本發(fā)明屬于pc/abs合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種薄壁抗靜電無(wú)鹵阻燃pc/abs組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
pc/abs合金材料是一種性能優(yōu)良的組合物，有著良好的物理性能，高韌性和流動(dòng)性、高絕緣性，被廣泛應(yīng)用于家電、電子電器、電動(dòng)工具及其他行業(yè)。但因?yàn)槠渥枞夹圆睿呓^緣性，通常采用添加改性劑的方法改善阻燃性和電絕緣性?？轨o電的效果，一般可以通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn)，一種是產(chǎn)品表面進(jìn)行特殊處理，另一種是通過(guò)添加導(dǎo)電或抗靜電劑，在材料表面形成導(dǎo)電通路，有利于電荷的遷移，從而實(shí)現(xiàn)消除靜電。目前家電、電子電器行業(yè)，產(chǎn)品的減薄處理，對(duì)于材料的機(jī)械性能和防火性也提出了高要求。但現(xiàn)有技術(shù)中，基本是針對(duì)常規(guī)產(chǎn)品，抗靜電效果和阻燃性、薄壁化難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，滿足綜合性能要求。
專利cn201510818034.6中采用多壁碳納米管和超支化聚酯季銨鹽接枝，聚碳酸酯作為載體制備的抗靜電母粒，添加在pc/abs組合中，流動(dòng)性低，無(wú)法滿足薄壁材料的成型加工，且制備工藝復(fù)雜。專利cn201610899010.2中采用單一抗靜電劑(聚醚酯酰胺、硬脂酸甘油酯和共聚酯酰胺)，制備的無(wú)鹵阻燃pc/abs組合物，抗靜電效果只能做到109，且薄壁1.5mmv0阻燃，未能實(shí)現(xiàn)高流動(dòng)性。本發(fā)明就是克服以上問(wèn)題，通過(guò)特殊螺桿組合和制備方法自制抗靜電母粒，通過(guò)添加高效和相容性較好的抗靜電母粒，制備的pc/abs組合物具有永久性抗靜電性能，高流動(dòng)性和超薄阻燃性，綜合性能優(yōu)異，且加工和制備流程簡(jiǎn)單，能夠滿足市場(chǎng)薄壁化產(chǎn)品的使用要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的，就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供了一種薄壁抗靜電無(wú)鹵阻燃pc/abs組合物及其制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的；
本發(fā)明的一種薄壁抗靜電無(wú)鹵阻燃pc/abs組合物包括以下組份及重量份數(shù)：
pc樹(shù)脂50～70份
abs樹(shù)脂8～12份
增韌劑1～3份
阻燃劑10～14份
抗靜電母粒10～20份
其他助劑0.4～1份
所述的pc樹(shù)脂選擇熔融溫度在220～230℃，熔體流動(dòng)速率在30～40g/10min之間，低粘聚碳酸酯中的一種或兩種以上的混合物。
所述的abs樹(shù)脂選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-乙烯丙烯彈性體-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物或甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯接枝物的一種或兩種以上的混合物，優(yōu)選本體聚合法abs，丁二烯橡膠含量在20～30％wt。
所述的增韌劑選自mbs或含有機(jī)硅的核殼結(jié)構(gòu)抗沖改性劑，選擇其中一種或兩種以上的混合物，橡膠粒徑在30um。
所述的阻燃劑為含磷阻燃劑，包括磷酸三苯基酯、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、間苯二酚雙(磷酸二苯基)酯、對(duì)苯二酚雙(磷酸二苯基)酯、雙酚a-雙(磷酸二苯基)酯、間苯二酚(2,6-二叔丁基苯基)磷酸酯和對(duì)苯二酚雙(2，6-二甲基苯基)磷酸酯中至少一種，優(yōu)選雙酚a-雙(磷酸二苯基)酯(bdp)，磷含量為90％wt。
