一种ABS改性PC复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及abs/pc复合材料领域，具体涉及一种abs改性pc复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、pc/abs复合材料是一种性能优异的工程塑料，在电气行业具有广泛的应用。随着电子科技的迅猛发展，电子电器外壳用高性能pc/abs复合材料的研究受到越来越广泛的重视。聚碳酸酯与丙烯腈/二烯/苯乙烯共聚物共混所得到的pc/abs复合材料在性能上综合了pc和abs二者的优良性能，一方面具有pc树脂较好的耐热性、尺寸稳定性和良好的力学性能，另一方面表现出abs优良的加工流动性和低温抗冲击性能。abs树脂的添加降低了pc/abs复合材料的成本，显著提高了pc/abs合金的性能价格比。但pc/abs属于易燃材料，并产生大量的有毒气体和浓烟，对生命以及财产安全造成了巨大威胁。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种abs改性pc复合材料及其制备方法，解决了现阶段abs改性pc复合材料燃烧时会释放大量烟雾的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种abs改性pc复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

4、步骤s1：将碳酸二苯酯、阻燃单体、双酚a和醋酸锂混合，通入氮气保护，在转速为30-60r/min，温度为200-210℃的条件下，进行反应3-5h，制得改性树脂；

5、步骤s2：称取如下重量份原料：改性树脂60-80份、abs树脂40-50份、改性填料15-30份和过氧化二异丙苯0.1-0.3份，将原料加入双螺杆挤出机中，在一区温度245℃，二区温度250℃，三区温度255℃，四区温度260℃，五区温度260℃，六区温度250℃，七区温度240℃，机头温度250℃的条件下，挤出并冷却制得abs改性pc复合材料。

6、步骤s1所述的碳酸二苯酯、阻燃单体、双酚和醋酸锂的用量比为180mmo l:50mmol:120mmo l:5mg。

7、所述的阻燃单体由如下步骤制成：

8、步骤a1:将2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵和dmf混合均匀，通入氮气保护，在转速为120-150r/min，温度为110-115℃的条件下，进行反应2-3h，降温至50-55℃，加入氢氧化钠溶液，进行反应5-7h，制得中间体1；

9、步骤a2：将二苯基二甲氧基硅烷、噻吩-3-硼酸、三氟甲磺酸、环己烷和去离子水混合，在转速为120-150r/min，温度为50-55℃的条件下，进行反应40-50min后，升温至80-85℃，进行反应4-5h，加入1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应2-4h，制得氨基聚硅氧烷，将氨基聚硅氧烷、中间体1和dmf混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为30-40℃，ph值为10-11的条件下，进行反应6-8h，制得中间体2；

10、步骤a3：将中间体2、三氯氧磷和dmf混合均匀，通入氮气保护，在转速为60-80r/min，温度为110-115℃，进行反应至无氯化氢气体产生，降温至30-40℃，加入甲酸，进行反应2-3h，制得中间体3，将中间体3溶于dmf中，通入氮气保护，在转速为200-300r/min，温度为65-70℃的条件下，搅拌并加入对羟基苯乙烯，进行反应45-50h，制得阻燃单体。

11、进一步，步骤a1所述的2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵和氢氧化钠溶液的用量比为100mmo l:100mmo l:0.5g:30ml，氢氧化钠溶液的质量分数为50％。

12、进一步，步骤a2所述的二苯基二甲氧基硅烷、噻吩-3-硼酸、三氟甲磺酸、环己烷、去离子水和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为10mmo l:2mmo l:0.5g:35ml:10ml:5mmo l，氨基聚硅氧烷和中间体1的摩尔比为1:4。

13、进一步，步骤a3所述的中间体2、三氯氧磷和甲酸的摩尔比为1:2:2.1，中间体3和对羟基苯乙烯的摩尔比为1:2。

14、进一步，所述的改性填料由如下步骤制成：

15、步骤b1：将2-乙酰异烟酸乙酯、对氨基苯甲醛、氢氧化钠和乙醇混合，在转速为120-150r/min，温度为20-25℃的条件下，进行反应4-6h，加入浓氨水，升温至80-85℃，进行反应10-15h，制得中间体4；

