一种具有纤维点效果的阻燃PC/ABS组合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子化合物的组合物，更具体地，涉及一种具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、pc/abs材料是由聚碳酸酯(pc)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)共混而成的热塑性塑料，不仅具备聚碳酸酯的力学强度和高热变形温度，同时还具有abs良好的加工性能和成型性能，被广泛用于汽车内部零件、通信器材、电子产品领域。但pc/abs材料本身的极限氧指数较低(19.8％)，属于易燃物质且无法通过垂直燃烧(ul-94)测试。

2、针对pc/abs材料阻燃性能较差的问题，一般通过添加无卤磷系阻燃剂来解决；但单纯的阻燃剂仍难以有效改善其垂直阻燃性能，还需要添加抗滴落剂，利用抗滴落剂带动熔体回缩与阻燃剂共同作用来提升垂直阻燃性能。然而，在实际应用过程中发现，抗滴落剂加入虽然提高了垂直阻燃性能，但同时由于熔体回缩加快了穿孔速率，使得烧穿风险明显增大。为了解决材料易被烧穿的问题，常见的改善方法是通过添加矿粉填充以及添加碳纤维或玻璃纤维增强来提高熔体强度，进而降低烧穿风险。例如，现有技术中公开了一种ul94-5va级的高性能阻燃增强pc/abs共混材料及其制备方法，利用无卤阻燃剂和碳纤维相结合，以保证制件外表面碳层的完整性，从而防止烧穿；但该材料的韧性较差，且外观性能也有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有阻燃pc/abs组合物难以兼具高韧性、高阻燃性和良外观的缺陷和不足，提供一种具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物。本发明的另一目的是提供一种具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物的制备方法。

2、本发明的又一目的是提供一种具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物在制备汽车内部零件、通信器材或电子产品中的应用。本发明上述目的通过以下技术方案实现：本发明保护一种具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物，按重量份数计，包括以下组分：

3、聚碳酸酯60～90份，abs树脂5～20份，阻燃剂3～9份，耐高温纤维点0.01～0.1份，抗滴落剂0.8～1.8；其中，所述耐高温纤维点为再生纤维素纤维且其熔点≥300℃。本发明具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物以耐高温纤维点代替常规的常规碳纤维或玻璃纤维增强材料，不仅可以使得抗滴落剂在pc/abs组合物燃烧受热收缩时，能够以耐高温纤维点为节点收缩集聚来大大延缓穿孔的速率；同时能够形成星网状密布的碳层结构以隔绝火焰和热量，进而显著提高阻燃性能。而且，研究发现耐高温纤维点可以更好地保持pc/abs组合物的冲击性能(韧性)，还可以使得pc/abs组合物的表面呈现类似于喷漆的点状美学外观效果。此外，由于pc/abs组合物的注塑温度一般在280～290℃左右，因此需要耐高温纤维点的熔点≥300℃以避免其在注塑加工过程中因熔融而改变形态。上述具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物中聚碳酸酯的质量百分数≥58％。可选地，所述具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物，按重量份数计，还包括以下组分：增韧剂2～7份，钛白粉1～3份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.2～1份。优选地，所述具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物，按重量份数计，包括以下组分：

4、聚碳酸酯70～80份，abs树脂9～18份，增韧剂3～5份，阻燃剂4～7份，钛白粉1～3份，耐高温纤维点0.02～0.05份，抗滴落剂1.0～1.5，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.2～1份。

5、具体地，聚碳酸酯可以为72份、74份、76份或78份；abs树脂可以为10份、12份、14份或16份；增韧剂可以为3.5份、4份或4.5份；阻燃剂可以为4.5份、5份、5.5份、6份或6.5份；钛白粉可以为1.5份、2份或2.5份；耐高温纤维点可以为0.03份或0.04份；抗滴落剂可以为1.1份、1.2份、1.3份或1.4份；抗氧剂可以为0.2份、0.4份、0.6份或0.8份；润滑剂可以为0.4份、0.6份

6、或0.8份。

7、可选地，所述耐高温纤维点与抗滴落剂的质量比为1:(14～80)；优选为1:(20～61)；具体可以为1:23、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50、1:55或1:60。研究发现，耐高温纤维点与抗滴落剂的质量比对pc/abs组合物的阻燃性能和韧性也有重要影响，当两者的质量比在上述范围内时，可以获得更高的阻燃等级和更好的韧性。

8、可选地，所述再生纤维素纤维的平均长度为0.1～0.5μm。再生纤维素纤维的长度可以采用以下方法测得，称取1g再生纤维素纤维放入20ml无水乙醇中，使用超声设备超声分散20min，取0.1ml分散后的溶液滴在载玻片上，待乙醇挥发后使用扫描显微镜观测，扫描显微镜放大倍率200倍，采用测量软件测试并记录视野中纤维的长度；随机选取5个视野测量后统计平均长度。可选地，所述聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯，且其数均分子量为22000～30000g/mol；所述abs树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物，可以由本体法或乳液法制得。聚碳酸酯的数均分子量可以通过凝胶渗透色谱-多角度激光散射法(sec-malls)测得，数均分子量的大小对pc/abs组合物的阻燃性能和韧性也有一定影响，数均分子量较小时，会降低pc/abs组合物的阻燃性能和韧性。

9、可选地，所述增韧剂为有机硅系核壳结构共聚物、苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物或abs高胶粉中的至少一种。目前，用于pc/abs组合物的无卤阻燃阻燃剂以磷系为主，主要包括磷酸酯类或磷腈类，二者都会降低材料的熔体强度；同等阻燃下，磷腈类降低幅度较少，更有利于支撑材料不穿孔；具体地磷腈类阻燃剂可以为六苯氧基三磷腈、八苯氧基环四磷腈或十苯氧基五磷腈中的至少一种。具体地，所述抗氧剂可以为受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂或硫代酯类抗氧剂中的至少一种；所述润滑剂可以为季戊四醇硬脂酸酯和/或硅酮母粒。具体地，所述抗滴落剂可以为聚四氟乙烯(ptfe)或san包覆的ptfe。相较于ptfe，san包覆的ptfe在pc/abs组合物中的分散性更好，更有利于提高阻燃性能的稳定性。可选地，san包覆的ptfe中有效ptfe含量在50wt％左右。

10、本发明还保护一种上述具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物的制备方法，包括以下步骤：

11、将各组分混合、熔融挤出，即得具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物。其中，上述制备方法中可以采用双螺杆挤出机进行熔融挤出，熔融挤出温度为140～250℃，一种上述具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物在制备汽车内部零件、通信器材或电子产品中的应用。具体地，汽车内部零件可以为中控面板、车载充电支撑部件等。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有纤维点效果的阻燃pc/abs组合物以耐高温纤维点代替常规的常规碳纤维或玻璃纤维增强材料，不仅可以使得抗滴落剂在pc/abs组合物燃烧受热收缩时，能够以耐高温纤维点为节点收缩集聚来大大延缓穿孔的速率；同时能够形成星网状密布的碳层结构以隔绝火焰和热量，进而显著提高阻燃性能。而且，还可以更好地保持pc/abs组合物的冲击性能(韧性)，同时使得pc/abs组合物的表面呈现类似于喷漆的点状美学外观效果。