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CN118909260A - 一种低烟、高模量pc/abs合金无卤阻燃材料及含磷硅阻燃剂的制备方法 - Google Patents

一种低烟、高模量pc/abs合金无卤阻燃材料及含磷硅阻燃剂的制备方法 Download PDF

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CN118909260A
CN118909260A CN202411334443.4A CN202411334443A CN118909260A CN 118909260 A CN118909260 A CN 118909260A CN 202411334443 A CN202411334443 A CN 202411334443A CN 118909260 A CN118909260 A CN 118909260A
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Abstract

本发明涉及一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料及含磷硅阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：将苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照比例加入甲醇与水的混合体系中，搅拌均匀后加入酸性催化剂，调节pH值，反应结束后中和、洗涤，并在‑0.098MPa，85℃脱低后，得中间体；向中间体中加入与乙烯基双封头中乙烯基等摩尔比DOPO阻燃剂，以及和中间体等质量比的DMF，加热至60℃～75℃反应4～12h，过滤、洗涤干燥，得到含磷硅阻燃剂。本发明通过该方法可以合成出一种同时含有磷、硅元素的新型阻燃剂，将其加入到PC/ABS合金当中制备出一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料。

Description

一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料及含磷硅阻燃剂 的制备方法
技术领域
本发明涉及合金阻燃材料技术领域，具体涉及一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料及含磷硅阻燃剂的制备方法。
背景技术
在现代工业中，聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)合金因其出色的综合性能，如良好的机械强度、耐热性、尺寸稳定性和冲击韧性，已成为电子电器、汽车工业、家电外壳等领域的理想材料。然而，随着应用场景日益复杂化，特别是在电子电器领域，对材料提出了更高的阻燃性、安全性和环保要求。传统的PC/ABS合金阻燃材料多采用卤素阻燃剂，如溴化物、氯化物等，这些材料在燃烧过程中可能释放出有毒有害的卤化氢气体及二恶英等致癌物质，严重威胁人体健康，并对环境造成不可逆的破坏。因此，开发一种无卤、低烟、高模量的阻燃材料成为当前材料科学中的重要研究方向。
无卤阻燃材料因其环保优势越来越受到关注，传统的卤素阻燃剂在燃烧时产生大量浓烟和有害气体，而无卤阻燃剂则能在实现高效阻燃效果的同时，大幅减少烟雾和有害物质的生成，特别适用于对环保有严格要求的领域。无卤阻燃技术的核心是使用替代卤素的环保型阻燃剂，如磷系、氮系、硅系阻燃剂，它们在燃烧过程中不会产生有毒气体，并通过多种阻燃机制提供保护，如凝聚相炭化层形成、气相中活性自由基捕捉等，从而抑制火焰的传播和发展。
在众多无卤阻燃剂体系中，磷硅协同阻燃体系表现出独特的优点。磷系阻燃剂在高温条件下能够促进材料表面形成一层致密的炭化层，有效隔绝热量和氧气，阻止进一步的燃烧。硅系阻燃剂则在高温下生成二氧化硅(SiO)保护层，增强材料的耐热性和耐火性。磷硅阻燃剂的协同作用不仅可以有效提高PC/ABS合金的阻燃性能，还能减少烟雾的生成，改善燃烧过程中的安全性。此外，磷硅阻燃体系对PC/ABS材料的力学性能影响较小，能够保持或提升材料的高模量特性，适应对强度和刚性有较高要求的应用场景。
在无卤阻燃PC/ABS合金材料的开发过程中，除了阻燃性和环保性，还需要兼顾材料的机械性能，尤其是模量。高模量PC/ABS合金材料在应用中具有更好的刚性和承载能力，特别适合用于汽车内外饰件、电子电器设备外壳等对强度、刚性和耐久性有较高要求的场合。因此，研究低烟、高模量的无卤阻燃PC/ABS合金材料具有重要的技术和市场价值。
