PC+ABS本色合金系列改性塑料长期现货供应热线13620160421
聚碳酸醋(PC)具有突出的冲击韧性、宽的使用温度、良好的电绝缘性能和尺寸稳定性等优点,但是其不足之处为熔体粘度大、加工成型困难(特别是加工大型制品),容易产生应力开裂、缺口敏感性大、不耐溶剂,且价格昂贵。(丙烯睛/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)具有良好的耐冲击性和加工流动性,价格也比较便宜,因而得到广泛的应用,但是因耐热性、耐候性能差,力学性能不够理想而限制了它的应用。PC与ABS树脂共混所得到的PC/ABS合金在性能上可形成互补,即合金可具有PC和ABS二者的优良性能。一方面共混合金的耐热性、冲击强度及拉伸强度优于ABS;另一方面其熔体粘度比PC低,加工性能比PC好,制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性也大大降低。47MPC/ABS合金网
随着PC/ABS合金的发展和环境对材料的生态要求,开发无卤阻燃PC/ABS合金越来越受到重视。笔者主要通过热失重方法对无卤阻燃剂双酚A双磷酸二苯酯(BDP)和Sb203及其复配体系,以及采用该类阻燃剂的PC/ABS合金的热分解行为进行了研究;在此基础上,通过对采用该类阻燃剂的PC/ABS合金力学性能的研究,并通过扫描电镜(SEM)进行分析,得到一种性能优良的无卤阻燃PC/ABS合金材料,可用于汽车、机械、家电、计算机、通讯器材、办公设备等方面。47MPC/ABS合金网
1 实验部分47MPC/ABS合金网
1.1 主要原料47MPC/ABS合金网
PC:K-75E,日本KOTETSU株式会社:47MPC/ABS合金网
ABS:0215A,中国石油股份有限公司吉林石化分公司;47MPC/ABS合金网
BDP:工业品,广州宇青化工有限公司;47MPC/ABS合金网
Sb203:化学纯,上海凌峰化学试剂有限公司。47MPC/ABS合金网
1.2 主要设备、仪器47MPC/ABS合金网
真空干燥箱:2K-82A型,上海实验仪器总厂;47MPC/ABS合金网
双螺杆混炼挤出机:TE-30型,科亚挤出机械研究所;47MPC/ABS合金网
双辊混炼机:SK-160B型,上海橡胶机械厂;47MPC/ABS合金网
注塑机:67-100/80型,上海橡胶机械厂;47MPC/ABS合金网
热重分析(TG)仪:SDT-Q600型,美国TA公司;47MPC/ABS合金网
氧指数测试仪:HC-2型,南京江宁分析仪器厂;47MPC/ABS合金网
冲击试验机:XJJ-500型,承德机械有限责任公司;47MPC/ABS合金网
电子拉力试验机:RG3010型,深圳瑞格尔仪器有限公司;47MPC/ABS合金网
热变形维卡温度(HDT)测定仪:XRW-300HB型,承德市考思科学检测有限公司;47MPC/ABS合金网
熔体流动速率(MFR)仪:XNR-400A型,承德普惠检测设备制造有限责任公司。47MPC/ABS合金网
1.3 试样制备;47MPC/ABS合金网
在一定温度下,将ABS树脂与阻燃剂在双辊混炼机上进行充分混合。然后将制得的ABS/阻燃剂母料与PC均匀混合,在双螺杆挤出机上进行熔融共混挤出、冷却、造粒,得到阻燃PC/ABS合金粒料。双螺杆挤出机的共混挤出温度为:一区200℃,二区220℃,三区230℃,四区230℃,五区230℃,机头230℃:螺杆转速180 r/min。PC和ABS在共混前必须充分干燥,干燥条件为:PC 120℃/8 h;ABS 80℃/8h;ABS/阻燃剂母料80℃/8h。将粒料注塑成标准试样。
1.4 性能测试47MPC/ABS合金网
(1)热稳定性以10℃/min的升温速度对样品进行扫描,测定样品的TG曲线。工作气氛为氮气,流量为100 mL/min,47MPC/ABS合金网
(2)阻燃性能氧指数按GB/T 2406-1993进行测试,试样为50mm x10 mm x4mm;测试条件为常温、常压;47MPC/ABS合金网
(3)力学性能拉仲性能按照GB/T 1040 -1992进行测试,拉伸速度为50 mm/min;冲击强度按GB/T 1043-1993进行测试;47MPC/ABS合金网
(4)HDT按照GB/T 1634-1979进行测试,加热速率120℃/h;47MPC/ABS合金网
(5)MFR测试前合金的干燥条件为80℃ /8h,测试条件为2.16 kg、210℃。47MPC/ABS合金网
2. 结果与讨论47MPC/ABS合金网
2.1 不同阻燃体系的TG分析47MPC/ABS合金网
Sb203、BDP、BDP/Sb203、PC/ABS、PC/ABS/BDP/Sb203的TG试验结果见图1。 从图1可知.BDP起始热分解温度320.3℃.Sb203为415℃,BDP/Sb203复合体系为329℃,PC/ABS合金为305℃左右,PC/ABS/BDP/Sb203为317℃。可以看出Sb203的加人使BDP的起始热分解温度提高近9℃,达到329℃,高于PC/ABS合金起始热分解温度305℃,Sb203和BDP具有一定协同阻燃效果,PC/ABS合金中加人复合阻燃剂提高了PC/ABS合金的起始热分解温度。47MPC/ABS合金网
