[發明專利]一種磷系協效阻燃PC/ABS合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310283032.2
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103360739A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 吳寧晶;郎書國
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L55/02;C08K13/02;C08K3/32;C08K5/3492;C08K5/315;B29B9/06;B29C47/92
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技術領域

????本發明屬于無鹵阻燃PC/ABS合金材料，具體涉及到一種磷系協效阻燃PC/ABS合金材料及其制備方法。

背景技術

聚碳酸酯?(PC)是分子鏈重復結構單元為碳酸酯型的聚合物。PC具有沖擊強度高、抗蠕變性和尺寸穩定性好、耐熱、透明、吸水率低、無毒、介電性能優良等優點，在電子電氣、汽車工業、醫療器械、建筑和照明用具以及許多高新技術領域如航空、航天、電子計算機、光纖等領域用途廣泛；然而，PC也存在加工流動性差、易應力開裂、對缺口敏感、容易磨損、耐化學藥品性差、價格偏高等缺點，這些缺點使它在許多領域的應用受到限制。

ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或丙烯腈/苯乙烯的共聚物和苯乙烯/丁二烯共聚物的共混物，英文名稱是Acrylonitrile-Butadiene-Styrene?(ABS)，它是丁二烯的接枝共聚物與丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中丙烯腈占15%-35%，丁二烯占5%-30%，苯乙烯占40-60%。隨著三種成分比例的變化，PC/ABS樹脂的物理機械性能隨之改變的性能介于通用塑料與工程塑料之間，其抗沖擊性能良好，流動性優良，但其耐熱性和耐候性差，力學性能不夠理想，故導致其應用受限。

?PC/ABS的合金可以克服兩種原料自身的缺點，發揚對方的優點，將兩者共混后，其一可以提高PC/ABS的耐熱性、沖擊和拉伸強度，其二可以降低聚碳酸酯熔體粘度，改善加工性能，降低PC缺口敏感性，改善了PC應力開裂狀況，降低了生產成本。特別是由于PC/ABS合金提供了更好的總體成本和優良的低溫缺口沖擊強度使得PC/ABS合金得到迅速發展和應用，其發展速度超過了ABS和PC的其它合金的發展速度。整體優越的耐熱性、強度和加工性是PC/ABS合金得以迅速發展的原因，因此PC/ABS合金具有更加廣闊的應用市場?

PC/ABS合金材料已在汽車工業中得到廣泛應用，如用來制作儀表板、保險杠、車身外板、內外裝飾件等部件，也可用于辦公機器如復印機、打字機和計算機等。?近年來，為了滿足在電子，電氣產品等應用領域防火安全的特殊要求，PC/ABS合金必須兼具有優異的阻燃性能，?PC/ABS合金的阻燃技術成為人們研究的熱點。隨著人們對環保及安全的呼聲日益高漲，對材料環境友好性要求越來越高。而目前常用的十溴聯苯醚等鹵系阻燃劑在材料熱裂解及燃燒時會產生有毒性、腐蝕性氣體及大量煙霧而污染環境，造成二次公害，歐盟2003年出臺的ROHS及WEEE兩個指令的頒布更是限制了傳統鹵系阻燃?PC/ABS合金在很多行業中的應用。因而在阻燃材料無鹵化呼聲日漸高漲的形勢下，國內外研究者開始將各類無鹵阻燃劑應用于PC/ABS合金，以期獲得少煙、低毒、高效環保綠色的無鹵阻燃PC/ABS合金產品。

目前，PC/ABS合金的無鹵阻燃體系包括含磷系、氮系、硅系阻燃劑、無機阻燃體系和膨脹阻燃體系。氫氧化鋁和氫氧化鎂是最為常用的兩種無機阻燃劑，具有無毒、抑煙、價格低廉等優勢，但是無機粉末填料的阻燃效率較低，添加量達到40%以上才有可能達到UL94V-0阻燃等級，另外無機阻燃劑與PC/ABS合金相容性差，大量無機填料使得PC/ABS合金樹脂中材料的力學性能下降嚴重，外觀和加工性能和電性能急劇惡化。膨脹阻燃體系主要包括酸源、炭源以及氣源三要素，其中以聚磷酸銨、季戊四醇和三聚氰胺為代表，具有無毒、抑煙等優點，但季戊四醇存在滲出性和水溶性的問題，而且膨脹阻燃體系與聚合物不相容，加入后還會降低聚合物的力學性能和耐水性，所以膨脹阻燃體系在PC/ABS的應用也受到限制。

在傳統的磷系阻燃體系中，三苯基磷酸酯(Triphenyl?phosphate，TPP)及其衍生物應用在PC/ABS合金時，由于TPP的揮發溫度比PC/ABS合金的加工溫度低，造成了TPP在PC/ABS合金加工過程中易揮發滲出。在TPP基礎上改進的叔丁基磷酸三苯酯比TPP阻燃性能更為優越，它是一種液態阻燃劑，在樹脂中持久性和水解穩定性更佳，且不易產生表面應力龜裂，但其仍具有較高的揮發性。季戊四醇螺環磷酸酯(PSDPP)?在PC/ABS合金中阻燃效率極高，僅添加質量分數3.8%的PSDPP和質量分數3.5%的TPP就足以使PC/ABS合金達到V-0級。但季戊四醇螺環磷酸酯阻燃劑具有較高的揮發性和水溶性?，使其難以在PC/ABS合金中得到應用。