目前的研究主要集中在通过引入不同类型的磷系和硅系阻燃剂，来改善PC/ABS合金的阻燃性和机械性能。磷系阻燃剂在燃烧过程中能通过脱水缩合形成稳定的玻璃状或陶瓷状炭化层，有效地隔绝热源和氧气，阻止火焰传播；硅系阻燃剂在燃烧时生成的二氧化硅层可以进一步提高材料的热稳定性，降低火焰的扩散速度。通过合理设计磷硅比例，可以使阻燃剂在较低添加量的情况下实现优异的阻燃效果，同时保持材料的高模量和低烟特性。
在具体的制备工艺中，磷硅系阻燃剂的均匀分散和与PC/ABS基体材料的相容性是关键技术难题。阻燃剂的分散均匀性和相容性直接影响阻燃材料的最终性能。为确保阻燃剂在PC/ABS合金中的有效分散，通常需要通过表面改性技术或采用特定的分散剂来增强阻燃剂与基体树脂的界面结合。此外，工艺参数如加工温度、压力、混合速度等也需要经过精确优化，以保证材料在加工过程中的热稳定性、机械性能和阻燃性能。
此外，低烟特性也是现代阻燃材料开发中的关键性能指标之一。阻燃材料在燃烧时产生的烟雾不仅影响火灾现场的能见度，还会带来严重的健康风险。通过调整磷硅系阻燃剂的化学结构及其在材料中的分散状态，可以显著降低燃烧时的烟密度，从而提升材料的安全性。
中国专利CN102604315A公开了一种汽车内饰件用低烟密度PC/ABS合金及其制备方法，该低烟密度PC/ABS合金通过对硼酸锌、三氧化钼、八钼酸铵和钼酸锌等四种阻燃抑烟剂进行复配使用，在PC/ABS合金中不但有效提升了阻燃效果，更为有效地是能够降低烟密度，高效抑烟。然而，该专利中也使用了三氧化钼、八钼酸铵和钼酸锌这些钼类化合物。中国专利CN112111142A公开了一种低烟密度、阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法，采用聚二甲基硅氧烷，硼酸锌，10-12份的磷酸酯阻燃剂阻燃剂，在降低烟密度的同时会牺牲一部分合金的机械强度。中国专利CN106995602A公开了一种高模量高流动无卤阻燃PC/ABS合金材料及其制备方法，采用了碳纤维作为增强材料，多聚芳香酯磷酸盐和超细磷酸盐为阻燃剂，硅系三嗪为成炭协效剂并添加MBS增韧剂，其中PX200阻燃剂超过10份，在一定程度上影响合金本身的模量。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种含磷硅阻燃剂的制备方法，通过该方法可以合成出一种同时含有磷、硅元素的新型阻燃剂，将其加入到PC/ABS合金当中制备出一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料。
本发明的另一目的在于提供一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，通过添加含磷硅阻燃剂提高PC/ABS材料的阻燃性，减少了传统磷酸酯类阻燃剂的用量，减小了对合金拉伸强度、弯曲模量和热变形温度的影响；此外，含磷硅阻燃剂本身与PC/ABS高度相容，燃烧过程中易于硼酸锌、三聚苯硼酸和八钼，形成陶瓷化阻隔层，具有抑烟、阻燃和防止熔融体滴落的功能，而制得的阻燃材料可以广泛应用于汽车仪表显示器外壳、家用电器、通讯电子电器零部件和轨道交通内饰件的生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种含磷硅阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照比例加入甲醇与水的混合体系中，搅拌均匀后加入酸性催化剂，调节pH值至4-6，控制温度在0℃～45℃反应8～12h，中和、洗涤，并在-0.098MPa，85℃脱低后，得中间体，备用；
S2、向步骤S1中得到的中间体中加入与乙烯基双封头中乙烯基等摩尔比DOPO阻燃剂，以及和中间体等质量比的DMF，加热至60℃～75℃反应4～12h，过滤、洗涤干燥，得到含磷硅阻燃剂。
本发明中的含磷硅阻燃剂通过采用上述方法制得，而利用上述方法可以可以合成出一种同时含有磷、硅元素的新型阻燃剂，将其加入到PC/ABS合金当中制备出一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料。
