高性能低成本阻燃abs/pet合金材料的製作方法
2023-04-25 15:33:46 1
專利名稱：：高性能低成本阻燃abs/pet合金材料的製作方法
技術領域：
：本發明屬於ABS/PET/溴系阻燃劑共混材料
技術領域：
，具體涉及一種既改善了衝擊性能、拉伸性能、耐化學腐蝕性能、阻燃性能和表面硬度，又降低了成本的阻燃ABS/PET合金材料。
背景技術：
：ABS樹脂是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈組成的三元共聚物。由其結構決定，ABS樹脂集中了苯乙烯的高流動性、丁二烯的橡膠韌性和丙烯腈的耐化學品特性，具有優良的加工性能、電絕緣性能、耐化學腐蝕、綜合物理性能及高光澤和優異的電鍍性能，是用量最大、用途最廣泛的工程塑料之一，全球每年表觀消耗量約五、六百萬噸。ABS樹脂廣泛用於汽車工業、電器儀表和機械工業中，在家用電器、辦公設備、電工產品和電子設備中的應用前途非常廣闊，如電視機、冰箱、冷櫃、洗衣機、空調、顯示器、印表機、複印機、傳真機、碎紙機、收錄機、吸塵器、暖風機、空氣清新機、排插、變壓器及各種小家電器材。ABS樹脂氧指數(OI)只有18，很容易燃燒，在用於各種電子電器產品時，需要進行阻燃改性，以滿足安全防火的使用要求。世界各國針對在本國銷售的各類電器產品的安全性，對所使用的塑膠材料阻燃等級均有明確的規定。相對而言，北美對公共設施及電器產品的防火安全性要求更高一些。阻燃ABS樹脂一般要求阻燃級別達到UL94V-0，有一些產品則要求達到UL945V。ABS樹脂的阻燃改性技術以添加各種高效含滷、含磷阻燃劑為主，常用於阻燃ABS樹脂的阻燃劑包括四溴雙酚A(TBBPA);溴化環氧齊聚物(BrominatedEpoxyOligomer);十溴聯苯醚(DBDPO)，八溴聯苯醚(OBDPO);雙三溴苯基乙烷(Bis(tribromophenoxy)Ethane),溴化氰尿酸鹽(BrominatedCyanurate)，以及溴化茚(Brominatedlndene)等(歐育湘.實用阻燃技術.北京化學工業出版社，2002，2)。也有採用與其它高分子材料共混或同時添加阻燃劑製成阻燃合金材料，最常見的就是PVC/ABS合金以及阻燃PC/ABS合金。PVC是最早工業化的合成樹脂之一，雖然有著耐熱性差，加工性能差，熱穩定性低等各種不足與缺陷，但是由於成本低廉，同時具有良好的阻燃性，仍然是消耗量最大的通用塑料。ABS/PVC合金利用PVC的難燃性，提高ABS的阻燃性能。ABS/PVC合金不需添加阻燃劑，就可以達到良好的阻燃效果，物理機械性能相當優良，具有一定的耐候性能，而且低溫性能也很好。ABS/PVC合金的缺點在於熱變形溫度低，加工熱穩定性較差，剛性不足，應用於一些結構較複雜的產品受到加工的限制。聚碳酸酯(PC)具有優秀的物理機械性能及熱性能，但是在使用過程中易產生應力開裂。同時PC樹脂本身具有一定的阻燃性。ABS樹脂與PC具有良好的相容性，PC/ABS合金即具有高的物理機械強度，同時提高了PC的耐應力開裂的性能。PC/ABS合金可以選用溴系阻燃劑阻燃，所用溴系阻燃劑必須具有較高的熱穩定性，以滿足PC的加工溫度。溴系阻燃的PC/ABS通常具有更高的耐熱性，但是加工性能差，而且成本較高。PET即聚對苯二甲酸乙二醇酯是另一種應用廣泛的工程塑料，其本身具有一定阻燃性，該塑料目前的市場價格約10000元/噸，具有成本低、強度大、透明性好、耐熱性較好、耐化學腐蝕等優點。由於ABS與普通PET屬熱力學不相容體系，進行簡單的熔融共混所獲得的材料不僅會導致兩相界面粗糙，而且還會使衝擊強度變差(CooKW.D.