所述的抗靜電母粒為聚己內(nèi)酰胺(50～60份)作為載體，聚醚酯酰胺(20～30份)和導(dǎo)電炭黑(10～20份)捏合，通過(guò)單螺桿擠出機(jī)造粒。所用的聚己內(nèi)酰胺，粘度1.1-1.4，聚醚酯酰胺為聚醚酯和己內(nèi)酰胺共聚物，導(dǎo)電炭黑，包括普通導(dǎo)電炭黑和超導(dǎo)炭黑，粒徑在10～20um。該抗靜電母粒解決了有機(jī)抗靜電劑(聚醚酯酰胺)和導(dǎo)電炭黑的配合使用，提高了炭黑的分散性。同時(shí)，聚己內(nèi)酰胺作為載體，可以和樹(shù)脂很好相容，在樹(shù)脂基體中形成纖維狀導(dǎo)電通路，導(dǎo)電炭黑可以沿纖維狀通過(guò)，提高組合物的抗靜電性能。
所述的其他助劑包含抗氧劑、潤(rùn)滑劑和抗滴落劑，抗氧劑為主抗受阻酚和輔抗亞磷酸酯，質(zhì)量比例為1:2，潤(rùn)滑劑為硬脂酸酰胺，抗滴落劑為含氟聚合物。
本發(fā)明還提供了一種薄壁抗靜電無(wú)鹵阻燃pc/abs組合物的制備方法，該方法包括以下步驟：將pc樹(shù)脂50～70份，abs樹(shù)脂8～12份，增韌劑1～3份，阻燃劑10～14份，抗靜電劑10～20份，其他助劑0.4～1份，高速混合機(jī)混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出、水冷、風(fēng)干、造粒。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效益：
(1)本發(fā)明自制抗靜電母粒，從微觀分子結(jié)構(gòu)和抗靜電效果的綜合考慮，采用特定螺桿組合的單螺桿擠出機(jī)，制備高效且相容性較好的抗靜電母粒；
(2)本發(fā)明選用高效抗靜電母粒，制備的薄壁抗靜電無(wú)鹵阻燃pc/abs組合物，不僅可以滿足組合物的高效抗靜電性，同時(shí)組合物的流動(dòng)性非常好，韌性好，薄壁阻燃性能好，可滿足薄壁產(chǎn)品的實(shí)際使用要求；
(3)本發(fā)明的抗靜電母粒制備流程簡(jiǎn)單，抗靜電性能極好。同時(shí)，薄壁抗靜電無(wú)鹵阻燃pc/abs組合物，加工流程簡(jiǎn)單，綜合性能優(yōu)異，流動(dòng)性和薄壁阻燃性好，可滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：
本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例所使用的材料如下：
pc樹(shù)脂，牌號(hào)：pc1301ep-30，廠家：韓國(guó)lg化學(xué)
abs樹(shù)脂，牌號(hào)：abs8391，廠家：中國(guó)高橋石化
增韌劑，牌號(hào)：s-2001和mbs2690，廠家：日本三菱和美國(guó)羅門(mén)哈斯；
阻燃劑，牌號(hào):wsfrbdp，廠家：浙江萬(wàn)盛；
抗靜電母粒，自制；
主抗氧劑，牌號(hào)：1076，廠家：利安??；
輔助抗氧劑，牌號(hào)：168，廠家：利安隆；
潤(rùn)滑劑，牌號(hào)：pets，廠家：法基；
抗滴落劑，牌號(hào)：b449，廠家：sabic；
抗靜電母粒，包括以下組份及重量份數(shù)：
聚己內(nèi)酰胺50～60份；
聚醚酯酰胺20～30份；
導(dǎo)電炭黑10～20份；
抗氧劑0.4～1份；
抗靜電母粒的制備方法：將聚醚酯酰胺和導(dǎo)電炭黑，恒溫鼓風(fēng)干燥箱85℃，干燥2h，然后按照1:1的質(zhì)量比例，混合3min，置于捏合機(jī)中捏合。將捏合好的混合物和聚己內(nèi)酰胺、抗氧劑，按照比例混合，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出機(jī)溫度210～230℃，轉(zhuǎn)速控制在300-400rpm，此抗靜電母粒采用弱剪切，強(qiáng)輸送和捏合方式的螺桿排列組合。
實(shí)施例1-5
按照表1的配比，將pc樹(shù)脂、abs樹(shù)脂、增韌劑、阻燃劑、抗靜電母粒、其他助劑，按照重量份數(shù)，加入高速混合機(jī)混合5min，加入雙螺桿擠出機(jī)料斗，經(jīng)擠出機(jī)擠出、水冷、風(fēng)干和造粒。擠出機(jī)溫度控制在220-240℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300-500rpm，螺桿長(zhǎng)徑比為40:1。
制備的組合物粒子，采用恒溫鼓風(fēng)干燥箱；90℃，2h，注塑機(jī)注塑astm樣條和15mm*15mm色板，用于做阻燃性、抗靜電和懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試。
對(duì)比例1