此外，本发明还可以在酸性条件下，将苯基三甲氧基硅氧烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基中的两种与乙烯双封头或四甲基四乙烯基环四硅氧烷，按照上述比例在醇水溶液中进行平衡缩聚，然后与9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及溶剂在加热条件下反应数小时，添加非极性溶剂，得到含磷硅阻燃剂。
优选的，所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照摩尔比为0.1～3:0.5～4:0.1～0.5混合；所述甲醇和水按照质量比为1:0.8-1.2组成混合体系。
优选的，所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头的混合物与甲醇和水的混合体系的用量的质量比为1:0.8-1.2。
优选的，所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照摩尔比为0.1～1:0.5～4:0.1～0.4混合，其固含量为35％～60％。
优选的，所述酸性催化剂为苯磺酸、对甲苯磺酸、硫酸、盐酸、三氟甲磺酸、甲磺酸、十二烷基苯磺酸、磷酸、强酸氢盐中的至少一种。
本发明还提供了一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，包括如下重量份的原料：PC树脂30～60份、ABS树脂5～30份、有机硅协效阻燃添加剂1～3份、有机硅增韧剂1～3份、含磷硅阻燃剂3～5份、磺酸盐阻燃剂0.1～2份、硼酸锌1～5份、三聚苯硼酸1～3份、八钼0.1～0.5份、磷酸酯类阻燃剂0.5～3份、抗滴落剂0.1～0.5份、抗氧剂0.3～1份、紫外线吸收剂0.2～0.5份、润滑剂0.5～1份。
本发明通过在燃材料中添加含磷硅阻燃剂提高PC/ABS材料的阻燃性，减少了传统磷酸酯类阻燃剂的用量，减小了对合金拉伸强度、弯曲模量和热变形温度的影响；此外，含磷硅阻燃剂本身与PC/ABS高度相容，燃烧过程中易于硼酸锌、三聚苯硼酸和八钼，形成陶瓷化阻隔层，具有抑烟、阻燃和防止熔融体滴落的功能，而制得的阻燃材料可以广泛应用于汽车仪表显示器外壳、家用电器、通讯电子电器零部件和轨道交通内饰件的生产。
优选的，所述PC树脂的熔融指数为8～12g/10min。
优选的，所述有机硅协效阻燃添加剂为苯基倍半硅氧烷，优选铨盛聚碳科技股份有限公司提供的SIFR-907或SIFR-908。
优选的，所述磺酸盐阻燃剂选自铨盛KKS-A2、870M、5100、6100或Arichem的KSS、HES、HES-2。
优选的，所述有机硅增韧剂选自铨盛的USI3310、USI3305、USI3306中的至少一种。
优选的，所述抗滴落剂选自铨盛的KT-107、KT201、KT-P205中的至少一种。
优选的，所述磷酸酯类阻燃剂为FCR210、SPB-100、HM1100、PX200、PX220中的至少一种。
优选的，所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂MD-697中的至少一种；所述辅助抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂412S中的至少一种。
所述低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料通过如下方法制得：
A1、将PC树脂在120～130℃条件下干燥至含水量低于0.025％，备用；
A2、将ABS树脂在85～90℃干燥至含水量低于0.025％，其它原料按照重量份称取各种原料，然后将所有原料混合均匀，备用；
A3、将混匀后的原料加入至双螺杆挤出机中，挤出造粒后，得到阻燃PC/ABS材料；其中，双螺杆挤出机的各区加工温度为220～240℃，螺杆转数为250～300RPM。
本发明的有益效果在于：本发明通过该方法可以合成出一种同时含有磷、硅元素的新型阻燃剂，将其加入到PC/ABS合金当中制备出一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料。