，Zhang，T.，Moa4GL，Deipen,GV.,Cser，F.,B.，O，Shea,M.JApplPolymSci1996,62,1699;Cook，W.D.，Moad,G，Fo、B.，Deipen,G.V.，Zhang,T"Cser,F"McCarthy,L.JApplPolymSci1996,62,1709;Kalfoglou,N.K.，Skafidas,D.S.，Kallitsis，J.K.Polymer1996，37，3387)，故人們嘗試加入相容劑來對其進行改性。如有些學者採用苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物(Basu，D.,Banerjee，A.JApplPolymSci1997,64，1485.)或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(Cook,W.D.，Moad,G,B.，Deipen，GLV"Zhang,T"Cser，F.,McCarthy,L.JApplPolymSci1996，62，1709)為相容劑對ABS/PET共混體系進行改性。而有些學者則以聚碳酸酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-順丁烯二酸酑共聚物為相容劑，並同時加入核殼結構的衝擊改性劑來改善ABS/PET共混體系的衝擊韌性(Liu,X.，Boldizar,A.，Rigdahl,M.，BertilssoAH.JApplPolymSci2002，86,2435.)。另外，U.S.Pat.4，0卯,996，Jpn.Pat.040,851，Eur.Pat.063,263，Eur.Pat.314,188，發WO8,503,718等專利文獻也公開了一些對HB級ABS/PET共混體系相容改性的方法。這些改性措施雖然提高了HB級ABS/PET共混體系的力學性能，但由於使用的相容劑和衝擊改性劑價格昂貴，因而大大增加了材料的成本，極大限制了其在工業生產中的應用。由於其他學者、企業研製的HB級ABS/PET合金力學性能不高，再往ABS/PET共混體系添加滷素阻燃劑勢必降低其力學性能，因此尚未見有其他學者、企業等研製阻燃ABS/PET合金的專利文獻報導。
發明內容本發明的目的是針對現有阻燃ABS阻燃劑用量大、綜合性能不夠理想等問題，提供一種具有阻燃性能優異、韌性好、強度高且成本低的阻燃ABS/PET合金材料。本發明提供的高性能低成本阻燃ABS/PET合金材料，該合金材料的組成按重量百分比計如下ABS2090%5回收PET共聚物+回收PET瓶片5~60%各類溴系阻燃劑5~15%銻類助阻燃劑0~5%。其中還可以加入按上述物料總重量計0.1~1%抗氧劑，所用的抗氧劑可以為多元受阻酚型抗氧劑與硫酯類輔助抗氧劑組成的復配抗氧劑，二者按重量計為1:3。其中所用的多元受阻酚型抗氧劑可選用1010，所用的硫酯類輔助抗氧劑可選用DLTP。以上材料中所用的回收PET為普通PET廢料(如回收PET食品包裝瓶等)，所用的回收PET共聚物是一種由普通PET與二元醇進行共聚改性材料製備產品所獲得的廢料；所用的主阻燃劑為溴系阻燃劑，包括十溴聯苯醚、十溴二苯乙垸、溴化聚苯乙烯、溴化環氧樹脂、八溴醚、四溴雙酚A、溴代三嗪等；所用的輔助阻燃劑為銻類阻燃劑，主要是三氧化二銻、銻酸鈉等。普通PET的一大用途是生產PET容器用樹脂(如PET食品包裝瓶)，其年增長率最高可達10%，到2010年全球用量將達到1700萬噸，其回收再利用市場龐大。