高耐候的阻燃abs樹脂的製作方法
2023-07-04 07:35:31
專利名稱：高耐候的阻燃abs樹脂的製作方法
技術領域：
本發明屬於高分子材料技術領域，具體涉及一種阻燃級ABS樹脂。
背景技術：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂(ABS)，具有高衝擊強度、高耐熱和耐低溫、耐化學腐蝕、電絕緣性能等優異的綜合物性，並且具有優良的加工性能、電鍍性能及高光澤外觀，是用量最大、用途最廣泛的工程塑料之一，廣泛應用於電子設 備、通訊器材、汽車工業、家用電器、辦公設備、電工產品等領域。但是ABS樹脂氧指數僅為18. 3-20，屬於易燃高分子材料，在用於具有阻燃要求的各種電子電器等產品時，需要進行阻燃改性，以滿足安全防火的使用要求。目前最為成熟、最為有效的ABS阻燃改性方法是添加溴系阻燃劑和銻系阻燃劑，該阻燃級ABS樹脂已實現大規模的商品化。阻燃ABS樹脂存在耐候性差的問題，如白色的插座、插排、開關面板等典型的阻燃ABS應用領域即使在室內使用的情況下，也容易發生黃變。由於ABS樹脂本身含有不飽和的雙鍵，容易在光和熱的作用下發生老化，黃變，而且滷系阻燃劑本身的耐候性也很差。即便是ASA、AES的耐候性樹脂，一旦經滷系阻燃劑改性，其耐候性能也會急劇惡化。所以阻燃ABS樹脂在具有耐候要求的應用時受到了極大的限制。ACS樹脂是丙烯腈、氯化聚乙烯、苯乙烯的三元共聚物。ACS樹脂除了具有ABS樹脂優良的綜合性能外，還具有優異的耐候性、阻燃性和抗靜電性，彌補了 ABS樹脂的性能缺陷，與ASA、AES耐候樹脂一樣可在戶外使用，因而能廣泛地應用於電子、電器、通訊、儀表、建材、汽車零部件以及辦公機械等領域，具有巨大的市場潛力。但是ACS樹脂含有氯化聚乙烯(CPE)組分，熱穩定性較差，容易分解產生HCl氣體，導致產品銀絲、黃變等不良問題，對加工溫度，加工窗口的要求比較高。而且CPE橡膠的Tg較高，耐低溫性能較差，因而ACS樹脂在寒冷氣候下容易發生開裂，脆化。上述的缺點也大大限制了 ACS樹脂的應用。CPE通常也被用來作為ABS樹脂的阻燃劑，公開號為CN102153832A、CN1566205A、CN101735548A、CN101497735A、CN1116636A的發明專利申請均提到CPE可用來提高阻燃ABS的阻燃性和耐候性。但是CPE樹脂由於沒有像ACS樹脂那樣具有丙烯腈-苯乙烯接枝層的保護，其熱穩定性更差，對添加量具有一定的限制，一般不能超過20重量份；而且CPE與ABS樹脂的相容性也不如具有丙烯腈-苯乙烯接枝層的ACS樹脂。因此，本發明提供一種新的技術方案，以便有效避免ABS樹脂和ACS樹脂的上述缺陷。
發明內容
本發明的目的是在克服現有阻燃ABS樹脂耐候性差的前提下，提供一種具有優異阻燃性，高耐候性，熱穩定性，低溫性能和抗粘灰性的阻燃ABS樹脂組合物。本發明還提供一種製備高耐候的阻燃ABS樹脂的方法。
本發明 的目的可以通過以下技術方案來實現一種高耐候的阻燃ABS樹脂，該樹脂包括以下組分及含量(重量份)ABS 樹脂20-80;ACS 樹脂20-80;滷系阻燃劑2-15;輔助阻燃劑1.0-10;抗滴落劑O. 1-0. 5;熱穩定劑0.5-3;光穩定劑O. 1-0. 5;抗氧劑0.2-1.0;潤滑劑O. 2-2. O。優選的，所述的ABS樹脂為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，重均分子量為8-30萬，橡膠含量為10-20%。當ABS樹脂的橡膠含量太高時會惡化其耐候性能，而當橡膠含量太低時，則會降低該樹脂的耐低溫性能。優選的，所述的ACS樹脂是丙烯腈-氯化聚乙烯(CPE)-苯乙烯共聚物，可以通過本體聚合、乳液聚合或懸浮聚合所得。其中氯化聚乙烯(CPE)含量為20-60%, CPE中的氯含量為20-50%，進一步優選的，CPE中的氯含量為25-40%。當CPE中氯含量超過50%時，脆性增加，不能提供優異的韌性；當氯含量低於20%，極性下降，各方面的性能會接近PE。本發明優選熱穩定性更為優異的本體聚合製備的ACS樹脂。優選的，所述的滷系阻燃劑為氯系阻燃劑或溴系阻燃劑或二者的混合。優選的，所述氯系阻燃劑為雙(六氯環戊二烯)環辛烷(DRCP)、氯化石蠟、氯化聚乙烯(CPE)或氯化烷烴中的一種或兩種的混合。優選的，所述溴系阻燃劑為四溴雙酚A及其衍生物、十溴二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪(FR245)、溴化環氧及其末端改性物、十溴聯苯醚、六溴環十二烷、四溴苯酐、四溴鄰苯二甲醯亞胺、六溴苯、八溴二苯醚、溴代聚苯乙烯、四溴酞酐、溴化聚碳酸酯齊聚物及其末端基改性物、溴化苯氧基樹脂或三溴苯基磷酸鹽中的一種或兩種的混合。