本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种高耐候阻燃asa/pc合金材料及其制备方法与应用。
背景技术：
asa树脂是由苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯腈组成的三元接枝共聚物，以聚丙烯酸酯为主链，用丙烯腈、苯乙烯单体接枝共聚形成的非结晶聚合物。asa树脂采用了无双键结构的聚丙烯酸酯替代了abs中聚丁二烯橡胶，因此成为塑料中耐候性最好的品种之一，其耐候性比abs树脂高10倍以上。
一方面，asa树脂阻燃性能较差，目前主要是通过常规的溴系阻燃剂，比如四溴双酚a、溴化环氧、溴代三嗪等，提高asa树脂的阻燃性能，然而上述溴系阻燃剂对asa的耐候性能影响较大，容易导致asa阻燃改性后耐候性显著下降，从而限制其在家用电器、汽车、通信设备等领域的应用。另一方面，asa的力学性能(尤其是冲击强度)较差，特别是阻燃改性后力学性能明显下降，制备的阻燃asa产品可能会有碰撞开裂风险。因此，为提高asa阻燃复合材料的力学性能，目前主要通过添加高胶粉进行增韧改性，但高胶粉的耐候性较差，会进一步导致asa阻燃复合材料耐候性变差。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种高耐候阻燃asa/pc合金材料，该asa/pc合金材料具有良好的耐候性和阻燃性能，且力学性能优异。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种高耐候阻燃asa/pc合金材料，包含以下重量份的组分：asa树脂10-96份、san树脂0-80份、pc树脂0.1-80份、相容剂0.1-20份、阻燃剂0.1-20份和阻燃协效剂0.1-20份，且san树脂和pc树脂的重量份之和不低于20份；所述阻燃剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。
与其它溴系阻燃剂相比，本发明选用高耐候性的乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺作为阻燃剂，能够在提高asa材料的阻燃性能的同时，避免导致asa材料的耐候性和力学性能急剧降低，保留其高耐候性的特点。本发明中阻燃剂与阻燃协效剂发挥协同增效作用，达到更好的阻燃效果。当asa制件燃烧时，阻燃剂先于asa制品分解产生惰性气体，附着于制品表面，隔热隔氧，从而抑制燃烧，使得asa制品具有较好的阻燃性能。
与纯asa树脂相比，本发明采用高耐候性的pc树脂与asa树脂复配，制备得到的asa/pc合金材料耐候性和力学性能优异。此外，为便于体系材料的塑化，san树脂和pc树脂的重量份之和应不低于20份。
本发明通过优选asa树脂、san树脂、pc树脂、相容剂、阻燃剂和阻燃协效剂的用量配比，制备得到的asa/pc合金材料阻燃性能好，耐候性好，力学强度高，冲击性能好，加工性能优异，尤其适合制备家用电器、汽车、通信设备等领域的室外部件制品。
进一步地，所述asa树脂的重量份为14.5～29.5份，san树脂的重量份为0份，pc树脂的重量份为45-60份，有利于提高材料力学强度。
进一步地，所述相容剂的重量份为0.1-5份，有利于提高材料力学强度。
进一步地，所述san树脂按照iso1133-2011标准，在温度为220℃、负荷为10kg的测试条件下的熔体流动速率为10-130g/min。
进一步地，所述相容剂包括苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物(sma)、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。其中，sma中的酸酐可以和pc发生酯交换，因此，sma的加入可以明显降低两相的界面张力，使pc/asa合金中分散相粒子细化，达到增容的效果。
进一步地，所述阻燃协效剂包括三氧化二锑、滑石粉中的至少一种，与乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺发挥协同增效作用，达到良好的阻燃效果。
在乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺添加量相同的情况下，阻燃协效剂添加量过低，则材料的阻燃性能较差，阻燃协效剂添加量过高，则材料的抗冲击性能下降，因此，平衡材料的阻燃效果和抗冲击性能，所述阻燃剂和阻燃协效剂的重量比优选为3:1-5:1。
进一步地，所述高耐候阻燃asa/pc合金材料还包含以下重量份的组分：助剂0.1-2份。
