一種abs改性低分子量聚碳酸酯阻燃材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種ABS改性低分子量聚碳酸醋阻燃 材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸醋（簡(jiǎn)稱PC)是一類綜合性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械 設(shè)備、建筑工程、交通運(yùn)輸、儀表及電氣照明等領(lǐng)域。近些年來(lái)隨著PC制品的廣泛應(yīng)用，廢 棄的PC制品也越來(lái)越多，該類PCW低分子量PC為主，低分子量PC具有優(yōu)良的流動(dòng)性和較 低的烙融溫度，但由于其沖擊強(qiáng)度較低，使其再應(yīng)用受到限制。一般情況下人們通過(guò)改性手 段彌補(bǔ)PC性能上的不足，常用的改性方法包括：共聚、填充、增強(qiáng)W及合金化等。共聚改性 投資高，現(xiàn)行工藝不成熟；填充改性主要用于降低產(chǎn)品成本；增強(qiáng)改性主要用于提升材料 的強(qiáng)度，不能有效增加材料初性；而合金化技術(shù)可W有效改善沖擊性能低的缺點(diǎn)。
[000引ABS樹(shù)脂是五大合成樹(shù)脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電 氣性能優(yōu)良，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料?，F(xiàn)有專利中也公布了用ABS改性聚碳酸 醋的專利，如，申請(qǐng)?zhí)枮?01010599836X的一種阻燃ABS/PC合金專用料，但是其并沒(méi)有限定 聚碳酸醋是低分子量的聚碳酸醋，所W不能預(yù)期是否能改性低分子量的聚碳酸醋，使其具 有較好的抗沖擊強(qiáng)度?，F(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有提出對(duì)低分子量PC進(jìn)行改性的方法，更沒(méi)有將低 分子量PC應(yīng)用到阻燃材料，使阻燃材料同時(shí)具有良好的阻燃性能和抗沖擊性能的方法。傳 統(tǒng)面系阻燃劑雖然阻燃效果好，但燃燒時(shí)發(fā)煙量大，并產(chǎn)生大量有毒氣體而造成二次污染； 無(wú)機(jī)阻燃劑雖克服了W上缺點(diǎn)，但添加量大，嚴(yán)重惡化材料性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種ABS改性低分子量聚碳酸醋阻燃材料及其制備方法，該 方法顯著提升了低分子量PC抗沖擊性強(qiáng)度的同時(shí)，還進(jìn)一步改善了PC的阻燃性能并有效 降低了生產(chǎn)成本。 陽(yáng)〇化]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的述技術(shù)方案為：
[0006] 一種憐-氮系阻燃劑，由Ξ聚氯胺和亞憐酸Ξ苯醋反應(yīng)制得，或由二徑甲基脈和 亞憐酸Ξ甲醋反應(yīng)制得，或由Ξ聚氯氯和亞憐酸Ξ乙醋反應(yīng)制得。
[0007] 優(yōu)選的，當(dāng)?shù)词铅勐劝罚瑧z源是亞憐酸Ξ苯醋時(shí)，將多聚甲醒和異丙醇反應(yīng)制 得多聚甲醒解聚液，將將Ξ聚氯胺和亞憐酸Ξ苯醋加入到多聚甲醒解聚液中，在50-85 °C反 應(yīng)1-地，隨后升溫至145-175Γ，保溫，凈化，得到產(chǎn)品。
