[發(fā)明專利]一種UL94-5VA級(jí)的高性能阻燃增強(qiáng)PC/ABS共混材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310743041.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN103740082A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭云龍;陳永東;張祥福;周文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶普利特新材料有限公司;上海普利特復(fù)合材料股份有限公司;浙江普利特新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L69/00
• 分類號(hào): C08L69/00;C08L55/02;C08L63/00;C08K13/04;C08K7/06;C08K3/04;C08K5/03;B29C47/92
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種UL94-5VA級(jí)的高性能阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯（PC）/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）共混材料及其制備方法。

背景技術(shù)

PC/ABS共混材料因具備較好的相間相容性，能將材料中各組分的特性充分發(fā)揮出來，其中PC賦予復(fù)合材料優(yōu)良的耐熱性、抗沖擊性及耐化學(xué)性能，而ABS能明顯降低材料的熔體黏度，使復(fù)合材料具備良好的加工流動(dòng)性，因而在汽車內(nèi)外飾、工程機(jī)械、通訊器材、家電用品及照明設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。

阻燃PC/ABS材料是為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的防火形勢(shì)而做針對(duì)性改進(jìn)的新材料，通常是加入特定的阻燃劑復(fù)配體系，使PC/ABS材料的阻燃性能通過相關(guān)的燃燒測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，而UL94無疑是測(cè)試設(shè)備、電器用塑料件的可燃性最常用的標(biāo)準(zhǔn)之一。常規(guī)的阻燃PC/ABS材料大多都能滿足UL94-V0的規(guī)范要求，如CN103073864提供一種無鹵阻燃聚碳酸酯組合物，具備UL94-V0的阻燃等級(jí)、低煙、無鹵等特點(diǎn)，CN101759977提供的玻纖增強(qiáng)阻燃PC組合物，玻璃纖維增強(qiáng)體的加入有助于其剛性提高，但阻燃等級(jí)卻難以進(jìn)一步提高至UL94-5V級(jí)別，尤其是UL94-5VA級(jí)，其要求測(cè)試樣品與火焰的接觸面在要求多次施焰后必須無穿孔現(xiàn)象，這對(duì)耐熱性相對(duì)較低的聚合物來說是很難達(dá)到的。碳纖維材料作為一種輕質(zhì)、高強(qiáng)的增強(qiáng)體，其同樣具備優(yōu)良的耐熱性能，其力學(xué)性能甚至能在1500℃的高溫下保持不變，將碳纖維加入到阻燃PC/ABS合金材料中，可明顯改善其在火焰中的抗扭曲、抗形變能力，從而將PC/ABS材料的阻燃等級(jí)進(jìn)一步提高，但相關(guān)的研究卻一直少見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種UL94-5VA級(jí)的高性能阻燃增強(qiáng)PC/ABS共混材料及其制備方法，通過加入高強(qiáng)度、高耐熱性的碳纖維增強(qiáng)體，在提高PC/ABS材料基本力學(xué)性能的同時(shí)，大幅度提升了共混材料在測(cè)試火焰中的外形保持能力，使其滿足了UL94-5VA(2.0mm)阻燃等級(jí)的規(guī)范要求。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種UL94-5VA級(jí)的高性能阻燃增強(qiáng)PC/ABS共混材料，其包括按照重量百分比計(jì)的以下原料：

所述的聚碳酸酯PC為分子量20000～30000的雙酚A型樹脂，可由多個(gè)商業(yè)來源獲得。

所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS為連續(xù)本體法和乳液橡膠接枝-本體SAN摻混法合成的樹脂，可由多個(gè)商業(yè)來源獲得。

所述的阻燃劑是十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧、溴化苯乙烯，以及由碳源、酸源和氣源復(fù)配而成的無鹵膨脹型阻燃劑IFR中的一種，可由多個(gè)商業(yè)來源獲得。為無鹵膨脹型阻燃劑IFR時(shí)，所述的碳源選自季戊四醇和淀粉中的一種或兩種混合物；所述的酸源選自磷酸和聚磷酸銨APP中的一種或兩種；所述的氣源選自尿素、雙氰胺及其衍生物中的一種或幾種。

所述的碳纖維是長度在4～12mm的短碳纖維切片，其堆積密度為350～600g/L，可由多個(gè)商業(yè)來源獲得。

所述的共混材料中還可包括潤滑劑、抗氧劑、抗紫外劑、填料等功能性助劑。

一種UL94-5VA級(jí)高性能的阻燃增強(qiáng)PC/ABS共混材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）按上述重量百分比稱取原料，將碳纖維以外的其他組分混合均勻，得到混合原料；

（2）將干燥后的混合原料置于雙螺桿擠出機(jī)的主喂料倉，經(jīng)喂料螺桿加入到螺桿直徑35mm，長徑比L/D=36的擠出機(jī)主機(jī)筒內(nèi)，將碳纖維置于雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料倉，經(jīng)喂料螺桿加入到擠出機(jī)的主機(jī)筒內(nèi)，主機(jī)筒各分段的控制溫度，從加料口到機(jī)頭出口依次為：215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、230℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，經(jīng)過熔融擠出、造粒、干燥處理等工序后得到產(chǎn)品。

通過本發(fā)明的技術(shù)方案得到的阻燃增強(qiáng)PC/ABS共混材料，具有高強(qiáng)度、高耐熱、高阻燃性及低燃燒發(fā)煙量等多重特性，其中，所用無鹵阻燃劑在燃燒后發(fā)煙少，能在樣件的表面形成隔熱、隔氧的致密碳層，而碳纖維加入能有效加強(qiáng)碳層以下的基體樹脂耐熱性，使其在測(cè)試火焰的作用下不至于發(fā)生明顯的扭曲、變形，從而保證了樣件外表面碳層的完整性，所得的阻燃增強(qiáng)PC/ABS共混材料不僅能滿足基本的UL94V-0要求，更能在較低的樣件厚度下（2.0mm）達(dá)到了UL94-5VA的各項(xiàng)指標(biāo)，樣件在火焰的多次作用下無扭曲、無穿孔，保持了較完整的外觀形狀，這一特性對(duì)汽車、工程機(jī)械、家電產(chǎn)品中關(guān)鍵性電子部件的火災(zāi)防護(hù)、降低損失有著重要的應(yīng)用。