进一步地，所述助剂包括抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、抑烟剂、热稳定剂、耐候剂中的至少一种，具体的助剂种类可以根据asa/pc合金材料实际使用性能需要进行选择。具体地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述抗滴落剂包括聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯中的至少一种；所述润滑剂包括低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类中的至少一种；所述抑烟剂为无机金属类化合物，所述无机金属类化合物包括金属氧化物、金属氢氧化物、金属盐类中的至少一种；所述热稳定剂包括钙锌复合物、羧酸有机锡中的至少一种；所述耐侯剂包括苯并三唑类、二苯甲酮类、受阻胺类中至少一种。
本发明还提供了上述的高耐候阻燃asa/pc合金材料的制备方法，按比例称取各组分原料并混合均匀，通过熔融混炼、挤出造粒，得到所述高耐候阻燃asa/pc合金材料，其中，所述双螺杆挤出机包括九个温度区间，各区间的具体温度是一区温度150-200℃，二区温度190-240℃，三区温度190-240℃，四区温度190-240℃，五区温度190-250℃，六区温度190-260℃，七区温度190-250℃，八区温度200-240℃，九区温度200-240℃；所述双螺杆挤出机的主机转速250-360转/分钟。
本发明还提供了上述的高耐候阻燃asa/pc合金材料在制备家用电器、汽车和通信设备中的应用。本发明的asa材料具有良好的耐候性和阻燃性能，力学性能优异，流动性较好，尤其适合用于制备形成家用电器、汽车、通信设备等领域的室外部件制品。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明选用乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺作为阻燃剂，能够在提高asa材料的阻燃性能的同时，避免导致asa材料的耐候性和力学性能急剧降低，保留其高耐候性的特点。
本发明采用高耐候性的pc树脂与asa树脂复配，制备得到的asa/pc合金材料耐候性和力学性能优异。
本发明的asa材料具有良好的耐候性和阻燃性能，加工性能和冲击性能好，适合用于注塑成型加工家用电器、汽车、通信设备等领域的室外部件。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
对以下实施例和对比例的原料进行如下说明：
asa树脂：asa高胶粉q350，购自安丘市东海塑业有限公司；
san树脂：sannx3400，熔体流动速率为11g/min，购自台化塑胶(宁波)有限公司；san-327，熔体流动速率为40g/min，购自大庆石化公司；san320na，熔体流动速率为120g/min，购自锦湖石油化工株式会社；
pc树脂：polycarbonateresintarflonfn1900，购自塑科(中国)有限公司；
乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺：saytexbt-93，美国雅宝公司；
sma：sma-700，购自上海华雯电子新材料有限公司；
溴代三嗪：fr-245，购自以色列死海溴公司；
四溴双酚a：fr-1524，购自以色列死海溴公司；
三氧化二锑：s-05n，购自常德辰州锑品有限责任公司；
滑石粉：ah-300n1，购自合山化工(辽宁)有限公司；
耐候剂：uv-770，购自广州市欣友唯化工有限公司；
抗氧剂：y-001和y-002，购自营口市风光化工有限公司；
抗滴落剂：sn80-sa7，购自广州熵能创新材料股份有限公司；
润滑剂：ebsb50，购自广州润锋化工有限公司。
本发明中各性能指标的测试方法如下：
拉伸强度：iso527-2012；
断裂伸长率：iso527-2012；
弯曲模量：iso178-2019；
弯曲强度：iso178-2019；
悬臂梁冲击强度(缺口)：iso180-2019；
熔体流动速率：iso1133-2011；
垂直燃烧(阻燃性能)：ul-94v；
氙灯人工加速老化：gb9344-1988。
实施例1-8和对比例1-4的高耐候阻燃asa/pc合金材料的组分如表1所示。
实施例1-8和对比例1-4的高耐候阻燃asa/pc合金材料的制备方法为：按比例称取各组分原料并混合均匀，通过熔融混炼、挤出造粒，得到所述高耐候阻燃asa/pc合金材料，其中，所述双螺杆挤出机包括九个温度区间，各区间的具体温度是一区温度150-200℃，二区温度190-240℃，三区温度190-240℃，四区温度190-240℃，五区温度190-250℃，六区温度190-260℃，七区温度190-250℃，八区温度200-240℃，九区温度200-240℃；所述双螺杆挤出机的主机转速250-360转/分钟。
表1实施例1-8和对比例1-4的高耐候阻燃asa/pc合金材料配方
表2实施例1-8和对比例1-4所得的高耐候阻燃asa/pc合金材料的性能测试结果
由实施例1-5和对比例2结果可知，本发明通过调整asa树脂、san树脂和pc树脂的添加量，有利于提高材料的力学性能和耐候性，尤其当asa树脂为14.5～29.5重量份、san树脂为0份、pc树脂为45-60份时，制备得到的材料整体性能较好。
