一种耐疲劳性阻燃PC/ABS合金及其制备方法与流程

一种耐疲劳性阻燃pc/abs合金及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及化学合成技术领域，具体涉及一种耐疲劳性阻燃pc/abs合金及其制备方法。


背景技术：

2.聚碳酸酯(简称pc)，具有优良的机械性能、光学性能和阻燃性能，广泛应用于建筑材料、汽车、电子电器、光学、办公用品，医疗器械、航空航天及包装等领域。聚碳酸酯具有优异的耐冲击性、高透明度、高强度、抗蠕变性，良好的耐热性、尺寸稳定性等特点，但由于pc分子链刚性大，其熔体粘度大，抗疲劳强度差，容易产生应力开裂。abs是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，具有加工性能优异，着色力强，表面光泽度好，尺寸稳定性好，耐热性能一般，电绝缘性较好，阻燃性差等特点。磷系阻燃剂不仅能赋予pc/abs的阻燃性，而且还能提高pc/abs的流动性，降低产品因内应力过大而出现的开裂风险，电动工具的电池包外壳使用最多的是改性阻燃pc/abs合金材料，pc/abs合金融合了pc和abs两种树脂的优越性能，增加abs耐热尺寸稳定性、改善pc厚度敏感、提高加工性能、降低成本，可广泛的应用于电池包外壳等领域。
3.pc/abs在电动工具电池包外壳、新能源电池外壳等产品上的应用，既要求具有一定的阻燃性，又具有长期使用的寿命，电动工具使用过程中产生高频多次的振动以及新能源汽车行驶过程中变速频繁，这时就需要材料具有更高的耐疲劳性以满足产品的实际使用。
4.目前还未见有对阻燃pc/abs材料耐疲劳性研究的相关专利报道。因此开发一种具有阻燃性，同时又能兼顾产品耐疲劳性能的阻燃pc/abs合金材料很有必要。


