本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法。
背景技術(shù)：
pc/abs是由聚碳酸酯(pc)和苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物(abs)復(fù)合而成的熱可塑性塑膠，結(jié)合了兩種材料的優(yōu)異特性，abs材料的成型性和pc的機(jī)械性、沖擊強(qiáng)度和耐溫、抗紫外線(uv)等性質(zhì)，可廣泛使用在汽車內(nèi)部零件、家電用品上。pc/abs作為世界上銷售量最大的商業(yè)化聚合物合金，近幾年都以10％左右的需求速度增長。pc/abs較之pc提高了流動(dòng)性，改善了加工性能，減少了制品對(duì)應(yīng)力的敏感性，因而廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾，外飾等。目前常用的阻燃劑為鹵系阻燃劑，由于其高效的阻燃效果，被廣泛用于阻燃聚合物改性材料中。但是，該類阻燃劑在燃燒時(shí)會(huì)釋放出大量的有毒有害的氣體，例如鹵化氫、二噁英等氣體，造成二次污染，嚴(yán)重危害生命安全和環(huán)境安全。秸稈在我國廣泛存在，每年都會(huì)產(chǎn)生大量的秸稈，在改性聚合物應(yīng)用秸稈是一種變廢為寶的舉措，一方面可以給農(nóng)民增收，另一方面可以減少秸稈的焚燒對(duì)環(huán)境造成的污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種不采用鹵系阻燃劑且具有良好的阻燃性能的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
本發(fā)明的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法，包括以下步驟：
(1)將干燥的秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-6％的氫氧化鈉溶液中，在50-60℃浸泡10-15h后過濾烘干；
(2)將烘干后的秸稈置于濃度為1.0-3.0mol·l-1的鋁鹽溶液中真空浸注，然后將真空浸注后的秸稈于120-150℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫5-10h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米秸稈；
(3)取納米秸稈置于醇溶劑中，再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑，攪拌20-30min，過濾干燥，得偶聯(lián)劑改性的納米秸稈；
(4)稱取100-120份abs樹脂、100-200份pc樹脂、10-20份潤滑劑加入高混機(jī)中高混；
(5)稱取80-100份納米改性秸稈，加入到高混機(jī)中高混，繼續(xù)加入12-15份相容劑、60-80份導(dǎo)電炭黑、10-15份抗氧劑，高混，取出備用；
(6)將步驟(6)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200-250℃擠出造粒。
上述所述的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(1)所述秸稈為玉米秸稈或小麥秸稈。
上述所述的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(2)所述鋁鹽溶液為硫酸鋁溶液、硝酸鋁溶液或氯化鋁溶液。
上述所述的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(2)所述真空浸注處理時(shí)間為5-8h，真空度0.1mpa。
上述所述的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(3)所述醇溶劑為異丙醇、乙醇或甲醇。
上述所述的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(3)所述鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為納米秸稈質(zhì)量的2-5％。
上述所述的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(4)所述高混機(jī)的溫度為30℃-40℃、轉(zhuǎn)速為1000-1200r/min。
上述所述的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(4)所述潤滑劑選自硬脂酸鋅、乙撐雙硬脂酰胺、芥酸酰胺、聚丙烯蠟、聚乙烯蠟、油酸酰胺中的一種或幾種。
上述所述的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(5)所述相容劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物。
上述所述的導(dǎo)電阻燃pc/abs聚合物的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(5)所述抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)合。
本發(fā)明采用經(jīng)過偶聯(lián)劑改性的納米秸稈替代了有毒有害的鹵系阻燃劑，制得阻燃pc/abs聚合物材料，其中納米改性秸稈是通過納米氫氧化鋁改性再經(jīng)過偶聯(lián)劑偶聯(lián)得到三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的秸稈結(jié)構(gòu)，由于偶聯(lián)劑處理的納米改性秸稈是以納米顆粒狀態(tài)分散在樹脂基體中，其在遇熱分解時(shí)會(huì)生成氧化物和水蒸氣，水蒸氣沖淡稀釋了可燃性氣體，而氧化物的生成有助于使燃燒中斷，起到了抑制燃燒的作用，生成了保護(hù)層覆蓋于聚合物本體表面(偶聯(lián)劑的使用使覆蓋更牢固)，從而隔離了火源和氧氣，因此使復(fù)合材料具有了良好的阻燃性能，采用ul94防火等級(jí)測(cè)試，所得材料阻燃防火等級(jí)達(dá)到v-0，防火阻燃性能好；同時(shí)，納米秸稈、氫氧化鋁的微納結(jié)構(gòu)使其與導(dǎo)電炭黑結(jié)合能夠更好的將基體材料中的電荷進(jìn)行傳導(dǎo)，導(dǎo)電性能優(yōu)異。同時(shí)本發(fā)明有效利用了農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈，使其變廢為寶，創(chuàng)造了新的應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例所用試劑僅為舉例說明，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明其他實(shí)施例仍可選擇權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有可選試劑。如無特別說明，所述份數(shù)均為質(zhì)量份。
