一種汽車用阻燃電鍍PC/ABS合金材料及製備方法與流程

2023-06-10 14:22:06 2

本發明涉及汽車用pc/abs合金材料技術領域，尤其涉及一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料及製備方法。

背景技術：

abs樹脂是一種強度髙、初性好、易於加工成型且性價比高的細性高分子材料，適用於製作一般機械零件，減磨耐磨零件，傳動零件和電器零件，但因其耐熱性與耐候性能差，力學性能差且易燃而限制了其應用。pc是一種高韌性的熱塑性樹脂，具有透明、耐熱、耐腐蝕性、衝擊強度高等優良性能。abs和pc熔融共混得到的abs/pc共混物具有易加工、低溫韌性好、優良的耐衝擊性和良好的耐熱性，因而作為重要的商業材料被應用於許多加工成型領域。

abs/pc共混物以其優良性能在汽車工業中應用廣泛尤其是電鍍abs/pc合金，但作為汽車用材料，其阻燃性、導電性能較差，一定程度上限制了使用，因此，abs/pc共混物的阻燃和電鍍性能改性越來越受到本領域人員的重視。

技術實現要素：

本發明提出了一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料及其製備方法，通過多種組分科學復配，改善汽車用pc/abs合金材料電鍍效果的同時，提高了pc/abs合金材料的阻燃性能，擴展了pc/abs合金材料在汽車行業的應用範圍。

本發明提出的一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂35-45份、高流動pc樹脂25-35份、abs樹脂8-15份、改性礦物纖維15-25份、鍍鎳碳纖維10-15份、相容劑2-8份、複合阻燃劑10-15份、加工助劑1-3份；

其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為3-9g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為20-40g/10min。

在具體實施例中，低流動pc樹脂的重量份可以為37、38、40、42、44；高流動pc樹脂的重量份可以為27、30、32、34；abs樹脂的重量份可以為9、10、11、12、13、14；改性礦物纖維的重量份可以為17、18、20、23；鍍鎳碳纖維的重量份可以為11、12、13、14；相容劑的重量份可以為3、4、5、6、7；複合阻燃的重量份可以為11、12、13、14；加工助劑的重量份可以為1.2、1.5、2、2.5、2.8。

優選地，改性礦物纖維為酸刻蝕並偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維、水鎂石纖維和矽灰石纖維中的一種或兩種以上混合物。

優選地，改性礦物纖維的製備過程包括：將礦物纖維置於1mol/l的酸溶液中，在70-90℃下反應1-2h，抽濾，洗滌烘乾得到酸刻蝕物料；將矽烷偶聯劑分散於25wt％的乙醇水溶液得到矽烷偶聯劑乙醇溶液，加入酸刻蝕物料，在70-90℃下反應1.5-2.5h，過濾，在105-115℃下乾燥7-9h，得到改性礦物纖維；其中，礦物纖維和酸溶液的質量體積比g：ml為3-7：1，矽烷偶聯劑與乙醇溶液的質量體積比g：ml為1-3：50，矽烷偶聯劑與酸刻蝕物料的重量比為0.5-1：100。

優選地，相容劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝abs、乙稀-甲基丙烯酸共聚物中的一種或兩種以上混合物。

優選地，複合阻燃劑為dopo接枝矽基介孔材料和磷系阻燃劑復配。

優選地，磷系阻燃劑為rdx阻燃劑。

優選地，dopo和矽基介孔材料的重量比為1：5。

優選地，矽基介孔材料為介孔分子篩sba-15。

優選地，鍍鎳碳纖維的長度為8-15mm。

優選地，加工助劑為潤滑劑和/或抗氧劑。

優選地，潤滑劑為季戊四醇酯、硬脂酸鹽、pe蠟中的一種或兩種以上混合物。

優選地，抗氧劑為受阻酚穩定劑、亞磷酸酯穩定劑、受阻胺光穩定劑中的一種或兩種以上混合物。

一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料的製備方法，包括如下步驟：將低流動pc樹脂、高流動pc樹脂乾燥後和abs樹脂、相容劑、增韌劑、加工助劑一起加入高速混合機中混合均勻，移入雙螺杆擠出機熔融，然後加入改性礦物纖維、鍍鎳碳纖維和複合阻燃劑，經擠出、水冷、造粒得到汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料。

