一種蒙脫土協效阻燃abs複合材料及其製備方法
2023-08-07 03:44:46
一種蒙脫土協效阻燃abs複合材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開一種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料，該材料由以下的組分組成：ABS樹脂60.0-85.0wt%，磷系阻燃劑15.0-35.0wt%，氮系阻燃劑0.0-25.0wt%，蒙脫土0.4-5.0wt%，矽系協效劑0.0-10.0wt%，增容劑0.5-15.0wt%，抗氧劑0.6-0.8wt%。本發明採用磷系阻燃劑與氮系或者矽系協效劑協同使用，並加入蒙脫土協效阻燃，採用熔融共混擠出的製備方法。一方面可以提高阻燃效率，提升無滷阻燃ABS複合材料的力學、加工及其他物理性能；另一方面可以減少燃燒過程中釋放出有毒氣體量，低煙少毒，是一種環境友好型阻燃材料。
【專利說明】一種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於無滷阻燃ABS材料，具體涉及到一種磷系協效阻燃ABS複合材料。
【背景技術】
[0002] ABS樹脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或丙烯腈/苯乙烯的共聚物和苯乙 烯/ 丁二烯共聚物的共混物，英文名稱是Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS)，它是 丁二烯的接枝共聚物與丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中丙烯腈佔15%_35%，丁二烯佔 5%-30%，苯乙烯佔40-60%。隨著三種成分比例的變化，ABS樹脂的物理機械性能隨之改變。 ABS樹脂是一種強度高、韌性好、耐熱、耐低溫、耐化學藥品腐蝕、機械強度和電器性能優良， 易於加工成型的熱塑型高分子材料。ABS廣泛用於汽車、電子電器、建材、包裝、體育用品，機 械儀表工業等領域。隨著國內ABS樹脂在汽車、電子電器、建材等行業年需求量的增加，阻 燃ABS的需求量逐年增加。目前，國內外研究者開始紛紛嘗試著將各類無滷阻燃劑應用於 ABS，以期獲得低毒、少煙、高效環保綠色的無齒阻燃ABS產品。
[0003] 目前，ABS樹脂及其合金的無滷阻燃體系包括含磷、氮、矽阻燃體系以及無機阻燃 體系。氫氧化鋁和氫氧化鎂是最為常用的兩種無機阻燃劑，因具有無毒、抑煙、價格低廉等 優勢而廣泛用於ABS的阻燃改性，但是無機粉末填料的阻燃效率較低，添加量達到40%以上 才有可能達到UL94V-0阻燃等級，另外無機阻燃劑與ABS相容性差，大量無機填料使得ABS 樹脂中材料的力學性能下降嚴重，外觀和加工性能急劇惡化。
[0004] 蒙脫土脫土系蒙皂石粘土 (包括鈣基、鈉基、鈉-鈣基、鎂基蒙粘土)經剝片分散、提 純改型、超細分級、特殊有機複合而成，平均晶片厚度小於25nm，是最有商業用途的無機高 分王類增稠劑。具有良好的分散性能，可以廣泛應用高分子材料行業作為納米聚合物高分 子材料的添加劑，提高抗衝擊、抗癰勞、尺寸穩定件及氣體阻隔件能等，從而起到增強聚合 物綜合物理性能的作用，同時改善物料加工性能。在聚合物中的應用可以在聚合物時添加， 也可以在熔融時共混添加(通常採用螺杆共混)。主要包括有機蒙脫土、無機蒙脫土、鈉基蒙 脫土、納米有機蒙脫土等，均可用於無滷阻燃、阻燃、增強增韌。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是針對無滷阻燃劑對ABS的阻燃效率低的缺點，提供一種蒙脫土協 效無滷阻燃ABS複合材料，本發明中提供的阻燃ABS複合材料採用磷系和氮系協效阻燃體 系或磷系和矽系阻燃劑協同使用，並加入環保無汙染的蒙脫土加強阻燃，可以提高無滷阻 燃ABS材料的阻燃效率，提升無滷阻燃ABS複合材料的綜合力學性能；而且減少燃燒過程中 釋放出的有毒的氣體，低煙少毒。因此本發明中的蒙脫土協效阻燃ABS複合材料是一種環 境友好型阻燃材料。