實(shí)施例1
(1)將干燥的小麥秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的氫氧化鈉溶液中，在55℃浸泡10h后過濾烘干；
(2)將烘干后的秸稈置于濃度為2.0mol·l-1的硫酸鋁溶液中真空浸注處理5h，真空度0.1mpa；然后將真空浸注后的秸稈于150℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫5h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米秸稈；
(3)取納米秸稈置于異丙醇中，再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑kr-tts，攪拌30min，過濾干燥，得偶聯(lián)劑改性的納米秸稈；鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為納米秸稈質(zhì)量的2％；
(4)稱取100份abs樹脂、150份pc樹脂、10份潤滑劑聚丙烯蠟加入高混機(jī)中高混；高混機(jī)的溫度為30℃-40℃、轉(zhuǎn)速為1000-1200r/min。
(5)稱取85份納米改性即偶聯(lián)劑改性的納米秸稈，加入到高混機(jī)中高混，繼續(xù)加入12份相容劑苯乙烯-馬來酸酐共聚物、60份導(dǎo)電炭黑、15份抗氧劑，高混，取出備用；
(6)將步驟(6)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200-250℃擠出造粒。采用ul94防火等級(jí)測(cè)試，所得樹脂材料阻燃防火等級(jí)達(dá)到v-0，電阻率達(dá)到103。
實(shí)施例2
(1)將干燥的小麥秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的氫氧化鈉溶液中，在55℃浸泡12h后過濾烘干；
(2)將烘干后的秸稈置于濃度為2.0mol·l-1的硫酸鋁溶液中真空浸注處理5h，真空度0.1mpa；然后將真空浸注后的秸稈于150℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫5h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米秸稈；
(3)取納米秸稈置于異丙醇中，再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑kr-tts，攪拌30min，過濾干燥，得偶聯(lián)劑改性的納米秸稈；鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為納米秸稈質(zhì)量的2％；
(4)稱取120份abs樹脂、150份pc樹脂、20份潤滑劑聚丙烯蠟加入高混機(jī)中高混；高混機(jī)的溫度為30℃-40℃、轉(zhuǎn)速為1000-1200r/min。
(5)稱取80份納米改性秸稈，加入到高混機(jī)中高混，繼續(xù)加入12份相容劑苯乙烯-馬來酸酐共聚物、60份導(dǎo)電炭黑、12份抗氧劑，高混，取出備用；
(6)將步驟(6)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200-250℃擠出造粒。采用ul94防火等級(jí)測(cè)試，所得樹脂材料阻燃防火等級(jí)達(dá)到v-0，電阻率達(dá)到103。
實(shí)施例3
(1)將干燥的玉米秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的氫氧化鈉溶液中，在55℃浸泡15h后過濾烘干；
(2)將烘干后的秸稈置于濃度為2.0mol·l-1的硝酸鋁溶液中真空浸注處理5h，真空度0.1mpa；然后將真空浸注后的秸稈于130℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫10h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米秸稈；
(3)取納米秸稈置于乙醇中，再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑kr-tts，攪拌30min，過濾干燥，得偶聯(lián)劑改性的納米秸稈；鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為納米秸稈質(zhì)量的3％；
(4)稱取100份abs樹脂、150份pc樹脂、12份潤滑劑聚丙烯蠟加入高混機(jī)中高混；高混機(jī)的溫度為30℃-40℃、轉(zhuǎn)速為1000-1200r/min。
(5)稱取100份納米改性秸稈，加入到高混機(jī)中高混，繼續(xù)加入12份相容劑苯乙烯-馬來酸酐共聚物、80份導(dǎo)電炭黑、10份抗氧劑，高混，取出備用；
(6)將步驟(6)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200-250℃擠出造粒。采用ul94防火等級(jí)測(cè)試，所得樹脂材料阻燃防火等級(jí)達(dá)到v-0，電阻率達(dá)到103。
實(shí)施例4
(1)將干燥的小麥秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的氫氧化鈉溶液中，在55℃浸泡10h后過濾烘干；
(2)將烘干后的秸稈置于濃度為2.0mol·l-1的硫酸鋁溶液中真空浸注處理8h，真空度0.1mpa；然后將真空浸注后的秸稈于130℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫8h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米秸稈；
(3)取納米秸稈置于異丙醇中，再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑kr-tts，攪拌30min，過濾干燥，得偶聯(lián)劑改性的納米秸稈；鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為納米秸稈質(zhì)量的5％；
(4)稱取100份abs樹脂、200份pc樹脂、20份潤滑劑聚丙烯蠟加入高混機(jī)中高混；高混機(jī)的溫度為30℃-40℃、轉(zhuǎn)速為1000-1200r/min。
(5)稱取80份納米改性秸稈，加入到高混機(jī)中高混，繼續(xù)加入12份相容劑苯乙烯-馬來酸酐共聚物、60份導(dǎo)電炭黑、10份抗氧劑，高混，取出備用；
(6)將步驟(6)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200-250℃擠出造粒。采用ul94防火等級(jí)測(cè)試，所得樹脂材料阻燃防火等級(jí)達(dá)到v-0，電阻率達(dá)到103。