優選地，雙螺杆擠出機的各區溫度為230-260℃，螺杆轉速為300-500rpm。

本發明通過原料組分的合理選擇以及組分用量的科學配比，改善汽車用pc/abs合金材料電鍍效果的同時，提高了pc/abs合金材料的阻燃性能，同時滿足了汽車行業對pc/abs合金材料阻燃和電鍍性能的要求；低流動pc樹脂和高流動pc樹脂配合使用，保證了合金材料良好的加工性能的同時，提高了衝擊性能，與abs樹脂混合使用，綜合性能良好，加入改性礦物纖維，利用矽烷偶聯劑對礦物纖維進行改性，礦物纖維表面存在雜質且表面光滑，經酸刻蝕後，表面雜質被除去，裸露在纖維表面的矽氧鍵增多，增加與矽烷偶聯劑反應的表面活性點，提高與pc/abs母體的相容性，使礦物纖維在pc/abs母體中均勻分布，提高了pc/abs的力學性能，改性礦物纖維、鍍鎳碳纖維協同作用既增強了合金材料的導電性能，提高與電鍍母體的附著力，礦物纖維和碳纖維的層狀結構在材料燃燒時促使炭層在其表面沉積，起到阻隔氣體擴散與熱量傳遞的作用，從而達到阻燃效果提高材料的阻燃性；複合阻燃劑與pc/abs母體具有很好的相容性，提高了阻燃劑的有效利用率，富含阻燃元素的dopo單體對介矽基孔材料接枝改性，介孔材料催化阻燃劑的阻燃機理，促進酯交換反應進行生成更緻密的炭層，同時聚集在炭層表面對生成的炭層起到了穩定作用，雜化介孔材料上的活性酸性位點會催化abs烯烴降解產物形成交聯結構，促進成碳進步提高阻燃效果；潤滑劑、抗氧劑作為加工助劑加入，有利於合金材料脫模成型，性能更加穩定。

具體實施方式

下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。

實施例1

一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂35份、高流動pc樹脂35份、abs樹脂15份、改性礦物纖維15份、鍍鎳碳纖維10份、相容劑5份、複合阻燃劑10份、加工助劑1份；

其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為3g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為20g/10min。

實施例2

一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂45份、高流動pc樹脂25份、abs樹脂8份、改性礦物纖維25份、鍍鎳碳纖維15份、相容劑2份、複合阻燃劑15份、加工助劑3份；

其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為9g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為40g/10min；

改性礦物纖維為酸刻蝕並偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維。

實施例3

一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂40份、高流動pc樹脂30份、abs樹脂10份、改性礦物纖維20份、鍍鎳碳纖維12份、相容劑8份、複合阻燃劑12份、加工助劑2份；

其中，低流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為5g/10min，高流動pc樹脂的熔融指數(300℃，1.2kg)為30g/10min；

改性礦物纖維為酸刻蝕並偶聯劑處理的礦物纖維，其中，礦物纖維為玄武巖纖維、水鎂石纖維，改性礦物纖維的製備過程包括：將礦物纖維置於1mol/l的酸溶液中，在70℃下反應2h，抽濾，洗滌烘乾得到酸刻蝕物料；將矽烷偶聯劑分散於25wt％的乙醇水溶液得到矽烷偶聯劑乙醇溶液，加入酸刻蝕物料，在90℃下反應1.5h，過濾，在105℃下乾燥9h，得到改性礦物纖維；其中，礦物纖維和酸溶液的質量體積比g：ml為3：1，矽烷偶聯劑與乙醇溶液的質量體積比g：ml為3：50，矽烷偶聯劑與酸刻蝕物料的重量比為0.5：100。

實施例4

一種汽車用阻燃電鍍pc/abs合金材料，其原料按重量份包括：低流動pc樹脂40份、高流動pc樹脂30份、abs樹脂12份、改性礦物纖維20份、鍍鎳碳纖維11份、相容劑5份、複合阻燃劑12份、加工助劑2份；