優選的，所述的輔助阻燃劑為三氧化二銻、五氧化二銻、銻酸鈉、氧化鋅、氧化鐵、硼酸鋅中的一種。優選的，所述的抗滴落劑為聚四氟乙烯(PTFE)，分子量為200萬-500萬。當其分子量小於200萬時，阻燃效果會顯著降低，到達特定的阻燃等級，則需要添加大量的聚四氟乙烯，由此會帶來惡化樹脂組合物物理性能的負面作用。優選的，所述的熱穩定劑為有機錫、金屬皂鹽或二者的混合，所述有機錫為二月桂酸二丁基錫、月桂酸馬來酸二丁基錫、二苯甲酸二丁基錫、單丁基氧化錫、丁基硫醇錫、二丁基氧化錫(DBTO)、三辛酸丁基錫、順丁烯二酸二丁基錫中的一種或幾種的混合，所述金屬皂鹽為硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鉛中的一種或幾種的混合。優選的，所述的光穩定劑為烷基化單酚、烷基化雙酚、亞磷酸二苯酯、亞磷酸三苯酯、羥基苯並三唑、受阻胺中的一種或幾種混合。由於阻燃ABS體系具有弱酸性，所以優選烷基化單酚，烷基化雙酚，亞磷酸二苯酯，亞磷酸三苯酯，羥基苯並三唑中的一種。優選的，所述的抗氧劑為Irganox 1010、Irganox 1076、Irganox B900、Irganox245或Irganox 168的中一種或幾種的混合。優選的，所述的潤滑劑為矽油、白礦油、脂肪酸醯胺、金屬皂鹽、石蠟、聚乙烯蠟、乙烯均聚蠟(EVA)、乙烯-丙烯酸酯共聚物或乙撐雙硬脂酸醯胺中的一種或數種混合。本發明的另一個目的可以通過以下技術方案實現上述高耐候的阻燃ABS樹脂的製備方法，該製備方法包含以下步驟(I)按照上述組分及重量份含量備料；(2)將步驟(I)中備好的材料在高速混合機內攪拌充分混合後，經計量裝置送入雙螺杆擠出機中，控制雙螺杆擠出機的溫度為170 200°C，在螺杆的輸送、剪切和混煉下，物料熔化、複合，最後經擠出、拉條、冷卻、切粒步驟，得到高耐候的阻燃ABS樹脂。本發明採用ACS樹脂改性ABS樹脂的方法，極大地提高了樹脂組合物阻燃效率，機械性能優異，與現有技術相比具有以下明顯效果(I)由於引進ACS樹脂，阻燃效率高，滷系阻燃劑的添加量可以明顯降低，且不具有不飽和的雙鍵，耐候性得到了極大程度的提高；(2)由於ABS樹脂丁二烯橡膠的存在，該樹脂組合物具有優異的低溫韌性；(3)由於ABS樹脂和熱穩定劑的協同配合，提高了 ACS樹脂的熱穩定性；(4)與普通阻燃ABS相比，本發明製備的樹脂組合物還具有更好抗粘灰的能力。
具體實施例方式本發明的實施方案將參考下述實施例更詳細地說明。然而，實施例是為了更詳細地說明，而不解釋為限制本發明的範圍。所有實施例均按照以下方法製備ABS樹脂、ACS樹脂、滷系阻燃劑、輔助阻燃劑、抗低落劑、熱穩定劑、光穩定劑、抗氧劑、潤滑劑在高速混合機內攪拌充分混合後，經計量裝置送入雙螺杆擠出機中，控制雙螺杆擠出機的溫度為170 200°C，在螺杆的輸送、剪切和混煉下，物料熔化、複合，最後經擠出、拉條、冷卻、切粒步驟，得到高耐候的阻燃ABS樹脂。各實施例製備的高耐候的阻燃ABS樹脂按ASTM標準注塑成各種標準力學性能測試樣條，按美國UL標準注塑成標準燃燒測試樣條，如表I所示。其中耐候性測試按照ASTM D4329標準，340nm@0. 77w/m2,168h的UV照射。且測試的色板均為白色，以便區分耐候性的差異。熱穩定性評價按照在200°C熱停留IOmin再注塑，考察製品表面的銀絲和黃變情況。粘灰性能測試按照以下方法進行將本發明製備的高耐候的阻燃ABS樹脂注塑成為的平板,懸掛在23°C、50%溼度的室內，觀察I個星期後平板上的積灰程度。表權利要求
1.一種高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，該樹脂包括的組分及其重量份數為ABS樹脂20-80重量份；ACS樹脂20-80重量份；滷系阻燃劑2-15重量份；輔助阻燃劑I. 0-10重量份；抗滴落劑O. 1-0. 5重量份；熱穩定劑O. 5-3重量份；光穩定劑O. 1-0. 5重量份；抗氧劑O. 2-1. O重量份；潤滑劑O. 2-2. O重量份。
2.根據權利要求I所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述的ABS樹脂為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，重均分子量為8-30萬，橡膠含量為10-20%。
