CN101659778A - 一种膨胀无卤阻燃abs复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及膨胀无卤阻燃ABS复合材料及其制备方法,它包括首先按以下组分及重量份数备料:ABS 55-80、阻燃剂5-30、光稳定剂0.2-5、抗氧剂0.1-2,然后将阻燃剂、增韧剂、光稳定剂、抗氧剂共混挤出造粒,得到增韧阻燃母粒,再将填充阻燃母粒和ABS树脂经分散共混后,通过双螺杆挤出机挤出、冷却、干燥、切粒,得到产品。与现有传统技术相比,本发明通过选择高效阻燃体系,可得阻燃性能极佳的阻燃ABS复合材料,可以满足汽车和电器行业的使用要求。
Description
技术领域:
本发明涉及一种膨胀阻燃ABS复合材料及其制备方法。
背景技术:
ABS为最常用的工程塑料之一,具有较强的耐化学品性、拉伸强度、耐磨性,同时流动性好,加工性能优异,因此自工业化以来广泛应用于汽车、电子电器、工业机械、包装、生活器具等领域,如汽车和卡车的油箱、水箱,电源连接器、电池盒、电机壳、继电器壳,电动工具外壳等。但是ABS易燃,限制了其在汽车、家电等领域的进一步推广应用。
01136257.X公开了由聚氯乙烯、十溴联苯醚、三氧化二锑、改性剂氯化聚乙烯、稳定剂、润滑剂混合得到阻燃母料,200510125571.9三氧化二锑、十溴联苯醚、氢氧化铝(经偶联处理)、磷酸三甲苯酯、氯化聚乙烯(CPE)、聚氯乙烯(PVC)组成的复合阻燃剂阻燃ABS,200610033123.0及200510110092.X均采用溴系阻燃剂,200710068163.3公开了十溴二苯乙烷、聚磷酸铵、三氧化二锑阻燃ABS;200610009836.3采用Sb203和卤素阻燃剂。有以上公开专利可看出卤素、溴系阻燃仍占主流,但因含卤阻燃材料燃烧热裂解时会产生大量的烟尘和有毒气体,对人们的生命财产和生态环境造成严重危害,特别是2002年欧盟下发WEEE和RoHS指令以来,研究开发符合国际阻燃标准和环保要求的无卤阻燃(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)已迫在眉睫。在无卤阻燃剂中,200410051402.0公开了聚苯醚、膦酸酯、环氧树脂组成的复合阻燃剂,200510046985.2选用镁盐晶须和超细针状硅灰石晶须阻燃。Al(OH)3和Mg(OH)2的阻燃效率低,且添加量大(w>0.50),严重影响复合材料的力学性能和流动加工性。氮磷系列无卤膨胀型阻燃剂,起源于膨胀防火涂料的化学膨胀型阻燃剂,具有无卤、低烟、无毒、抗融滴的特点,但仍存在易吸湿,易析出,热不稳定的缺点。可膨胀石墨是目前应用最成功的一种物理型膨胀阻燃剂,它具备适宜的初始膨胀温度(大于200℃),并能在500℃前达到最大膨胀体积,且膨胀后的石墨层具有良好的耐热性,较低的导热系数。目前,可膨胀石墨作为一种非常有应用前景的阻燃剂,大多使用在聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯、涂料中,在ABS阻燃中应用未见报道。
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷,提供了一种具有优异阻燃性能,可满足汽车和电器行业性能要求的膨胀型无卤阻燃ABS复合材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种膨胀型无卤阻燃ABS复合材料,其特征在于,包括以下组分及重量含量:
ABS树脂 55-80
阻燃剂 5-20
增韧剂 2-22
抗氧剂 0.1-2
所述的阻燃剂为膨胀型石墨、聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺的混合物。本阻燃剂因不含卤素、发烟量低、毒性小。可膨胀石墨在230℃通过层间化合物分解而开始膨胀,500℃左右达到最大值,膨胀倍率可达280倍,膨胀后的石墨可由原来的鳞片状变成密度很低的“蠕虫”状,形成了一个高效绝热、隔氧层。纯ABS在350-450℃之间受热,迅速发生分子链断裂成小分子。石墨的热膨胀温度范围同ABS的分解温度范围相吻合。聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺可形成泡沫炭化层,提供酸源、气源。在上述组分的协同阻燃作用下,可取得良好的阻燃效果。
