本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
高分子材料廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活各個領(lǐng)域，但易燃，易發(fā)生火災(zāi)，需要加入阻燃劑提高其阻燃性能。隨著環(huán)境保護的嚴格要求，迫切需要使用高效環(huán)保無鹵阻燃劑。
PC/ABS合金材料綜合了PC和ABS兩種材料的優(yōu)點，得到了廣泛應(yīng)用。無鹵磷酸酯類化合物常用于PC/ABS合金材料的阻燃，提高其阻燃性能。在磷酸酯類阻燃劑中，使用磷酸三苯酯(TPP)，具有較好的效果，但加工過程易引起送料設(shè)備粘結(jié)堵塞，且易揮發(fā)損失。雙酚A-雙(磷酸二苯酯)(BDP)或間苯二酚-雙(磷酸二苯酯)(RDP)與TPP復(fù)合使用，由于氣相阻燃劑TPP和凝聚相阻燃劑BDP或RDP共存時，產(chǎn)生協(xié)同阻燃效果，提高阻燃性能。新戊二醇二硫代焦磷酸酯(BGDTP)為白色粉末狀固體，熔點高，含磷量高，阻燃效率高，分子結(jié)構(gòu)中含有硫元素，在燃燒過程中防止滴落，應(yīng)用于纖維等材料的阻燃。與常用的BDP和RDP等磷酸酯類阻燃劑相比，BGDTP容易制備，價格低廉，容易操作，方便加料。為此，用BGDTP與TPP復(fù)合，得到新型無鹵高效環(huán)保的含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑。
中國專利201310066151.2提供了一種磷酸酯阻燃PC/ABS合金，其包括：55～75份PC樹脂、25～45份ABS樹脂、2～10份相容劑、2～10份增韌劑、10～20份阻燃劑、2～10份無機填料、0.1～0.5份抗氧劑、0.2～1.0份潤滑劑和0.2～1.0份抗滴落劑。本發(fā)明中使用了相容劑、增韌劑和無機填料，提高了PC樹脂和ABS樹脂間的界面粘結(jié)力和PC/ABS合金的力學(xué)性能。其在PC/ABS合金中添加納米二氧化硅等無機填料，以起到協(xié)同阻燃作用，但總體上添加劑種類較多，對合金材料性質(zhì)存在潛在的影響。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高PC/ABS合金材料的阻燃性能，方便阻燃劑添加和材料的加工，本發(fā)明通過復(fù)合BGDTP(新戊二醇二硫代焦磷酸酯)與TPP(磷酸三苯酯)，提供了一種含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料及其制備方法。本發(fā)明所提供的含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料通過磷-磷-硫協(xié)同阻燃作用，提高了PC/ABS的阻燃性能，阻燃性能良好，加工生產(chǎn)簡便。
本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下：
一種含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料，其特征在于，包括以下重量百分含量的各組分：
PC：70～75％；
ABS：10～15％；
TPP：0～5％；
BGDTP：0～15％；
增韌劑：0.5～1.5％；
抗滴落劑：0～0.5％，TPP的含量大于零，BGDTP的含量大于零，抗滴落劑的含量大于零；增韌劑優(yōu)選為1％。
具體的，所述增韌劑選自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物、馬來酸酐功能化的乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸類增韌劑或丙烯酸-硅橡膠類增韌劑中的任意一種或多種的混合。
優(yōu)選的，所述增韌劑為聚丙烯酸甲酯-丁二烯。
具體的，所述抗滴落劑選自聚四氟乙烯、丙烯腈-苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或低密度聚乙烯為載體的聚四氟乙烯中的任意一種或多種的混合。
本發(fā)明所提供的含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料采用BGDTP與TPP的混合阻燃，具有磷-磷-硫協(xié)同阻燃功能，能夠?qū)崿F(xiàn)氣相阻燃加液相阻燃加抗滴落的完整阻燃效果。該阻燃PC/ABS合金材料的添加劑少，利于保持PC/ABS的性能，并且生產(chǎn)工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明還提供了一種含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料的制備方法，包括以下步驟：
1)按照配方量，將PC和ABS干燥，并與TPP、BGDTP、增韌劑和抗滴落劑混合；
2)混合出料后制備得到含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料；
其中，以配方的總量計，PC占70～75wt％，ABS占10～15wt％，TPP占0～5wt％，BGDTP占0～15wt％，增韌劑占0.5～1.5wt％，抗滴落劑占0～0.5wt％，TPP的含量大于零，BGDTP的含量大于零，抗滴落劑的含量大于零；增韌劑優(yōu)選為1wt％。
具體的，所述增韌劑選自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物、馬來酸酐功能化的乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸類增韌劑或丙烯酸-硅橡膠類增韌劑中的任意一種或多種的混合。
優(yōu)選的，所述增韌劑為聚丙烯酸甲酯-丁二烯。
具體的，所述抗滴落劑選自聚四氟乙烯、丙烯腈-苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或低密度聚乙烯為載體的聚四氟乙烯中的任意一種或多種的混合。
具體的，步驟1)中：將PC和ABS在105℃以下干燥，干燥至含水量小于等于0.1％。