本发明一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，通过添加含磷硅阻燃剂提高PC/ABS材料的阻燃性，减少了传统磷酸酯类阻燃剂的用量，减小了对合金拉伸强度、弯曲模量和热变形温度的影响；此外，含磷硅阻燃剂本身与PC/ABS高度相容，燃烧过程中易于硼酸锌、三聚苯硼酸和八钼，形成陶瓷化阻隔层，具有抑烟、阻燃和防止熔融体滴落的功能，而制得的阻燃材料可以广泛应用于汽车仪表显示器外壳、家用电器、通讯电子电器零部件和轨道交通内饰件的生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种含磷硅阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照比例加入甲醇与水的混合体系中，搅拌均匀后加入酸性催化剂，调节pH值至4，控制温度在0℃反应12h，中和、洗涤，并在-0.098MPa，85℃脱低后，得中间体，备用；
S2、向步骤S1中得到的中间体中加入与乙烯基双封头中乙烯基等摩尔比DOPO阻燃剂，以及和中间体等质量比的DMF，加热至60℃反应12h，过滤、洗涤干燥，得到含磷硅阻燃剂。
所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照摩尔比为0.1:0.5:0.1混合，其固含量为35％～60％。
所述甲醇和水按照质量比为1:0.8组成混合体系。
所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头的混合物与甲醇和水的混合体系的用量的质量比为1:0.8。
所述酸性催化剂为苯磺酸。
一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，包括如下重量份的原料：PC树脂30份、ABS树脂5份、有机硅协效阻燃添加剂1份、有机硅增韧剂1份、含磷硅阻燃剂3份、磺酸盐阻燃剂0.1份、硼酸锌1份、三聚苯硼酸1份、八钼0.1份、磷酸酯类阻燃剂0.5份、抗滴落剂0.1份、抗氧剂0.3份、紫外线吸收剂0.2份、润滑剂0.5份。
所述PC树脂的熔融指数为8g/10min。
所述有机硅协效阻燃添加剂为苯基倍半硅氧烷，优选铨盛聚碳科技股份有限公司提供的SIFR-907。
所述磺酸盐阻燃剂选自铨盛KKS-A2、。
所述有机硅增韧剂选自铨盛的USI3310。
所述抗滴落剂选自铨盛的KT-107。
所述磷酸酯类阻燃剂为FCR210。
所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂按照质量比为1:1组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010；所述辅助抗氧剂选自抗氧剂168。
所述低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料通过如下方法制得：
A1、将PC树脂在120℃条件下干燥至含水量低于0.025％，备用；
A2、将ABS树脂在85℃干燥至含水量低于0.025％，其它原料按照重量份称取各种原料，然后将所有原料混合均匀，备用；
A3、将混匀后的原料加入至双螺杆挤出机中，挤出造粒后，得到阻燃PC/ABS材料；其中，双螺杆挤出机的各区加工温度为220～240℃，螺杆转数为300RPM。
实施例2
一种含磷硅阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照比例加入甲醇与水的混合体系中，搅拌均匀后加入酸性催化剂，调节pH值至5.5，控制温度在20℃反应10h，中和、洗涤，并在-0.098MPa，85℃脱低后，得中间体，备用；
S2、向步骤S1中得到的中间体中加入与乙烯基双封头中乙烯基等摩尔比DOPO阻燃剂，以及和中间体等质量比的DMF，加热至65℃反应8h，过滤、洗涤干燥，得到含磷硅阻燃剂。
所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照摩尔比为2:2:3混合，其固含量为35％～60％。
所述甲醇和水按照质量比为1:1.0组成混合体系。
所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头的混合物与甲醇和水的混合体系的用量的质量比为1:1.0。
所述酸性催化剂是由硫酸、盐酸和三氟甲磺酸按照质量比为1:1.0:1.0组成。
一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，包括如下重量份的原料：PC树脂45份、ABS树脂20份、有机硅协效阻燃添加剂2份、有机硅增韧剂2份、含磷硅阻燃剂4份、磺酸盐阻燃剂1份、硼酸锌3份、三聚苯硼酸2份、八钼0.3份、磷酸酯类阻燃剂1.5份、抗滴落剂0.3份、抗氧剂0.8份、紫外线吸收剂0.4份、润滑剂0.8份。
所述PC树脂的熔融指数为10g/10min。
