[发明专利]一种无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料，其特征在于：所述复合材料由以下重量份数的组分构成：ABS/PP合金母粒40-52份、改性填料8-15份、复配剂5-8份、阻燃剂10-15份、阻燃协效剂2-5份、碳纤维3-6份、竹炭5-10份、添加剂10-15份、抗滴落剂0.5-1份、抗氧化剂1-1.5份、石蜡0.5-1.5份；

其中，所述ABS/PP合金母粒由重量比为70:30:10的ABS基体、聚丙烯基体和马来酸酐接枝聚丙烯组成；改性填料由重量比为2:1的改性纳米二氧化硅和改性纳米碳酸钙组成；复配剂由重量比为15:1的全硫化丁腈橡胶和改性碳纳米管组成；阻燃剂为可膨胀石墨；阻燃协效剂由重量比3:2的微胶囊红磷和炭黑组成；添加剂由重量比为1:4:2金属粒子、镀银玻璃微珠和导电炭黑组成；抗滴落剂为聚四氟乙烯；抗氧化剂由重量比为1:1的工业级抗氧剂1010和工业级抗氧剂168组成。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为间规立构聚丙烯。

3.根据权利要求1所述的无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料，其特征在于：所述的改性纳米二氧化硅由重量比为2:100的偶联剂KH550和纳米二氧化硅混合而成；所述的改性纳米碳酸钙由重量比为3:100的偶联剂KH570和纳米碳酸钙混合而成。

4.根据权利要求1所述的无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料，其特征在于：所述全硫化丁腈橡胶的粒径为120nm；所述的碳纳米管为管径为10-20nm，长度为10-30μm，比表面积>180m²/g，纯度＞95%的多壁碳纳米管。

5.根据权利要求1所述的无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料，其特征在于：所述可膨胀石墨的平均粒径为200μm，膨胀温度为250^oC，膨胀系数为255。

6.根据权利要求1所述的无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料，其特征在于：所述微胶囊红磷的平均粒径为10μm，炭黑的平均粒径为2000目。

7.根据权利要求1所述的无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料，其特征在于：所述的金属粒子为SnBi58，其粒径为500目，且金属粒子中Sn含量≥96%；所述镀银玻璃微珠的平均粒径为15-20μm；所述导电炭黑的电阻率为1.3-2.0Ω.m，比表面积为450-60010³m²/kg。

8.根据权利要求1所述的无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料，其特征在于：所述碳纤维的平均直径为7μm,平均长度为5mm；所述竹炭的粒径为15μm，体积电阻率为0.1Q·cm。

9.根据权利要求1所述的无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料，其特征在于：所述改性纳米二氧化硅的纯度>99%，平均粒径为15nm；所述改性纳米碳酸钙的纯度>95%，平均粒径为20nm。

10.一种制备权利要求1~9之一所述的无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照2.4g/100ml的添加比例，取偶联剂KH550溶解于乙醇溶液中，在转速为300r/min的条件下搅拌15min，之后，向其中加入纳米二氧化硅，在转速为500r/min的条件下搅拌30min获得混合物A，将所得混合物A置于80℃烘箱中烘干，研磨成粉末，即得改性纳米二氧化硅，备用；

（2）按照2.4g/100ml的添加比例，取偶联剂KH570溶解于乙醇溶液中，在转速为300r/min的条件下搅拌15min，之后，向其中加入纳米碳酸钙，在转速为500r/min的条件下搅拌30min获得混合物B，然后，将所得混合物B置于80℃烘箱中烘干，研磨成粉末，制得改性纳米碳酸钙，备用；

（3）按照重量比为2:1的比例，取步骤（1）制得的改性纳米二氧化硅和步骤（2）制得的改性纳米碳酸钙进行混合，即得改性填料，备用；

（4）按照1g/60ml的添加比例，取碳纳米管加入到H₂SO₄/HNO₃摩尔比为3:1的混酸溶液中，在50W功率下进行超声处理1.5h获得混合物C，向所得混合物C中加入去离子水，并于3500r/min的转速下进行离心处理10min，舍弃上层清液，之后，重复进行去离子水离心清洗多次，直至上层清液的pH为中性，然后，将所得下层沉淀置于150℃干燥箱内进行干燥20min，即得改性碳纳米管，备用；

（5）按照重量比为70:30:10的比例，取ABS基体、聚丙烯基体和马来酸酐接枝聚丙烯，置于90℃烘箱中干燥4h，之后，混合均匀，并置于转速为40~50r/min的造粒机中进行造粒，即得ABS/PP合金母粒，备用；

其中，造粒机机筒内温度为：一区175℃、二区190℃、三区195℃和四区200℃，模具温度为190℃；

（6）按照重量比为15:1的比例，取全硫化丁腈橡胶和步骤（4）制得的改性碳纳米管置于高速混合机中，在混合机转速为1000r/min，温度为60℃的条件下，进行混合处理8min，制得复配剂，备用；

（7）按照重量份数，取40-52份（5）制得的ABS/PP合金母粒置于双辊开炼机中，调节双辊开炼机的前辊温度为195℃，后辊温度为190℃，进行塑炼3min，然后，向其中加入步骤三制得的改性填料8-15份、步骤（6）制得的复配剂5-8份、再加入阻燃剂10-15份、阻燃协效剂2-5份、碳纤维3-6份、竹炭5-10份、添加剂10-15份、抗滴落剂0.5-1份、抗氧化剂1-1.5份、石蜡0.5-1.5份，进行混炼10min，获得混合料D，出料；

（8）将步骤（7）混炼后得到的混合料D置于温度为175℃的平板硫化机模具中，在压力为20MPa条件下进行保压处理10min，冷却后，即得无卤阻燃导电耐磨型ABS/PP复合材料。