具體的，步驟1)中：混合溫度不高于230℃。
具體的，步驟2)中：混合出料經(jīng)粉碎、壓片，制備得到含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料，壓片溫度不高于215℃。
上述技術(shù)方案中，可以通過現(xiàn)有技術(shù)所提供的設(shè)備，例如布拉本德密煉機進行混合，平板硫化機進行壓片。
本發(fā)明所提供的含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料的制備方法步驟簡單、條件溫和、原料易得、容易實現(xiàn)。通過該方法，經(jīng)過必要的步驟，即可以制備得到含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料。該材料具有磷-磷-硫協(xié)同阻燃功能，能夠?qū)崿F(xiàn)氣相阻燃加液相阻燃加抗滴落的完整阻燃效果。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實施例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
含硫磷酸酯復(fù)合阻燃劑阻燃PC/ABS合金材料的制備
PC、ABS在100℃下干燥12h，含水量在0.1％以下，增韌劑為聚丙烯酸甲酯-丁二烯，無鹵阻燃劑為BGDTP、TPP復(fù)合阻燃劑，防滴落劑為聚四氟乙烯乳液。將PC、ABS、增韌劑、無鹵阻燃劑和防滴落劑按上述提供的配方，在布拉本德密煉機中混合均勻，轉(zhuǎn)速在100r/min，混合溫度225℃，混合7min，趁熱出料，出料后經(jīng)粉碎機粉碎，平板硫化機210℃壓片制樣即獲得所述無鹵阻燃PC/ABS合金材料。按重量百分比，阻燃PC/ABS合金材料的配比為：PC：70～75％；ABS：10～15％；TPP：0～5％；BGDTP：0～15％；增韌劑:0.5～1.5％；抗滴落劑：0～0.5％。
在以下實施例中：
PC樹脂選用德國拜耳公司通用級PC2805型樹脂。
ABS樹脂選用鎮(zhèn)江奇美公司的ABS757K樹脂。
增韌劑選用美國羅門哈斯公司EXL-2620型增韌劑。
防滴落劑選用上海鍶銘橡塑有限公司FR3300型抗滴落劑。
TPP為阿拉丁試劑。
BGDTP、BDP、RDP為實驗室自制。
實施例1
稱取組成本發(fā)明的PC/ABS合金材料的各組分，總質(zhì)量50g，各組分重量百分比：
PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落劑：0.45％；增韌劑：1％；TPP：0％；BGDTP：15％。
實施例2
稱取組成本發(fā)明的PC/ABS合金材料的各組分，總質(zhì)量50g，各組分重量百分比：
PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落劑：0.45％；增韌劑：1％；TPP：5％；BGDTP：10％。
實施例3
稱取組成本發(fā)明的PC/ABS合金材料的各組分，總質(zhì)量50g，各組分重量百分比：
PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落劑：0.45％；增韌劑：1％；TPP：3％；BGDTP：12％。
實施例4
稱取組成本發(fā)明的PC/ABS合金材料的各組分，總質(zhì)量50g，各組分重量百分比：
PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落劑：0.45％；增韌劑：1％；TPP：7.5％；BGDTP：7.5％。
實施例5
稱取組成本發(fā)明的PC/ABS合金材料的各組分，總質(zhì)量50g，各組分重量百分比：
PC：71.4％；ABS：12.6％；抗滴落劑：0％；增韌劑：1％；TPP：5％；BGDTP：10％。
對比例1
稱取組成本發(fā)明的PC/ABS合金材料的各組分，總質(zhì)量50g，各組分重量百分比：
PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落劑：0.45％；增韌劑：1％；TPP：5％；BDP：10％。
對比例2
稱取組成本發(fā)明的PC/ABS合金材料的各組分，總質(zhì)量50g，各組分重量百分比：
PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落劑：0.45％；增韌劑：1％；TPP：5％；RDP：10％。
對比例3
稱取組成本發(fā)明的PC/ABS合金材料的各組分，總質(zhì)量50g，各組分重量百分比：
PC：71.02％；ABS：12.53％；抗滴落劑：0％；增韌劑：1％；TPP：5％；RDP：10％。
性能測試及評價
按國家標(biāo)準測試PC/ABS合金材料的極限氧指數(shù)和垂直燃燒，了解其阻燃性能，結(jié)果見表1。
表1 PC/ABS合金材料阻燃性能
由表1可知，實施例中TPP與BGDTP按配方量配比，都具有良好的阻燃效果。比較TPP與不同的磷酸酯的協(xié)同阻燃作用，發(fā)現(xiàn)TPP與BGDTP復(fù)合的阻燃劑和與BDP或RDP復(fù)合的阻燃劑在PC/ABS合金材料中都具有良好的協(xié)同阻燃作用和良好的阻燃效果。同時BGDTP為粉末狀固體，防止?jié)B析，更方便制備PC/ABS合金材料。與對比例3比較，實施例5和實施例3在沒加防滴落劑的情況下，BGDTP與TPP復(fù)合阻燃劑在垂直燃燒實驗中沒有滴落，仍達到V0級，而RDP與TPP復(fù)合阻燃劑卻出現(xiàn)滴落現(xiàn)象，BGDTP由于自身含有S元素，使阻燃體系具有防滴落效果。
將實施例1-5和對比例1-3制備的PC/ABS合金材料進行煙密度等級測試，測試標(biāo)準為：GB/T8627-2007，測試結(jié)果見表2。
表2 PC/ABS合金材料的煙密度等
由表2可知，本發(fā)明所提供的PC/ABS合金材料的煙密度等級明顯降低，均低于72，符合國家標(biāo)準。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。