3.根據權利要求I所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述的ACS樹脂是丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物，通過本體聚合、乳液聚合或懸浮聚合所得，所述氯化聚乙烯含量為20-60%，所述氯化聚乙烯中的氯含量為20-50%。
4.根據權利要求3所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述氯化聚乙烯中的氯含量為25-40%。
5.根據權利要求I所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述滷系阻燃劑為氯系阻燃劑或溴系阻燃劑或二者的混合。
6.根據權利要求5所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述氯系阻燃劑為雙 (六氯環戊二烯)環辛烷、氯化石蠟、氯化聚乙烯或氯化烷烴中的一種或兩種的混合。
7.根據權利要求5所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述溴系阻燃劑為四溴雙酚A及其衍生物、十溴二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪、溴化環氧及其末端改性物、十溴聯苯醚、六溴環十二烷、四溴苯酐、四溴鄰苯二甲醯亞胺、六溴苯、八溴二苯醚、溴代聚苯乙烯、四溴酞酐、溴化聚碳酸酯齊聚物及其末端基改性物、溴化苯氧基樹脂或三溴苯基磷酸鹽中的一種或兩種的混合。
8.根據權利要求I所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述輔助阻燃劑為三氧化二銻、五氧化二銻、銻酸鈉、氧化鋅、氧化鐵、硼酸鋅中的一種或幾種的混合。
9.根據權利要求I所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述抗滴落劑為聚四氟乙烯，分子量為200萬-500萬。
10.根據權利要求I所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述熱穩定劑為有機錫、金屬皂鹽或二者的混合，所述有機錫為二月桂酸二丁基錫、月桂酸馬來酸二丁基錫、二苯甲酸二丁基錫、單丁基氧化錫、丁基硫醇錫、二丁基氧化錫、三辛酸丁基錫、順丁烯二酸二丁基錫中的一種或幾種的混合，所述金屬皂鹽為硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、 硬脂酸鉛中的一種或幾種的混合。
11.根據權利要求I所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述光穩定劑為烷基化單酚、烷基化雙酚、亞磷酸二苯酯、亞磷酸三苯酯、羥基苯並三唑、受阻胺中的一種或幾種的混合。
12.根據權利要求I所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述抗氧劑為Irganox 1010、Irganox 1076、Irganox B900、Irganox 245 或 Irganox 168 的一種或幾種的混合。
13.根據權利要求I至12任一項所述的高耐候的阻燃ABS樹脂，其特徵在於，所述的潤滑劑為矽油、白礦油、脂肪酸醯胺、金屬皂鹽、石蠟、聚乙烯蠟、乙烯均聚蠟、乙烯-丙烯酸酯共聚物或乙撐雙硬脂酸醯胺中的一種或幾種混合。
全文摘要
本發明涉及一種高耐候的阻燃ABS樹脂，所述樹脂包括以下組分及重量份ABS樹脂20-80；ACS樹脂20-80；滷系阻燃劑2-15；銻系阻燃劑1-10；抗滴落劑0.1-0.5；熱穩定劑0.5-3.0；光穩定劑0.1-0.5；抗氧劑0.2-1.0；潤滑劑0.2-2.0。本發明製備的高耐候阻燃ABS樹脂，克服了現有阻燃ABS樹脂耐候性差的缺點，賦予樹脂優異阻燃性、耐候性、低溫性能、熱穩定性的同時，還大大提高了樹脂表面抗積灰的能力，因而在家用電器，電子電器行業，汽車等行業具有廣闊應用前景。
文檔編號C08L55/02GK102617971SQ20111040744
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者周霆, 宋治乾, 羅明華, 辛敏琦, 魏緒英 申請人:上海錦湖日麗塑料有限公司