所述有机硅协效阻燃添加剂为苯基倍半硅氧烷，优选铨盛聚碳科技股份有限公司提供的SIFR-908。
所述磺酸盐阻燃剂选自铨盛870M。
所述有机硅增韧剂选自铨盛的USI3305。
所述抗滴落剂选自铨盛的KT201。
所述磷酸酯类阻燃剂为SPB-100。
所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成按照质量比为1:1.0组成，所述主抗氧剂选抗氧剂1076；所述辅助抗氧剂选自抗氧剂168。
所述低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料通过如下方法制得：
A1、将PC树脂在125℃条件下干燥至含水量低于0.025％，备用；
A2、将ABS树脂在88℃干燥至含水量低于0.025％，其它原料按照重量份称取各种原料，然后将所有原料混合均匀，备用；
A3、将混匀后的原料加入至双螺杆挤出机中，挤出造粒后，得到阻燃PC/ABS材料；其中，双螺杆挤出机的各区加工温度为220～240℃，螺杆转数为280RPM。
实施例3
一种含磷硅阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照比例加入甲醇与水的混合体系中，搅拌均匀后加入酸性催化剂，调节pH值至6，控制温度在45℃反应12h，中和、洗涤，并在-0.098MPa，85℃脱低后，得中间体，备用；
S2、向步骤S1中得到的中间体中加入与乙烯基双封头中乙烯基等摩尔比DOPO阻燃剂，以及和中间体等质量比的DMF，加热至75℃反应12h，过滤、洗涤干燥，得到含磷硅阻燃剂。
所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照摩尔比为3:4:0.5混合，其固含量为35％～60％。
所述甲醇和水按照质量比为1:1.2组成混合体系。
所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头的混合物与甲醇和水的混合体系的用量的质量比为1:1.2。
所述酸性催化剂为十二烷基苯磺酸。
一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，包括如下重量份的原料：PC树脂60份、ABS树脂30份、有机硅协效阻燃添加剂3份、有机硅增韧剂3份、含磷硅阻燃剂5份、磺酸盐阻燃剂2份、硼酸锌5份、三聚苯硼酸3份、八钼0.5份、磷酸酯类阻燃剂3份、抗滴落剂0.5份、抗氧剂1份、紫外线吸收剂0.5份、润滑剂1份。
所述PC树脂的熔融指数为12g/10min。
所述有机硅协效阻燃添加剂为苯基倍半硅氧烷，优选铨盛聚碳科技股份有限公司提供的SIFR-907。
所述磺酸盐阻燃剂选自Arichem的KSS。
所述有机硅增韧剂选自铨盛的USI3306。
所述抗滴落剂选自铨盛的KT-P205。
所述磷酸酯类阻燃剂为PX200。
所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂按照1:1组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂MD-697；所述辅助抗氧剂选自抗氧剂412S。
所述低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料通过如下方法制得：
A1、将PC树脂在130℃条件下干燥至含水量低于0.025％，备用；
A2、将ABS树脂在90℃干燥至含水量低于0.025％，其它原料按照重量份称取各种原料，然后将所有原料混合均匀，备用；
A3、将混匀后的原料加入至双螺杆挤出机中，挤出造粒后，得到阻燃PC/ABS材料；其中，双螺杆挤出机的各区加工温度为220～240℃，螺杆转数为300RPM。
实施例4
一种含磷硅阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将39.6g苯基三甲氧基硅氧烷、244.0g甲基苯基二甲氧基硅烷和55.8g乙烯基双封头加入339.4g甲醇与水的混合体系中，室温下搅拌均匀30min，然后在20℃左右滴加盐酸溶液，调整pH值为4.5，持续反应12h，然后用碳酸钠调整至中性，静止分层，除去废液层，洗涤3次至中性，加入0.3％活性炭，搅拌1h，过滤，-0.098MPa，120℃脱低后得到中间体，备用；取中间体后，用核磁法标定乙烯基含量，0.1mol/100g；