按照表1的配比，將pc樹(shù)脂、abs樹(shù)脂、增韌劑、阻燃劑、其他助劑，按照重量份數(shù)，加入高速混合機(jī)混合5min，加入雙螺桿擠出機(jī)料斗，經(jīng)擠出機(jī)擠出、水冷、風(fēng)干和造粒。擠出機(jī)溫度控制在220-240℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300-500rpm，螺桿長(zhǎng)徑比為40:1。
對(duì)比例2
按照表1的配比，將pc樹(shù)脂、abs樹(shù)脂、增韌劑、阻燃劑、有機(jī)抗靜電劑(聚醚酯酰胺)、其他助劑，按照重量份數(shù)，加入高速混合機(jī)混合5min，加入雙螺桿擠出機(jī)料斗，經(jīng)擠出機(jī)擠出、水冷、風(fēng)干和造粒。擠出機(jī)溫度控制在220-240℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300-500rpm，螺桿長(zhǎng)徑比為40:1。
對(duì)比例3
按照表1的配比，將pc樹(shù)脂、abs樹(shù)脂、增韌劑、阻燃劑、導(dǎo)電炭黑、其他助劑，按照重量份數(shù)，加入高速混合機(jī)混合5min，加入雙螺桿擠出機(jī)料斗，經(jīng)擠出機(jī)擠出、水冷、風(fēng)干和造粒。擠出機(jī)溫度控制在220-240℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300-500rpm，螺桿長(zhǎng)徑比為40:1。
對(duì)比例4和對(duì)比例5
按照表1的配比，將pc樹(shù)脂、abs樹(shù)脂、增韌劑、阻燃劑、抗靜電母粒、其他助劑，按照重量份數(shù)，加入高速混合機(jī)混合5min，加入雙螺桿擠出機(jī)料斗，經(jīng)擠出機(jī)擠出、水冷、風(fēng)干和造粒。擠出機(jī)溫度控制在220-240℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300-500rpm，螺桿長(zhǎng)徑比為40:1。
各項(xiàng)性能的測(cè)試方法
(1)懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試
采用注塑機(jī)，制備astm缺口沖擊樣條，樣條厚度3.2mm，寬度，長(zhǎng)度，擺錘重量2.75j，在23℃條件下，按照astmd256測(cè)試懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度，結(jié)果以j/m記錄表示；
(2)熔體質(zhì)量流動(dòng)速率測(cè)試
按照gb/t，取5克料粒，溫度260℃，負(fù)荷2.16kg，熔融擠出測(cè)試熔體質(zhì)量流動(dòng)速率，結(jié)果以g/10min記錄表示；
(3)阻燃性能測(cè)試
采用注塑機(jī)，制備0.8-1.2mm厚度樣條，按照ul94垂直燃燒測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)備5根樣條，測(cè)試燃燒時(shí)間和余灼時(shí)間，結(jié)果以v-0，v-1，v-2，hb表示；
(4)抗靜電性測(cè)試：表面電阻率
準(zhǔn)備長(zhǎng)*寬為15mm*15mm的方板，使用表面電阻率測(cè)試儀，選擇儀器電壓10v或100v，將電阻率儀的電極置于色板表面，用手按壓，讀取表面電阻率的數(shù)據(jù)，結(jié)果以ohm/sq表示，抗靜電效果良好的數(shù)據(jù)為108～1010ohm/sq。
表1實(shí)施例1～5和對(duì)比例1～5重量份數(shù)和性能測(cè)試
從表1可以看出，對(duì)比例1、2、3和實(shí)施例1，未添加抗靜電母粒的組合物，絕緣性高，抗靜電效果差，流動(dòng)性低，阻燃性差。添加有機(jī)抗靜電劑(聚醚酯酰胺)，組合物的表面電阻率只有1011，阻燃性較差。添加導(dǎo)電炭黑，組合物的韌性最差，流動(dòng)性低，不能滿足薄壁阻燃產(chǎn)品的要求。對(duì)比例4和對(duì)比例5，abs樹(shù)脂和pc樹(shù)脂，阻燃劑bdp的比例調(diào)整，組合物的表面電阻、沖擊強(qiáng)度和阻燃性效果較差。從實(shí)施例1～5，可以看出：自制抗靜電母粒的加入，pc/abs組合物的流動(dòng)性，抗靜電性，薄壁阻燃性好，綜合性能優(yōu)異，能夠全面滿足薄壁化抗靜電阻燃產(chǎn)品的加工和使用要求。在本發(fā)明比例范圍內(nèi)制備的組合物，會(huì)有更加優(yōu)異的綜合性能。本發(fā)明所制備的薄壁抗靜電無(wú)鹵阻燃pc/abs組合物可以廣泛應(yīng)用于家電、電子電工類的產(chǎn)品中，比如pos機(jī)、平板電腦等領(lǐng)域。