20 士0. 2)(端部寬度)X (4士0. 2)(厚度)，拉伸速度為50mm/min ；
彎曲強度和彎曲模量按ASTM D790標準進行檢驗。試樣類型為試樣尺寸(mm) (80 士 2) X (10 士0. 2) X (4士0. 2)，彎曲速度為 20mm/min ；懸臂梁沖擊按ASTM D256標準檢測，樣條尺寸為63. 5mm* 12. 7mm*3. 2mm，缺口剩余 寬度為10. 71mm ；阻燃性按UL 94標準檢測，試樣類型為試樣尺寸(mm) (80 士 2) X (10 士 0. 2) X (4 士 0. 2)；熔融指數(shù)按照ASTM D1238檢測，測試條件為260°C /2. 16KG ；熱變形溫度標準ASTM D648/載荷1. 82MPa,樣條尺寸為128mm*13mm*6. 4mm。表1為本發(fā)明的PC/ABS合金的三個實施例的配方比例及與LGPC/ABS GP-5150性 能對照表表1性能對比表 通過對比可以看到本發(fā)明的PC/ABS合金的具有以下優(yōu)點1、LG PC/ABS GP-5150是一款礦物填充的合金材料，主要用于筆記本電腦外殼等 方面。本發(fā)明PC/ABS合金與LG GP-5150比較，彎曲強度和彎曲模量都有所增加，用IMD工 藝裝飾表面時不容易出現(xiàn)表面翹曲變形；本發(fā)明引用了無鹵阻燃劑，綠色環(huán)保，阻燃效果良 好，達到了歐盟R0HS環(huán)保和SONY環(huán)保標準，為高端的模內(nèi)裝飾產(chǎn)品出口到歐盟或其它國家 提供了技術(shù)保證。2、本發(fā)明的PC/ABS合金環(huán)境適應(yīng)性較強，在_20°C -80°C環(huán)境內(nèi)可以保持良好的 韌性和強度。
以上對本發(fā)明所提供的一種綠色環(huán)保的無鹵PC/ABS合金及其制備方法進行了詳 細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說 明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā) 明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理 解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種無鹵環(huán)保PC/ABS合金，其特征在于，按重量百分比由以下的組分組成PC60～68％；ABS 6～14％；無鹵阻燃劑7～12％；無機填料 5～12％；助劑 4～16％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，其特征在于，所述的聚碳酸酯的折射 率為1.58 1.61，透射率為88% 90% ；所述的ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共 聚物，其丁二烯含量為15 60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，其特征在于，所述的無鹵阻燃劑為含 磷量為6 20%的濃縮型磷酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，其特征在于，所述的無機填料粒度為 1000-3000目的礦物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，其特征在于，所述的礦物為碳酸鈣，滑 石粉，高嶺土或硫酸鋇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，其特征在于，所述助劑包括增韌劑、相 容劑、硅烷偶聯(lián)劑、抗氧劑和阻燃抗滴落劑，所述助劑按無鹵環(huán)保PC/ABS合金的重量百分 比，增韌劑3 8% ；相容劑1 5% ；硅烷偶聯(lián)劑0.1 2% ；抗氧劑0.1 ；阻燃抗滴落劑0.1 1%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金，其特征在于，所述的增韌劑為橡膠含 量為50-70%的核殼型ABS抗沖改性劑；所述的相容劑為接枝率為0. 8-1. 2%的ABS接枝馬 蘭酸酐；所述的硅烷偶聯(lián)劑為甲基二氯硅烷和帶有反應(yīng)性基團的烯丙基氯在鉬氯酸催化下 加成，再經(jīng)醇解和胺解而制得，數(shù)均分子量為200-300，密度0. 94-0. 95g/cm3 ；所述的抗氧劑 為四
季四醇酯或三<2，4- 二叔丁基酚 > 亞磷酸 酯；所述的阻燃抗滴落劑為聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯粉末。
8.—種權(quán)利要求1所述的無鹵環(huán)保PC/ABS合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟a)按權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱取原料，將原料在高速配料攪拌機中攪拌混合均勻；b)將攪拌好的混合物置于雙螺桿機中熔融擠出造粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述助劑包括增韌劑、相容劑、硅烷 偶聯(lián)劑、抗氧劑和阻燃抗滴落劑，所述助劑按無鹵環(huán)保PC/ABS合金的重量百分比，增韌劑 3 8% ；相容劑1 5% ；硅烷偶聯(lián)劑0. 1 2% ；抗氧劑0. 1 ；阻燃抗滴落劑0. 1 1 % ；在步驟a)中，將無機填料和硅烷偶聯(lián)劑加入高速配料攪拌機中，預(yù)混合1-3分鐘，再將 無鹵阻燃劑及其它助劑一并加入高速配料攪拌機中，攪拌5-10分鐘；然后，加入烘干的PC和ABS，一起攪拌10-20分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，在步驟b)中的工藝條件為雙螺 桿一段溫度220 230°C、二段溫度230 240°C、三段溫度240 250°C，模具溫度60 100°C，停留時間1 2分鐘、壓力為10 15MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鹵環(huán)保PC/ABS合金及其制備方法。無鹵環(huán)保PC/ABS合金，按重量百分比由以下的組分組成PC60～68％；ABS6～14％；無鹵阻燃劑7～12％；無機填料5～12％；助劑4～16％。本發(fā)明的無鹵環(huán)保PC/ABS合金充模流動性好，加工性能優(yōu)良，彎曲強度和彎曲模量較高，用IMD工藝裝飾表面時不容易出現(xiàn)表面翹曲變形，在高端筆記本電腦外殼，汽車儀表板以及電器外殼方面有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號C08L55/02GK101875771SQ20101022786
公開日2010年11月3日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者何杰, 徐東, 徐永 申請人:深圳市科聚新材料有限公司