S2、取上述加入中间体100g加入DMF与甲苯混合溶液质量比为3:7，等量添加，搅拌均匀后加入22.7g,DOPO缓慢加热至70℃，反应6h，降温冷却，加入等量的甲醇沉降得粗产品，去离子水洗3次，异丙醇洗涤三次，烘箱120℃，收率98％，得到含磷硅阻燃剂。
所述甲醇和水按照质量比为1:1.2组成混合体系。
实施例5
一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，包括如下重量份的原料：PC树脂60份、ABS树脂30份、有机硅协效阻燃添加剂1份、有机硅增韧剂2份、含磷硅阻燃剂4份、磺酸盐阻燃剂0.3份、硼酸锌2份、三聚苯硼酸1份、八钼0.4份、磷酸酯类阻燃剂2份、抗滴落剂0.3份、抗氧剂0.3份、紫外线吸收剂0.2份、润滑剂0.5份。
所述PC树脂优选山东利华益维远WY-111BR；所述ABS树脂选自巴斯夫的GP-22。
所述有机硅协效阻燃添加剂为苯基倍半硅氧烷，优选铨盛聚碳科技股份有限公司提供的SIFR-907。
所述磺酸盐阻燃剂选自铨盛KKS-A2。
所述有机硅增韧剂选自铨盛的USI3305。
所述抗滴落剂选自铨盛的KT-P205。
所述磷酸酯类阻燃剂为PX220。
所述紫外线吸收剂优选紫外线吸收剂UV-329；所述润滑剂优选PETS润滑剂。
所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂按照1:1组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010；所述辅助抗氧剂选自抗氧剂168。
所述低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料通过如下方法制得：
A1、将PC树脂在120℃条件下干燥至含水量低于0.02％，备用；
A2、将ABS树脂在85℃干燥至含水量低于0.02％，其它原料按照重量份称取各种原料，然后将所有原料混合均匀，备用；
A3、将混匀后的原料加入至双螺杆挤出机中，挤出造粒后，得到阻燃PC/ABS材料；其中，双螺杆挤出机的各区加工温度为220～240℃，螺杆转数为260RPM。
实施例6
一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，包括如下重量份的原料：PC树脂60份、ABS树脂30份、有机硅协效阻燃添加剂1份、有机硅增韧剂2份、含磷硅阻燃剂5份、磺酸盐阻燃剂0.3份、硼酸锌2份、三聚苯硼酸1份、八钼0.3份、磷酸酯类阻燃剂2份、抗滴落剂0.3份、抗氧剂0.3份、紫外线吸收剂0.2份、润滑剂0.5份。
所述PC树脂优选山东利华益维远WY-111BR；所述ABS树脂选自巴斯夫的GP-22。
所述有机硅协效阻燃添加剂为苯基倍半硅氧烷，优选铨盛聚碳科技股份有限公司提供的SIFR-908。
所述磺酸盐阻燃剂选自铨盛KKS-A2。
所述有机硅增韧剂选自铨盛的USI3305。
所述抗滴落剂选自铨盛的KT-P205。
所述磷酸酯类阻燃剂为SPB-100。
所述紫外线吸收剂优选紫外线吸收剂UV-329；所述润滑剂优选PETS润滑剂。
所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂按照1:1组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010；所述辅助抗氧剂选自抗氧剂168。
所述低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料通过如下方法制得：
A1、将PC树脂在120℃条件下干燥至含水量低于0.02％，备用；
A2、将ABS树脂在85℃干燥至含水量低于0.02％，其它原料按照重量份称取各种原料，然后将所有原料混合均匀，备用；
A3、将混匀后的原料加入至双螺杆挤出机中，挤出造粒后，得到阻燃PC/ABS材料；其中，双螺杆挤出机的各区加工温度为220～240℃，螺杆转数为260RPM。
实施例7
一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，包括如下重量份的原料：PC树脂60份、ABS树脂30份、有机硅协效阻燃添加剂1份、有机硅增韧剂2份、含磷硅阻燃剂5份、磺酸盐阻燃剂0.3份、硼酸锌2份、三聚苯硼酸1份、八钼0.4份、磷酸酯类阻燃剂2份、抗滴落剂0.3份、抗氧剂0.3份、紫外线吸收剂0.2份、润滑剂0.5份。
所述PC树脂优选科思创的2805；所述ABS树脂选自巴斯夫的GP-22。
所述有机硅协效阻燃添加剂为苯基倍半硅氧烷，优选铨盛聚碳科技股份有限公司提供的SIFR-907。
