[发明专利]一种高环保性的阻燃增强PC/ABS共混材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高环保性的阻燃增强聚碳酸酯（PC）/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）共混材料及其制备方法。

背景技术

PC/ABS共混材料一方面具备PC材料的较高力学性能、抗冲击性能、优良的耐热性及耐化学性能，同时ABS的加入能弥补PC因过高的熔体黏度而导致的加工问题，使材料的加工流动性大为改善，两者之间具有良好的相容性，因而在汽车内外饰、电动工具、家用电器及照明设备等领域有着广泛的使用。

随着现代汽车工业的不断发展，汽车已经成为日常生活所不可或缺的重要工具。随着在车内停留时间的延长，车内空气质量问题逐渐被重视起来。对于汽车内饰件用阻燃PC/ABS来说，卤系阻燃剂因其燃烧后高毒性、重发烟而逐渐被无卤系阻燃剂所取代，这其中磷-氮系膨胀型无卤阻燃剂IFR一直是无卤阻燃研究热点之一。CN1435445所提供的一种无卤阻燃聚碳酸酯共混材料，其阻燃剂为磷酸酯与含氮化合物复配而成，CN101045812所述的无卤阻燃聚碳酸酯/苯乙烯基树脂也是以磷酸酯类化合物为阻燃剂，其燃烧后表现确实明显优于传统的卤系阻燃剂。

但是与卤系阻燃剂相对简单的组分及合成工艺不同的是，磷-氮系膨胀型无卤阻燃剂IFR往往会涉及到多个有机化合物的合成及搭配使用，这必然会对阻燃材料的一些环保指标如气味、总碳(TVOC)带来负面影响，尤其是用作汽车内饰件时，而相关的情况在当前的无卤阻燃研究中却未能引起关注。碳纤维作为碳系材料的一种，不仅具有增强体的特征，同样具备其他碳系材料如活性炭所特有的小分子物质吸附性能，将其与无卤膨胀型阻燃剂IFR搭配使用，可明显改善共混材料的环保性能。

发明内容

本发明提供了一种高环保性的阻燃增强聚碳酸酯（PC）/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）共混材料，通过引入活化处理后的碳纤维，利用纤维表面的大量微孔来有效吸附无卤阻燃剂的小分子挥发物质，从而改善PC/ABS共混材料的气味、总碳TVOC等环保性能，同时也能提升共混材料的刚性、耐热性等，从而获得综合性能优异的PC/ABS共混材料，特别适用于汽车内饰件的制造之中。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种高环保性的阻燃增强PC/ABS共混材料，包括以下重量百分比计的原料：

所述的碳纤维为表面活化处理后的碳纤维。

所述的聚碳酸酯PC为分子量20000～30000的双酚A型树脂。可由多个商业来源获得。

所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS为连续本体法和乳液橡胶接枝-本体SAN掺混法合成的树脂，可由多个商业来源获得。

所述的阻燃剂是由碳源、酸源和气源复配而成的无卤膨胀型阻燃剂IFR，可由多个商业来源获得。所述的碳源选自季戊四醇和淀粉中的一种或两种混合物；所述的酸源选自磷酸和聚磷酸铵APP中的一种或两种；所述的气源选自尿素，双氰胺及其衍生物中的一种或几种。

所述的碳纤维的表面活化处理包括以下步骤：将碳纤维浸泡于0.1～1mol/L的NaOH溶液中12～24小时，取出过滤后放入600～800℃的马弗炉中，于有氧条件下灼烧30～60分钟，冷却后用去离子水反复冲洗，烘干后即得表面活化处理后的碳纤维，其中所述碳纤维为长度为6～12mm的短碳纤维切片，堆积密度为380～520g/L。

所述的共混材料中还可包括润滑剂、抗氧剂、抗紫外剂、填料等功能性助剂。

一种高环保性的阻燃增强PC/ABS共混材料的制备方法，其包括以下步骤：

（1）按上述重量百分比称取原料，混合均匀后得到混合原料；

（2）将干燥后的混合原料置于双螺杆挤出机的主喂料仓，经喂料螺杆加入到螺杆直径35mm，长径比L/D=36的挤出机主机筒内，主机筒各分段的控制温度，从加料口到机头出口依次为：215℃、220℃、225℃、230℃、230℃、230℃，主机转速为400转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到产品。

通过本发明的技术方案得到的阻燃增强PC/ABS共混材料，具有高强度、高阻燃性及高环保性能等多重优势。表面活化的碳纤维的加入，不仅能增强共混材料的拉伸、弯曲性能，更能利用其表面存在的大量微孔，有效吸附阻燃PC/ABS中的各种有机挥发物组分，提高材料的气味、总碳挥发物(TVOC)等多个环保指标，且更重要的是，这种环保性能的提升并不是以牺牲材料的阻燃性能为代价，相反共混材料的阻燃性能表现也有所提升，其离火后燃烧时间更短，自熄性更好。

具体实施方式