[0008] 多聚甲醒和異丙醇的反應(yīng)摩爾比依據(jù)兩者的反應(yīng)摩爾比。Ξ聚氯胺、亞憐酸Ξ苯 醋和多聚甲醒解聚液的添加比例也是按照Ξ者的反應(yīng)摩爾比。
[0009] 升溫到145-175Γ的目的是將體系中生成的苯酪蒸出，保溫的時(shí)間由生成的苯酪 量決定。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選的，多聚甲醒和異丙醇反應(yīng)的溫度為50-85°C，反應(yīng)的時(shí)間為1-地，反 應(yīng)體系的抑值為9-11。在該反應(yīng)條件下，多聚甲醒和異丙醇可隊(duì)陜速反應(yīng)，得到多聚甲醒 解聚液，減少反應(yīng)所需時(shí)間。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述Ξ聚氯胺分批加入到多聚甲醒解聚液中，在Ξ聚氯胺加入的 同時(shí)，將亞憐酸Ξ苯醋滴加在多聚甲醒解聚液中，使Ξ聚氯胺與亞憐酸Ξ苯醋加入的物質(zhì) 的量之比為1:3. 1-3. 3。
[0012] 在反應(yīng)過(guò)程中，若體系中亞憐酸Ξ苯醋的相對(duì)量不足，而生成的亞胺類中間體極 不穩(wěn)定，會(huì)誘使副產(chǎn)物的生產(chǎn)，因此采用普通的加料方式，產(chǎn)率不足30%，副產(chǎn)物復(fù)雜難于 除去。因此選用雙向連續(xù)進(jìn)樣的加料模式，同時(shí)控制二者的添加比例Ξ聚氯胺：亞憐酸Ξ苯 醋=1:3. 1-3. 3,使體系向所需反應(yīng)的方向進(jìn)行，減少副產(chǎn)物的生成，提高產(chǎn)率。
[0013] 優(yōu)選的，當(dāng)?shù)礊槎郊谆}，憐源為亞憐酸Ξ甲醋時(shí)，二徑甲基脈和亞憐酸Ξ甲 醋都分兩次加入，每次加入后，混合溶液均在90-110°C下保溫0. 5-化；第二次加料保溫完 畢后，升溫至130-150°C，保溫4-化，至反應(yīng)液透明，即得。
[0014] 進(jìn)一步優(yōu)選的，第一次加入時(shí)，亞憐酸Ξ甲醋和二徑甲基脈的摩爾比為 3. 3-3. 7:1，第二次加入時(shí)，亞憐酸Ξ甲醋和二徑甲基脈的摩爾比為4. 0-4. 5:1。
[0015] 亞憐酸Ξ甲醋與二徑甲基脈的兩個(gè)徑甲基中的一個(gè)發(fā)生醋交換反應(yīng)的溫度大都 在90~110°C，并考慮在該溫度下能將生成的甲醇不斷蒸出，使反應(yīng)向生成產(chǎn)品的方向進(jìn) 行，同時(shí)要低于原料的沸點(diǎn)。第二階段的溫度為130-150°C。運(yùn)是由于二徑甲基脈的第二 個(gè)徑甲基的反應(yīng)溫度一般控制在130-14(TC左右，若反應(yīng)溫度較低，第二步醋交換就難W進(jìn) 行。提高溫度不僅可W加快反應(yīng)，同時(shí)可W將體系中未反應(yīng)的原料蒸出，但溫度過(guò)高誘發(fā)醋 交換聚合反應(yīng)的幾率也會(huì)增大，可有效地提高產(chǎn)品產(chǎn)率。
[0016] 優(yōu)選的，當(dāng)?shù)礊棣勐嚷?，憐源為亞憐酸Ξ乙醋時(shí)，將Ξ聚氯氯加入亞憐酸Ξ乙 醋中，加入完畢后，升溫至95-110°C，保溫6-化，即得。
[0017] 進(jìn)一步優(yōu)選的，Ξ聚氯氯與憐酸Ξ乙醋的摩爾比為1:4-5。