所述的增韧剂为聚丁二烯,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或这些化合物的混合物。
所述的抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酸酯类、金属钝化剂或这些化合物的混合物。
一种膨胀无卤阻燃ABS的制备方法,其特征在于,首先将阻燃剂、增韧剂、光稳定剂、抗氧剂共混挤出造粒,得到增韧阻燃母粒,然后再将填充增韧阻燃母粒和ABS树脂经分散共混后,通过双螺杆挤出机挤出、冷却、干燥、切粒,得到产品。
与现有传统技术相比,本发明通过选择高效的阻燃体系,具有阻燃效果稳定,阻燃稳定范围宽,形成的阻燃性能极佳的ABS合金材料,可以满足汽车和电器行业的使用要求。
具体实施方式:
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1-3:
以ABS为基料,其各组合物的组分重量含量列于表1中。
(1)将阻燃剂、增韧剂、光稳定剂、抗氧剂置于高速混合机中,混合10-15分钟,转速600rpm。将混合后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中,螺杆的各段温度为160-180,螺杆转速200rpm,物料经切粒、风干、冷却制成阻燃母粒。
(2)将阻燃母粒和ABS经分散共混后,通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒和包装,得到产品。螺杆的各段温度为190-210℃,螺杆转速为200rpm,再制成标准样条供性能测试,测试结果列于表2中。
表1一种膨胀阻燃ABS复合材料的组分含量
序号 | 材料名称 | 实施例1 | 实施例2 |
1 | ABS | 60 | 80 |
2 | 阻燃剂 | 20 | 16 |
3 | 增韧剂 | 8 | 12 |
4 | 光稳定剂 | 1.2 | 1.5 |
5 | 抗氧剂 | 0.15 | 0.2 |
上述的阻燃剂为膨胀型石墨、聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺的混合物。
上述的增韧剂为聚丁二烯与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物。
上述的光稳定剂为2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
上述的抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲酚。
表2一种膨胀阻燃ABS复合材料的物理力学性能
序号 | 性能指标 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 |
1 | 拉伸强度 | MPa | 52 | 51 |
2 | 弯曲强度 | MPa | 77 | 74 |
3 | 缺口冲击强度 | KJ/m2 | 10 | 11 |
4 | 阻燃等级 | / | V-0 | V-0 |
Claims (5)
1.一种膨胀型无卤阻燃ABS复合材料,其特征在于,包括以下组分及重量含量:
ABS树脂 55-80
阻燃剂 5-20
增韧剂 2-22
抗氧剂 0.1-2。
2.根据权利要求1所述的膨胀型无卤阻燃ABS复合材料,其特征在于,所述的阻燃剂为膨胀型石墨、聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺的混合物。
3.根据权利要求1所述的膨胀型无卤阻燃ABS复合材料,其特征在于,所述的增韧剂为聚丁二烯,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或这些化合物的混合物。
4.根据权利要求1所述的膨胀型无卤阻燃ABS复合材料,其特征在于,所述的抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酸酯类、金属钝化剂或这些化合物的混合物。
5.一种膨胀无卤阻燃ABS的制备方法,其特征在于,首先将阻燃剂、增韧剂、光稳定剂、抗氧剂共混挤出造粒,得到增韧阻燃母粒,然后再将填充增韧阻燃母粒和ABS树脂经分散共混后,通过双螺杆挤出机挤出、冷却、干燥、切粒,得到产品。
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