高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法，该复合材料包括PC树脂、ABS树脂、阻燃剂、增韧剂、扩链剂和其它助剂，该复合材料选用具有特定数均粒径和特定分子结构的增韧剂和高环氧当量的扩链剂，通过对原材料的优化，能够改善阻燃PC/ABS复合材料的耐水解性，使其在经受长时间的高热高湿处理后仍能达到较为理想的阻燃性和力学性能，特别适用于使用环境要求比较高的场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种PC/ABS复合材料及其制备方法，尤其涉及一种高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料及其加工

技术介绍
PC/ABS复合材料是一种重要的工程塑料，其不仅提高了其中ABS的耐热性和拉伸强度，还降低了PC的熔体粘度，改善了复合材料的加工性能。但由于PC树脂本身含有对水敏感的碳酸酯键，因此微量的水存在就会引起分子链断裂导致PC的力学等性能下降；此外在合成ABS或增韧剂的过程中，类似催化剂的残留物也会加剧PC的降解；上述原因均会导致PC/ABS复合材料一旦在经受水与高温的共同作用后，力学性能急剧下降。另一方面，作为阻燃PC/ABS复合材料中常用的磷酸酯类阻燃剂，在高温及水的共同作用下也会发生水解，进一步降低了材料的力学性能，同时阻燃性也会受到很大影响。针对上述技术问题，现有技术中有研究人员采用橡胶含量较低的ABS树脂和耐水解剂进行改良，可以在一定程度上提高复合材料的力学性能和耐水解性能，但由于其使用的ABS树脂中橡胶的含量较低，通常需要加入较多量的增韧剂及高分子量PC树脂去补足韧性，这样就会降低了材料的流动性，且增韧剂对耐水解性能的影响没有做出说明。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料及其制备方法，其制备方法简单、操作安全，且制备所得的复合材料具有优异的耐水解性、高温高湿处理后力学性能下降较少，阻燃等级几乎没有变化，特别适用于使用环境要求比较高的场合。本专利技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料，包括下述按重量份计的各组分：更优选为：众所周知，选材用料、原料配方、制备工艺是决定产品品质的三大要素，三者互为影响。因而为了更好地说明本专利技术所得高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料的优点及创新性，以下将对本专利技术所得产品的选材用料、原料配方和制备方法进行详细说明。所述扩链剂为环氧当量为0.1～10g/mol的苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯，该苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧当量优选为5.0～9.0g/mol。所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-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-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐功能化的乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸类增韧剂和丙烯酸-硅橡胶类增韧剂中的至少一种，且该增韧剂的数均粒径为50～700nm，数均粒径优选为130～300nm，更进一步优选为140～260nm。所述增韧剂优选为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，且其中丁二烯形成的橡胶的含量50～70wt.％。上述增韧剂的数均粒径是通过扫描电子显微镜(SEM)测定，本申请中所涉及的数均粒径均由日立S3400扫面电子显微镜在施加电压2.0KV，放大倍数为10000倍观察到300个粒子的粒径来测定的，下述涉及到数均粒径均不再赘述。所述PC树脂为通过界面聚合法、熔融酯交换法、吡啶法、环状碳酸酯化合物的开环聚合法或预聚物的固相酯交换法制备所得的，上述制备方法均为本领域常规技术方案，因此不再赘述。且该PC树脂为由上述制备方法制备所得的芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳酸酯、芳香族-脂肪族聚碳酸酯和支化聚碳酸酯中的至少一种，优选为粘均分子量为13000-40000的芳香族聚碳酸酯，更优选为粘均分子量为17000-24000的芳香族聚碳酸酯。当芳香族聚碳酸酯的粘均分子量在17000-24000范围内时，其具有良好的机械性能和优异的成型性。所述ABS树脂为采用本体聚合法、乳液聚合法或本体-悬浮聚合法制备而成的，且该ABS树脂的粘均分子量为8000～150000，且该ABS树脂中丁二烯形成的橡胶的含量为5～30wt.％，丙烯腈形成的链段含量为10～30wt.％，苯乙烯形成的链段含量为40～70wt.％。所述阻燃剂为含氮阻燃剂、含磷阻燃剂和有机磺酸金属盐阻燃剂中的至少一种，优选为含磷阻燃剂。所述含磷阻燃剂为磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸甲苯基二苯基酯、磷酸三二甲苯基酯、磷酸三(2,4,6-三甲基苯基)酯、磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、磷酸三(2,6-二叔丁基苯基)酯、间苯二酚双(磷酸二苯基酯)、对苯二酚双(磷酸二苯基酯)、双酚A-双(磷酸二苯基酯)、间苯二酚双(2,6-二叔丁基苯基磷酸酯)和对苯二酚双(2,6-二甲基苯基磷酸酯)中的至少一种，优选为双酚A-双(磷酸二苯基酯)。在本专利技术中，在上述PC树脂、ABS树脂、阻燃剂、增韧剂和扩链剂混合时，还可以根据需要适当添加其它助剂，所述其它助剂选自热稳定剂、抗氧剂、抗滴落剂、光稳定剂、增塑剂、填料和着色剂中的至少一种。合适的热稳定剂包括：有机亚磷酸酯类热稳定剂，如亚磷酸三苯酯、亚磷酸三-(2,6-二甲基苯基)酯、亚磷酸三-壬基苯基酯、二甲基苯膦酸酯、磷酸三甲酯等。