由实施例2、实施例8和对比例1结果可知，本发明添加sma有利于改善材料的力学性能。
由对比例2-3结果可知，本发明选用乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺作为阻燃剂，制备得到的材料具有更好的耐候性。且比较实施例6-7和对比例4结果发现，阻燃剂添加过多，容易导致材料的力学性能降低，因此，在满足材料的阻燃性能要求的前提下，确保材料具有良好的力学性能，本发明中乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺的添加量优选为0.1-20重量份。
实施例9-14的高耐候阻燃asa/pc合金材料的组分如表3所示。
实施例9-14的高耐候阻燃asa/pc合金材料的制备方法为：按比例称取asa树脂、san树脂、pc树脂、相容剂、阻燃剂、阻燃协效剂和助剂并混合均匀，通过熔融混炼、挤出造粒，得到所述高耐候阻燃asa/pc合金材料，其中，所述双螺杆挤出机包括九个温度区间，各区间的具体温度是一区温度150-200℃，二区温度190-240℃，三区温度190-240℃，四区温度190-240℃，五区温度190-250℃，六区温度190-260℃，七区温度190-250℃，八区温度200-240℃，九区温度200-240℃；所述双螺杆挤出机的主机转速250-360转/分钟。
表3实施例1、9-14的高耐候阻燃asa/pc合金材料配方(重量份)
表4实施例1、9-14所得的高耐候阻燃asa/pc合金材料的性能测试结果
由实施例1和实施例9结果可知，sma添加量增加到一定程度时，材料力学性能不再提高，因此，本发明中sma的添加量优选为0.1-5重量份。
由实施例1、实施例10-11结果可知，本发明优选熔体流动速率为10-130g/min的san树脂，制备得到的材料均具有良好的力学性能。
由实施例1、实施例12-14结果可知，在乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺添加量相同的情况下，阻燃协效剂添加量过低，则材料阻燃性能较差，阻燃协效剂添加量过高，则材料的抗冲击性能下降，因此，平衡材料的阻燃效果和抗冲击性能，乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺和阻燃协效剂的重量比优选为3:1-5:1。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
1.一种高耐候阻燃asa/pc合金材料，其特征在于，包含以下重量份的组分：asa树脂10-96份、san树脂0-80份、pc树脂0.1-80份、相容剂0.1-20份、阻燃剂0.1-20份和阻燃协效剂0.1-20份，且san树脂和pc树脂的重量份之和不低于20份；所述阻燃剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。
2.根据权利要求1所述的高耐候阻燃asa/pc合金材料，其特征在于，所述asa树脂的重量份为14.5～29.5份，san树脂的重量份为0份，pc树脂的重量份为45-60份，相容剂的重量份为0.1-5份。
3.根据权利要求1所述的高耐候阻燃asa/pc合金材料，其特征在于，所述san树脂按照iso1133-2011标准，在温度为220℃、负荷为10kg的测试条件下的熔体流动速率为10-130g/min。
4.根据权利要求1所述的高耐候阻燃asa/pc合金材料，其特征在于，所述相容剂包括苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高耐候阻燃asa/pc合金材料，其特征在于，所述阻燃协效剂包括三氧化二锑、滑石粉中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高耐候阻燃asa/pc合金材料，其特征在于，所述阻燃剂和阻燃协效剂的重量比为3:1-5:1。
7.根据权利要求1所述的高耐候阻燃asa/pc合金材料，其特征在于，还包含以下重量份的组分：助剂0.1-2份。
8.根据权利要求7所述的高耐候阻燃asa/pc合金材料，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂、抗滴落剂、润滑剂、抑烟剂、热稳定剂、耐候剂中的至少一种。
9.权利要求1-8任一项所述的高耐候阻燃asa/pc合金材料的制备方法，其特征在于，按比例称取各组分原料并混合均匀，通过熔融混炼、挤出造粒，得到所述高耐候阻燃asa/pc合金材料，其中，所述双螺杆挤出机包括九个温度区间，各区间的具体温度是一区温度150-200℃，二区温度190-240℃，三区温度190-240℃，四区温度190-240℃，五区温度190-250℃，六区温度190-260℃，七区温度190-250℃，八区温度200-240℃，九区温度200-240℃；所述双螺杆挤出机的主机转速250-360转/分钟。
10.权利要求1-8任一项所述的高耐候阻燃asa/pc合金材料在制备家用电器、汽车和通信设备中的应用。
技术总结