[0006] -種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料，該材料由以下的組分組成：ABS樹脂 60. 0-85. 0 wt%，磷系阻燃劑 15. 0-35. Owt%，氮系阻燃劑 0? 0-25. Owt%，蒙脫土 0? 4-5. Owt%， 矽系協效劑 〇? 0-10. 〇wt%，增容劑 0? 5-15. Owt%，抗氧劑 0? 6-0. 8wt%。
[0007] 以上組分均為重量百分比，其中ABS優選65. 0-75. Owt%，磷系阻燃劑優選 15. 0-20. Owt%，氮系阻燃劑優選0. 0-15. Owt%，矽系阻燃劑優選1. 0-8. Owt%，增容劑優選 1. 2-8. Owt%，抗氧劑優選 0? 6-0. 75wt%. 所述的磷系阻燃劑包括焦磷酸鹽、聚磷酸鹽、有機次磷酸鹽、無機次磷酸鹽和磷酸鹽中 的一種或多種。
[0008] 所述的氮系阻燃劑包括三聚氰胺、雙氰胺、三聚氰胺鹽、蜜胺及其鹽和胍鹽中的一 種或多種。
[0009] 所述的蒙脫土包括有機蒙脫土、無機蒙脫土、鈉基蒙脫土、納米有機蒙脫土的一種 或多種。
[0010] 所述的矽系協效劑包括矽烷、矽樹脂、二甲基矽氧烷、甲基苯基矽氧烷、聚倍半矽 氧烷（P0SS)中的一種或多種。
[0011] 所述的相容劑包括甲基丙烯酸酯-丁苯橡膠-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丙 烯酸酯-苯乙烯共聚物、ABS-g-MAH、SEBS-g-MAH、丙烯酸酯-縮水甘油酯-乙烯、馬來酸酐 接枝聚烯烴彈性體、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯醋酸乙烯酯和丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚 物中的一種或多種。
[0012] 所述的一種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料的製備方法是採用熔融共混擠出的方 法，其特徵在於，具體的工藝過程和共混條件如下： (1)將乾燥好的阻燃劑、蒙脫土、協效劑、相容劑和抗氧劑按配比在高速混合機中混合 均勻作為阻燃劑的復配劑。
[0013] (2)將PC/ABS合金和阻燃劑的復配劑，加入到雙螺杆擠出機中熔融共混擠出，雙 螺杆擠出機各段的溫度為190_235°C，熔融擠出後冷卻造粒。
【具體實施方式】
[0014] 以下通過實施例對本發明進行具體描述，有必要指出的是以下實施例只用於對本 發明作進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，該領域的技術熟練人員根據上 述本
【發明內容】
對本發明做出的一些非本質的改進和調整，仍屬於本發明保護範圍。
[0015] 實施例1 將20. Owt%焦磷酸鹽、10. 0 wt%雙氰胺、0. 4wt%無機蒙脫土、1. Owt%甲基苯基娃氧燒、 8. Owt%乙烯-丙烯酸酯共聚物、0. 6%抗氧劑（0. 3wt%1010和0. 3wt%168)放入粉碎機中混合 均勻後製得復配的阻燃改性劑，然後與60. 0wt%ABS混合均勻後，放入雙螺杆擠出機中，在 190-235°C中熔融擠出，並冷卻造粒。所得的蒙脫土協同阻燃的ABS材料的L0I為27. 2%， UL94垂直燃燒級別為V-0。
[0016] 實施例2 將18. Owt%次磷酸鋁、0. 5wt%有機蒙脫土、8. Owt%矽樹脂、0. 75wt%甲基丙烯酸酯-丁 苯橡膠-苯乙烯共聚物、〇. 75wt%抗氧劑（0. 3wt%1010和0. 45wt%168)放入粉碎機中粉碎 均勻後製得復配的阻燃改性劑，然後與72. 0wt%ABS混合均勻後，放入雙螺杆擠出機中，在 195-220°C熔融擠出，並冷卻造粒。所得的蒙脫土協同阻燃的ABS材料的L0I為27. 0%，UL94 垂直燃燒級別為V-0。
[0017] 實施例3 將15. Owt%二乙基次磷酸鋁、15. Owt%氰脲酸三聚氰胺鹽、5. Owt%有機蒙脫土、1. 2wt% 乙烯-甲基丙烯酸酯一甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、〇. 8%抗氧劑放入粉碎機中混合均 勻後製得復配的阻燃改性劑，然後與63. Owt%的ABS混合均勻後，放入雙螺杆擠出機中，在 200-235°C中熔融擠出，並冷卻造粒。所得的蒙脫土協同阻燃的ABS材料的L0I為26. 8%， UL94垂直燃燒級別為V-0。