2.2 不同BDP/Sb203配比对阻燃体系热稳定性能的影响47MPC/ABS合金网
不同BDP/Sb203配比阻燃体系的TG曲线见图2。通过对图2的分析,可以得到表1的数据。
从表1可以看出,BDP与Sb203的配比与复合阻燃体系热稳定性之间表现出一种比较复杂的关系。当BDP/Sb203的配比为7/3时,其起始分解温度明显提高;而当BDP/Sb203的配比为6/4时,复合阻燃体系的分解温度降低;随着Sb203的用量增加到与BDP为1/1时,复合阻燃体系的热稳定性又开始提高,进一步增加Sb203的用量,使BDP与Sb203的配比达到4/6时,复合阻燃体系的分解温度则再次提高,但低于BDP的分解温度,说明Sb203的用量在BDP/Sb203 =7/3左右比较合适。47MPC/ABS合金网
2.3 不同配比阻燃体系的阻燃PC/ABS合金的阻燃性能47MPC/ABS合金网
不同配比阻燃体系的阻燃PC/ABS合金的氧指数见表2。
从表2可以看出,在阻燃体系中加人Sb203可以将其分解温度适当提高(表1),阻燃合金的氧指数在BDP/Sb203配比为7/3时达到最大,其后随Sb203的增加呈先下降后上升趋势。Sb203的用量还要根据合金的综合性能加以确定。47MPC/ABS合金网
从表2还可以看出,复合阻燃体系B的加人使合金的阻燃性能得到很大的提高,合金的氧指数超过了29%,阻燃效果比较乡玲当复合阻燃体系中BDP和Sb203的质量比为7/3、总量占合金质量分数的10%时,合金的阻燃效果最优,当BDP和Sb203的质量比为1/1时,合金的阻燃效果最差。47MPC/ABS合金网
2.4 PC/ABS/BDP/Sb203阻燃合金的物理力学性能47MPC/ABS合金网
PC/ABS/BDP/Sb203,阻燃合金的物理力学性能见表3。
从表3可以看出,复合阻燃体系的加人降低了PC/ABS合金的拉伸强度;当其质量分数小于10%时提高了合金的弯曲强度和缺口冲击强度,但当其质量分数为12.5%时,二者又降低了。这可能是由于洲对脂基体中引人适量的复合阻燃体系后,由于BDP具有一定的增容作用,使PC和ABS的相容性提高,使得PC/ABS合金的弯曲强度和缺口冲击强度提高。若复合阻燃体系太多使合金结构产生缺陷,反而使两者降低。47MPC/ABS合金网
从表3还可以看出,复合阻燃体系的加人降低了PC/ABS合金的HDT。复合阻燃体系含量的增加使阻燃合金的HDT降低,主要是因为BDP熔点很低,常温下为液态,因而降低了合金的HDT。47MPC/ABS合金网
2.5 PC/ABS合金的微观结构47MPC/ABS合金网
尽管PC/ABS合金属于典型的部分相容体系,不加人增容剂合金体系即可形成均匀的分散,并且在相界面间具有良好的结合。但是在实际应用中,特别是在对合金的力学性能有较高要求的情况下,也需要对合金体系进行增容处理,进一步提高两相的相容性,以改善共混体系的分散形态,使其在应力作用下具有优异的力学性能。笔者在PC/ABS合金制备过程中不需加人增容剂,通过阻燃剂BDP的加入即可以使PC/ABS合金具有很好的相容性。47MPC/ABS合金网
为了更直观地观察BDP对PC/ABS合金的增容效果,笔者对加或不加BDP的PC/ABS合金进行了SEM观察,如图3所示。
从图3可以看出,当向PC/ABS合金中加人一定量的BDP后,合金内部呈层状分布,分散相尺寸明显减小,且分布均匀,相界面比较模糊。这表明BDP的加人有一定的增容效果,在一定程度上改善了PC/ABS合金的相容性。47MPC/ABS合金网
2.6 无卤阻燃PC/ABS合金的应用47MPC/ABS合金网
该无卤阻燃PC/ABS合金具有良好的阻燃性和冲击性能、较高的HDT和较低的熔体粘度,合金的流动性及冲击性能达到了极佳的平衡,合金的加工性能得到很好的改善。该合金可用于汽车、电子电器行业如汽车仪表板、车轮护盖、手机外壳、薄壁元器件等。该合金已在南京立汉化学有限公司批量生产,产品得到汽车配件制造商等厂家一致好评。47MPC/ABS合金网
3 结论47MPC/ABS合金网
(1)复合阻燃体系(BDP/Sb203=7/3)质量分数为10%0时,PC/ABS合金的综合性能最好,其氧指数可达29.5%,缺口冲击强度84.23 kJ/m2。47MPC/ABS合金网
(2)随着复合阻燃体系BDP/Sb203的含量在合金中的比例增加,合金的HDT降低,MFR增加,加工性能提高,同时在BDP/Sb203质量分数小于10%时其缺口冲击强度增加。47MPC/ABS合金网
(3)BDP/Sb203复合阻燃体系的热分解行为与配比密切相关,当BDP/Sb203质量比为7/3时,其热稳定性较好。47MPC/ABS合金网
(4) BDP对PC/ABS合金有一定的增容作用,能提高PC/ABS合金的相容性和缺口冲击强度。