所述磺酸盐阻燃剂选自铨盛KKS-A2。
所述有机硅增韧剂选自铨盛的USI3305。
所述抗滴落剂选自铨盛的KT-P205。
所述磷酸酯类阻燃剂为PX200。
所述紫外线吸收剂优选紫外线吸收剂UV-329；所述润滑剂优选PETS润滑剂。
所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂按照1:1组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010；所述辅助抗氧剂选自抗氧剂168。
所述低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料通过如下方法制得：
A1、将PC树脂在120℃条件下干燥至含水量低于0.02％，备用；
A2、将ABS树脂在85℃干燥至含水量低于0.02％，其它原料按照重量份称取各种原料，然后将所有原料混合均匀，备用；
A3、将混匀后的原料加入至双螺杆挤出机中，挤出造粒后，得到阻燃PC/ABS材料；其中，双螺杆挤出机的各区加工温度为220～240℃，螺杆转数为260RPM。
实施例8
一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，包括如下重量份的原料：PC树脂60份、ABS树脂30份、有机硅协效阻燃添加剂1份、有机硅增韧剂2份、含磷硅阻燃剂5份、磺酸盐阻燃剂0.3份、硼酸锌2份、三聚苯硼酸1份、八钼0.4份、磷酸酯类阻燃剂2份、抗滴落剂0.3份、抗氧剂0.3份、紫外线吸收剂0.2份、润滑剂0.5份。
所述PC树脂优选科思创的2805；所述ABS树脂选自巴斯夫的GP-22。
所述有机硅协效阻燃添加剂为苯基倍半硅氧烷，优选铨盛聚碳科技股份有限公司提供的SIFR-907。
所述磺酸盐阻燃剂选自铨盛KKS-A2。
所述有机硅增韧剂选自铨盛的USI3305。
所述抗滴落剂选自铨盛的KT-P205。
所述磷酸酯类阻燃剂为SPB-100。
所述紫外线吸收剂优选紫外线吸收剂UV-329；所述润滑剂优选PETS润滑剂。
所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂按照1:1组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010；所述辅助抗氧剂选自抗氧剂168。
所述低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料通过如下方法制得：
A1、将PC树脂在120℃条件下干燥至含水量低于0.02％，备用；
A2、将ABS树脂在85℃干燥至含水量低于0.02％，其它原料按照重量份称取各种原料，然后将所有原料混合均匀，备用；
A3、将混匀后的原料加入至双螺杆挤出机中，挤出造粒后，得到阻燃PC/ABS材料；其中，双螺杆挤出机的各区加工温度为220～240℃，螺杆转数为260RPM。
对比例1～3
PC树脂选自科思创的2805，ABS树脂选自巴斯夫的GP-22，其它助剂按照表1列出的各组分配比实验，工艺与实例5相同。
将实施例5～8和对比例1～3所得的PC/ABS合金无卤阻燃材料注塑成型标准测试样条并进行性能，测试结果如表2所示。
测试，成型工艺条件：射嘴温度240℃，各区温度为220℃、235℃、240℃，保压时间6-10s，注射压力30-50MPa。
各项性能的测试方法如下：
拉伸强度：按照ASTM D638标准进行测试；
弯曲强度：按照ASTM D790标准进行测试；Lzod缺口冲击强度：按照ASTM D256标准进行测试；烟密度：按照GB/T 8627-2007进标准进行测试；热变形温度：按照ASTM D648标准进行测试；
阻燃性：按照UL94 V0标准进行测试。
表1
物料 对比例1 对比例2 对比例3
PC 60.0 60.0 60.0
ABS 30.0 30.0 30.0
SIFR-907 1.0 1.0 1.0
SIFR-908
KKS-A2 0.3 0.3 0.3
PSI-FR 0 5.0 0
硼酸锌 2.0 0 0
三聚苯硼酸 1.0 0 0
八钼 0.4 0 0
USI-3305 2.0 2.0 2.0
KT-P205 0.3 0.3 0.3
PX200
BDP 6 5
RDP 5
PX220 2
SPB-100
抗氧剂 0.3 0.3 0.3
紫外吸收剂 0.2 0.2 0.2
润滑剂 0.5 0.5 0.5
表2物性数据