[0018] 本發明實施例製備的蒙脫土協效阻燃ABS複合材料按標準尺寸注塑成測試用的 標準樣條，其物理性能分別按我國國家標準和美國UL標準測試。其中ABS樹脂是德國巴斯 夫GP22。本發明各實施例中蒙脫土協效阻燃ABS複合材料相應的物理性能見表1。
[0019] 拉伸強度 GB1040 斷裂伸長率 GB1040 Izod缺口衝擊強度 GB1843 彎曲強度 GB9341 燃燒性 UL94 L0I GB/T 2406-93 表1實施例阻燃ABS的機械性能和阻燃性能
【權利要求】
1. 一種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料，其特徵在於，該材料由以下的組分組成： ABS 樹脂 60. 0-85. 0 wt% 磷系阻燃劑 15. 0-35. Owt% 氮系阻燃劑 0? 0-25. Owt% 蒙脫土 0? 4-5. Owt% 矽系協效劑 0? 0-10. Owt% 增容劑 0? 5-15. Owt% 抗氧劑 0? 6-0. 8wt% 以上組分均為重量百分比，其中ABS優選65. 0-75. Owt%，磷系阻燃劑優選 15. 0-20. Owt%，氮系阻燃劑優選0. 0-15. Owt%，矽系阻燃劑優選1. 0-8. Owt%，增容劑優選 1. 2-8. Owt%，抗氧劑優選 0? 6-0. 75wt%。
2. 根據權利要求1所述的一種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料，其特徵在於，所述的磷系 阻燃劑包括焦磷酸鹽、聚磷酸鹽、有機次磷酸鹽、無機次磷酸鹽和磷酸鹽中的一種或多種。
3. 根據權利要求2所述的一種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料，其特徵在於，所述的氮系 阻燃劑包括三聚氰胺、雙氰胺、三聚氰胺鹽、蜜胺及其鹽和胍鹽中的一種或多種。
4. 根據權利要求3所述的一種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料，其特徵在於，所述的蒙 脫土包括有機蒙脫土、無機蒙脫土、鈉基蒙脫土、納米有機蒙脫土的一種或多種。
5. 根據權利要求4所述的一種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料，其特徵在於，所述的矽系 協效劑包括矽烷、矽樹脂、二甲基矽氧烷、甲基苯基矽氧烷、聚倍半矽氧烷（P0SS)中的一種 或多種。
6. 根據權利要求5所述的一種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料，其特徵在於，所述的相容 劑包括甲基丙烯酸酯-丁苯橡膠-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯-苯乙烯共聚 物、ABS-g-MAH、SEBS-g-MAH、丙烯酸酯-縮水甘油酯-乙烯、馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體、乙 烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯醋酸乙烯酯和丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物中的一種或多種。
7. 根據權利要求6所述的一種蒙脫土協效阻燃ABS複合材料的製備方法是採用熔融共 混擠出的方法，其特徵在於，具體的工藝過程和共混條件如下： (1) 將乾燥好的阻燃劑、蒙脫土、協效劑、相容劑和抗氧劑按配比在高速混合機中混合 均勻作為阻燃劑的復配劑； (2) 將PC/ABS合金和阻燃劑的復配劑，加入到雙螺杆擠出機中熔融共混擠出，雙螺杆 擠出機各段的溫度為190_235°C，熔融擠出後冷卻造粒。
【文檔編號】C08L51/04GK104327441SQ201310310798
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】於桂菊 申請人:於桂菊