合适的抗氧剂包括：有机亚磷酸酯、烷基化的一元酚或者多元酚、多元酚和二烯的烷基化反应产物、对甲酚或二环戊二烯的丁基化反应产物、烷基化的氢醌类、羟基化的硫代二苯基醚类、亚烷基-双酚、苄基化合物、多元醇酯类等。合适的抗滴落剂优选为氟化聚烯烃，该氟化聚烯烃通常为包含含氟乙烯结构的聚合物或共聚物，且可具体示例为二氟乙烯树脂、四氟乙烯树脂、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物树脂，其中优选四氟乙烯树脂。合适的光稳定剂为苯并三唑类和二苯甲酮类中的至少一种。合适的增塑剂为邻苯二甲酸酯。合适的填料包括钛白粉、滑石粉、云母、硫酸钡等矿物填料。合适的着色剂包括各种颜料、染料。本专利技术还公开了一种上述高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料的制备方法，该制备方法包括下述步骤：(1)称取60～80份PC树脂、10～15份ABS树脂、8～15份阻燃剂、2～5份增韧剂、0.5～2.0份扩链剂、0.4～0.8份其他助剂，并将上述各组分投入混合机中进行共混直至均匀，得到预混物；(2)将步骤(1)中所得预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，并挤出造粒，得到高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料；其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为40～45:1，螺筒温度为250～260℃，螺杆转速为400～500rpm。本专利技术的有益技术效果是：相较于现有技术，本申请在原料配方中加入具有特定数均粒径和特定分子结构的增韧剂，这类增韧剂在受到湿热处理后，可以将PC树脂的水解控制在较低的水平，同时由于该类增韧剂中橡胶部分的含量控制在一定范围内，因此即使增韧剂受到湿热处理，仍然可以对PC/ABS复合材料起到很好的增韧作用；再者，本申请中添加了高环氧当量的扩链剂，这类扩链剂可以在PC树脂的碳酸酯酯键或阻燃剂的磷酸酯酯键发生水解生成活性自由基后对PC树脂的端基进行迅速封锁，防止活性端基引发的进一步降解。因此本申请极大程度地降低了PC树脂和磷酸酯类阻燃剂的水解，复合材料的力学性能和阻燃性能即便在经历高湿高热处理后仍得到很好的保持，特别适用于使用环境要求比较高的场合。具体实施方式下面结合具体实施例和对比实施例来进一步说明本专利技术，以下具体实施例均为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受下述实施例的限制，特别并不局限于下述具体实施例中所使用的各组分原料的型号。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：包括下述按重量份计的各组分：其中所述扩链剂为环氧当量为0.1～10g/mol的苯乙烯‑丙烯腈‑甲基丙烯酸缩水甘油酯；其中所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯‑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‑甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐功能化的乙烯‑醋酸乙烯共聚物、丙烯酸类增韧剂和丙烯酸‑硅橡胶类增韧剂中的至少一种，且该增韧剂的数均粒径为50～700nm。

【技术特征摘要】
1.一种高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：包括下述按重量份计的各组分：其中所述扩链剂为环氧当量为0.1～10g/mol的苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯；其中所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-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-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐功能化的乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸类增韧剂和丙烯酸-硅橡胶类增韧剂中的至少一种，且该增韧剂的数均粒径为50～700nm。2.根据权利要求1所述的高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：所述扩链剂苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧当量为5.0～9.0g/mol。3.根据权利要求1所述的高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，该甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的数均粒径为130～300nm，且其中丁二烯形成的橡胶的含量50～70wt.％。4.根据权利要求1所述的高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：所述PC树脂为芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳酸酯、芳香族-脂肪族聚碳酸酯和支化聚碳酸酯中的至少一种。5.根据权利要求4所述的高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：所述PC树脂为粘均分子量为13000～40000的芳香族聚碳酸酯。6.根据权利要求1所述的高耐水解性阻燃PC/ABS复合材料，其特征在于：所述ABS树脂的粘均分子量为8000～150000，且该ABS树脂中丁二烯形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贤文，董相茂，田征宇，岑茵，佟伟，艾军伟，张永，
申请(专利权)人：江苏金发科技新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32