从表2可以看出，相较于对比例1-3，实施例5～8中制得的PC/ABS合金无卤阻燃材料具有很好的力学性能和阻燃性能，同时还具有低烟、高模量的优点。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含磷硅阻燃剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照比例加入甲醇与水的混合体系中，搅拌均匀后加入酸性催化剂，调节pH值至4-6，控制温度在0℃～45℃反应8～12h，中和、洗涤，并在-0.098MPa，85℃脱低后，得中间体，备用；
S2、向步骤S1中得到的中间体中加入与乙烯基双封头中乙烯基等摩尔比DOPO阻燃剂，以及和中间体等质量比的DMF，加热至60℃～75℃反应4～12h，过滤、洗涤干燥，得到含磷硅阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的一种含磷硅阻燃剂，其特征在于：所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照摩尔比为0.1～3:0.5～4:0.1～0.5混合；所述甲醇和水按照质量比为1:0.8-1.2组成混合体系。
3.根据权利要求1所述的一种含磷硅阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头的混合物与甲醇和水的混合体系的用量的质量比为1:0.8-1.2。
4.根据权利要求1所述的一种含磷硅阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述苯基三甲氧基硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和乙烯基双封头按照摩尔比为0.1～1:0.5～4:0.1～0.4混合，其固含量为35％～60％。
5.根据权利要求1所述的一种含磷硅阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述酸性催化剂为苯磺酸、对甲苯磺酸、硫酸、盐酸、三氟甲磺酸、甲磺酸、十二烷基苯磺酸、磷酸、强酸氢盐中的至少一种。
6.一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：PC树脂30～60份、ABS树脂5～30份、有机硅协效阻燃添加剂1～3份、有机硅增韧剂1～3份、权利要求1-5中任一项所述含磷硅阻燃剂3～5份、磺酸盐阻燃剂0.1～2份、硼酸锌1～5份、三聚苯硼酸1～3份、八钼0.1～0.5份、磷酸酯类阻燃剂0.5～3份、抗滴落剂0.1～0.5份、抗氧剂0.3～1份、紫外线吸收剂0.2～0.5份、润滑剂0.5～1份；所述PC树脂的熔融指数为8～12g/10min。
7.根据权利要求1所述的一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，其特征在于：所述有机硅协效阻燃添加剂为苯基倍半硅氧烷。
8.根据权利要求1所述的一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，其特征在于：所述磷酸酯类阻燃剂为FCR210、SPB-100、HM1100、PX200、PX220中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，其特征在于：所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂MD-697中的至少一种；所述辅助抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂412S中的至少一种。
10.根据权利要求6-9任一项所述的一种低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料，其特征在于：所述低烟、高模量PC/ABS合金无卤阻燃材料通过如下方法制得：
A1、将PC树脂在120～130℃条件下干燥至含水量低于0.025％，备用；
A2、将ABS树脂在85～90℃干燥至含水量低于0.025％，其它原料按照重量份称取各种原料，然后将所有原料混合均匀，备用；
A3、将混匀后的原料加入至双螺杆挤出机中，挤出造粒后，得到阻燃PC/ABS材料；其中，双螺杆挤出机的各区加工温度为220～240℃，螺杆转数为250～300RPM。
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