16、步骤b2：将中间体4、六水合硝酸铜、去离子水和盐酸溶液混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为180-185℃的条件下，进行反应45-50h，降温至20-25℃，保温70-75h，制得前驱体，将前驱体分散在甲苯中，加入3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，在转速为200-300r/min，温度为20-25℃的条件下，进行反应2-3h，制得改性前驱体；

17、步骤b3：将改性前驱体、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和无水乙醇混合均匀，在转速为60-80r/min，温度为65-70℃的条件下，搅拌并加入去离子水，进行反应2-3h后，加入钛酸正丁酯，继续反应3-4h，升温至120-125℃，保温1-1.5h，制得改性填料。

18、进一步，步骤b1所述的2-乙酰异烟酸乙酯、对氨基苯甲醛、氢氧化钠、乙醇和浓氨水的用量比为33mmo l:15mmo l:5g:100ml:60ml，浓氨水的质量分数为25％。

19、进一步，步骤b2所述的中间体4、六水合硝酸铜、去离子水和盐酸溶液的用量比为5mmo l:100mmo l:1500ml:0.42ml，盐酸溶液的质量分数为36.8％，3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的用量为3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷质量1-1.5％。

20、进一步，步骤b3所述的改性前驱体、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、去离子水和钛酸正丁酯的用量比100mg:5mmo l:3mmo l:1mmo l:30ml:10ml:2mmo l。

21、本发明的有益效果：本发明公开的一种abs改性pc复合材料以碳酸二苯酯、阻燃单体和双酚a为原料共聚形成聚碳酸酯，制得改性树脂，将改性树脂、abs树脂、改性填料和过氧化二异丙苯熔融挤出制得复合材料，改性树脂以2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物和环氧氯丙烷为原料，使得2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物上的羟基和环氧氯丙烷上的环氧基反应，再在氢氧化钠溶液的作用下闭环，制得中间体1，将二苯二甲氧基硅烷水解产生的si-oh键与噻吩-3-硼酸上的b-oh键接枝，再与1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷聚合，制得氨基聚硅氧烷，将氨基聚硅氧烷和中间体1反应，使得氨基聚硅氧烷上的氨基和中间体1上的环氧基反应，制得中间体2，将中间体2与三氯氧磷反应，使得中间体2上一侧的两个羟基和三氯氧磷上的氯原子位点反应，再在甲酸的作用下使得p-c l键转变为p-h键，制得中间体3，将中间体3和对羟基苯乙烯反应，使得中间体3上的p-h键与对羟基苯乙烯上的双键反应，制得阻燃单体，阻燃单体中含有p、o、c、b、n和s元素，在燃烧时p、o、c和b能够形成致密的焦炭保护层抑制基体燃烧，同时硅氧硅键降解形成层状的二氧化硅，向碳层表面迁移，使得碳层更加致密，抑制碳层的氧化，增加碳层在高温下的稳定性，且能够产生氮气，形成惰性气氛，从而阻止氧气与可燃物质的接触，减少燃烧反应的发生，并能够与可燃物质中的自由基发生反应，形成稳定的氮自由基，从而抑制自由基链反应的发生，减缓燃烧速度，改性填料以2-乙酰异烟酸乙酯和对氨基苯甲醛为原料进行反应，形成氨基功能化的三联吡啶基二向多羧酸配体，制得中间体4，将中间体4和六水合硝酸铜反应，形成铜的有机框架，制得前驱体，将前驱体与3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷反应，使得前驱体表面的氨基和3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷上的异氰酸酯基反应，使得表面接枝硅氧烷结构，制得改性前驱体，将改性前驱体、甲基三乙氧硅烷、二甲基二乙氧基硅氧烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和钛酸正丁酯水解缩合，在改性前驱体表面形成含钛有机硅包覆，再燃烧时改性填料能够生成氧化铜和二氧化钛，氧化铜和二氧化钛能够作为催化位点，吸附并将有毒烟气进行无毒化转化，且表面含有双键，在过氧化二异丙苯的作用下，能够与abs树脂分子链接枝，促进了改性填料与改性树脂的配合，提升了复合材料的阻燃效果。