技术实现要素：

5.鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐疲劳性阻燃pc/abs合金及其制备方法。尤其是提供一种具有阻燃性，同时又能兼顾产品耐疲劳性能，且易于加工的耐疲劳性阻燃pc/abs合金及制备方法。
6.本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
[0007][0008]
所述挤出级pc树脂和吹塑级pc树脂均通过光气法合成。
[0009]
光气法合成的挤出级pc树脂熔体流动速率为5-8g/10min，300℃*1.2kg。
[0010]
光气法合成的吹塑级pc树脂熔体流动速率为2-5g/10min，300℃*1.2kg。
[0011]
所述阻燃剂包括磷系阻燃剂。
[0012]
所述磷系阻燃剂包括bdp、rdp、tpp、磷腈中的一种或几种。并非所有的阻燃剂都能提高流动性，本发明选择的是磷系阻燃剂，既能提高阻燃性，又能提高流动性。
[0013]
所述抗滴落剂为丙烯腈-丁二烯包覆性聚四氟乙烯、或丙烯酸酯-苯乙烯包覆性聚四氟乙烯，其中丙烯腈-丁二烯包覆性聚四氟乙烯或丙烯酸酯-苯乙烯包覆性聚四氟乙烯中，聚四氟乙烯的含量均为40％-60％wt。
[0014]
所述抗氧剂选自抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂245、抗氧剂1010中的一种或者几种。
[0015]
所述增韧剂包括丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的一种或者几种。
[0016]
所述润滑剂包括季戊四醇酯、硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺中的一种或者几种。
[0017]
本发明还提供一种耐疲劳性阻燃pc/abs合金的制备方法，包括如下步骤：
[0018]
将原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为230～260℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆400-600转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到耐疲劳性阻燃pc/abs合金。
[0019]
所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)的重均相对分子质量为100000-500000g/mol，丁二烯橡胶含量为40％-60％，橡胶的数均粒径为0.2-1.0um。
[0020]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0021]
1、相比于注塑级pc树脂(流动速率一般在10-20g/10min)，吹塑级和挤出级pc树脂相对分子量更大，支化度更高，多条分子链发生交叉形成类似于网状结构，这种结构不容易受到外力的破坏，其耐疲劳性得到明显的提升；且本发明采用的吹塑级和挤出级pc树脂通过光气法合成，分子量分布更窄，端羟基含量更少，热稳定性更佳。
[0022]
2、虽然挤出级、吹塑级pc树脂的加工性较差，但是abs流动性极佳，同时磷系阻燃剂也是一种增塑流动改性剂，其可与abs一同弥补挤出级或吹塑级pc流动性差的缺陷，pc与
abs以及阻燃剂共混改性得到的阻燃pc/abs合金材料不仅具有优异的阻燃性，而且体现了较高的耐疲劳性能，还能满足加工流动性要求。
具体实施方式
[0023]
下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0024]
下述实施例和对比例中：
[0025]
挤出级pc树脂(光气法)为：帝人的l1250wp；
[0026]
吹塑级pc树脂(光气法)为：万华a1030；
[0027]
吹塑级pc树脂(酯交换法)为：三菱7027bf；
[0028]
注塑级pc树脂(酯交换法)为：乐天的pc 1100；
[0029]
光气法合成的挤出级pc树脂熔体流动速率为5-8g/10min，300℃*1.2kg；
[0030]
光气法合成的吹塑级pc树脂熔体流动速率为2-5g/10min，300℃*1.2kg；
[0031]
abs为：高桥8391；
[0032]
增韧剂为丙烯酸-硅橡胶增韧剂共聚物；
[0033]
抗滴落剂为：熵能3306pf；
[0034]
抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂168；
[0035]
润滑剂为季戊四醇酯类。
[0036]
实施例1-4及对比例1-6
[0037]
实施例1-4及对比例1-6合金分别按表1中的组分及含量进行备料。
[0038]
表1实施例1-4及对比例1-6各组分及组分含量(重量份计)
[0039][0040]
上述各实施例和对比例的合金通过以下方法制备：
[0041]
实施例1-2中的耐疲劳性阻燃pc/abs合金通过以下方法制备：
[0042]
将各原料按表1配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为230℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆400r/min转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到耐疲劳性阻燃pc/abs合金组合物。
[0043]
实施例3-4中的耐疲劳性阻燃pc/abs合金通过以下方法制备：
[0044]
将上述原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为260℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600r/min转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到耐疲劳性阻燃pc/abs合金组合物。
[0045]
对比例1-6的合金采用实施例1的方法制备。
[0046]
应用性能检测：
[0047]
上述各实施例及对比例按照表2标准进行性能检测：
[0048]
表2
[0049][0050][0051]
备注：样条疲劳试验1：采用实验室自制疲劳设备，使用astm标准的拉伸样条，采用103n的固定力值，根据样条断裂的次数来判断材料的疲劳性能。
[0052]
并得到各实施例及对比例产品性能见表3：
[0053]
表3各项性能测试结果
[0054][0055]
性能测试结果明：
[0056]
本发明通过对比试验，树脂组合物中，吹塑级pc树脂含量为30-62份，挤出机pc树脂含量为20-52份，所述吹塑级和挤出级pc树脂均通过光气法合成，且采用磷系阻燃剂时，所制备的合金兼具耐疲劳性能和阻燃性，且具有较好的加工性能和热稳定性。
[0057]
对比例1的结果表明，全部采用吹塑级pc树脂的情形下，制得产品虽然耐疲劳性较好，但其加工性能会减弱。
[0058]
对比例2的结果表明，全部采用挤出级pc树脂的情形下，制得产品虽然加工性能较好，但其耐疲劳性相对会减弱。
[0059]
通过对比可看出使用磷系阻燃剂较使用溴系阻燃剂的体系，前者的加工性能明显更好(流动性高)且耐疲劳性更优。
[0060]
试验结果表明，实施例的熔体流动速率达到7g/10min(260℃*5kg)以上，且耐疲劳试验结果达到29500次以上(在本发明的耐疲劳测试条件下)，由此可见本发明制备的产品兼顾较好的加工性能和耐疲劳性能。
[0061]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。