[0018] 在Ξ聚氯氯中與碳相連的Ξ個(gè)氯原子具有很強(qiáng)的親電性，同時(shí)受C=N鍵的影響， 活性增強(qiáng)。與此同時(shí)亞憐酸Ξ乙醋的憐原子上有一對(duì)孤對(duì)電子具有親核性，易進(jìn)攻C=N 鍵上缺電子的碳，脫除氯原子，同時(shí)亞憐酸Ξ乙醋分子中的Ξ價(jià)憐易被Ξ聚氯氯氧化成更 穩(wěn)定的零價(jià)憐，放出大量的熱。隨第一個(gè)氯原子的脫除，Ξ聚氯氯分子中其他氯原子的反應(yīng) 活性降低，升高反應(yīng)溫度才可促進(jìn)親核取代反應(yīng)的進(jìn)行，Ξ個(gè)氯原子的反應(yīng)可通過(guò)控制反 應(yīng)溫度分階段進(jìn)行。亞憐酸Ξ乙醋親核取代Ξ聚氯氯中的第一個(gè)氯在室溫下可迅速完成， 因此在室溫下將Ξ聚氯氯添加完畢。在Ξ聚氯氯添加完畢后緩慢升高溫度反應(yīng)才能保證另 外兩個(gè)氯繼續(xù)反應(yīng)。
[0019] 進(jìn)一步優(yōu)選的，將得到的氮憐系阻燃劑進(jìn)行過(guò)濾，重結(jié)晶后，即得純凈的氮憐系阻 燃劑。
[0020] 更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述氮憐系阻燃劑重結(jié)晶所用的溶劑為乙醇。
[0021] 所述憐-氮系阻燃劑中憐源和氮源的添加比例依據(jù)反應(yīng)摩爾比加入。
[0022] 所述憐-氮系阻燃劑在阻燃材料中的應(yīng)用。
[002引一種ABS改性低分子量聚碳酸醋阻燃材料，由W下重量份的組分組成：低分子量 聚碳酸醋30-99份，ABS改性劑10-50份，增容劑1-20份，增初劑1-30份，阻燃劑5-20份， 助劑0. 03-1份，所述低分子量聚碳酸醋為重均分子量不高于21000的聚碳酸醋，所述阻燃 劑由憐-氮系阻燃劑5-16份和阻燃協(xié)效劑1-4份組成。
[0024] 材料同時(shí)含有氮、憐兩種元素時(shí)，尤其是氮、憐同時(shí)含在一個(gè)分子中的阻燃劑，在 凝聚相所形成的泡沫炭層堅(jiān)固、不易破碎，具有更高的熱穩(wěn)定性和隔氧、隔熱、抑煙，防止烙 滴產(chǎn)生等優(yōu)異性能。阻燃協(xié)效劑不但可W提高阻燃效果，減少阻燃劑的用量從而使材料的 物理機(jī)械性能的損壞減小到最小。
[00巧]優(yōu)選的，所述阻燃材料，由W下重量份的組分組成：低分子量聚碳酸醋40-60份，ABS改性劑30-40份，增容劑1-10份，增初劑3-10份，阻燃劑10-15份，助劑0. 1-0. 5份。 [00%] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述阻燃材料，由W下重量份的組分組成：低分子量聚碳酸醋45 份，ABS改性劑35份，增容劑4份，增初劑4份，阻燃劑11份，助劑0. 3份。
[0027] 優(yōu)選的，所述低分子量聚碳酸醋為重均分子量為18000的聚碳酸醋。重均分子量 為18000的聚碳酸醋與其他組分配比，可W有效提高重均分子量為18000的聚碳酸醋的抗 沖擊強(qiáng)度和阻燃性能，相比其他重均分子量的聚碳酸醋，有更好的效果。
[0028] 聚碳酸醋可W是粉料、片料或通用級(jí)聚碳酸醋回收料。
[0029] 優(yōu)選的，所述阻燃協(xié)效劑為棚酸鋒、氧化鐵、氧化娃、聚硅氧烷、聚四氣乙締、氨氧 化儀、氨氧化侶或硬脂酸醋類中的一種或幾種。
[0030] 優(yōu)選的，所述ABS改性劑為ABS樹(shù)脂、ABS高膠粉或AS樹(shù)脂中的一種或兩種。ABS 可提高低分子量PC的沖