而PET共聚物則屬於無定型的PET共聚物，目前已有美國Eastman化學公司、韓國SK公司等在進行生產，用該材料製作的產品有片材、薄膜、注射模塑零件、擠壓吹塑容器等。本發明提供的高性能低成本阻燃ABS/PET合金材料是按上述配比將原料組分先進行預混，然後放入雙螺杆機中按常規工藝條件進行熔融共混擠出造粒即可。本發明與已有技術相比，具有以下優點1、由於本發明提供的阻燃ABS/PET合金材料中選用的PET為回收PET共聚物和回收PET瓶片按不同比例(回收PET共聚物/回收PET瓶片=0.110)添加共混所得，其在阻燃ABS基料中分散均勻，形成的分散相區尺寸小，相容性好，有利於體系性能的提髙；由於PET本身具有阻燃性，從而減少體系中阻燃劑的添加量，因而獲得了意料不到的技術效果，不僅顯著提高了阻燃ABS的拉伸強度、斷裂伸長率和缺口衝擊強度，而且還顯著提高了阻燃穩定性，拓寬了阻燃ABS的加工範圍(可用於注塑、擠出吹塑、吹塑成型)，極大的降低了成本，見表中數據對比。tableseeoriginaldocumentpage72、由於本發明提供的阻燃ABS/PET合金材料中不僅未使用價格昂貴的相容劑和衝擊改性劑來改善阻燃ABS/PET共混體系的相容性和力學性能等，而且所用的PET為價格低廉的回收PET共聚物和回收PET瓶片，因而可大大降低成本，如僅以替代阻燃ABS新料而言，按目前阻燃ABS新料的市場價格21000~28000元/噸，PET回料的市場價格約8500元/噸，以添加量為30%計，可減少阻燃劑8%，本發明提供的每噸材料的價格可降低約4000元。3、由於本發明提供的阻燃ABS/PET合金材料中選用的原料PET是廢舊PET回料，因而還可有效地解決廢舊塑料帶來的環境汙染問題。4、本發明所提供的阻燃ABS/PET合金材料為本色材料，可用於對產品色澤要求較高的領域，也可對其進行著色。5、本發明所提供的阻燃ABS/PET合金材料，改善了ABS材料耐酯類、醇類、醚類化學試劑性能，可用於耐化學性和阻燃性要求較高的領域。6、本發明所提供的阻燃ABS/PET合金材料可廣泛用於家用電器、辦公設備、電工產品、電子設備、建材等行業，經濟效益和社會效益顯著。具體實施例方式下面給出實施例以對本發明進行具體的描述，有必要在此指出的是以下實施例只用於對本發明進行進一步說明，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本
發明內容對本發明作出的一些非本質的改進和調整仍屬本發明的保護範圍。實施例1將按重量百分比計為90%的ABS、5M回收PET、5%阻燃劑，和按它們總重量計為0.72%的復配抗氧劑先放入轉速約為1000rpm的高速混合器中混合5分鐘，然後再放入雙螺杆擠出機，在加工溫度200~220'C，螺杆轉速450轉/分鐘條件下擠出造粒'即得。復配抗氧劑由1010和DLTP按重量計1:3組成。實施例2將按重量百分比計為80%的ABS、15。/。回收PET、5%阻燃劑，和按它們總重量計為0.64%的復配抗氧劑先放入轉速約為1000rpm的高速混合器中混合5分鐘，然後再放入雙螺杆擠出機，在加工溫度200~230°C，螺杆轉速450轉/分鐘條件下擠出造粒即得。復配抗氧劑由1010和DLTP按重量計1:3組成。實施例3將按重量百分比計為70%的ABS、15%回收PET、15%阻燃劑，和按它們總重量計為0.56%的復配抗氧劑先放入轉速約為1000rpm的高速混合器中混合5分鐘，然後再放入雙螺杆擠出機，在加工溫度210~230°C，螺杆轉速450轉/分鐘條件下擠出造粒即得。復配抗氧劑由IOIO和DLTP按重量計1:3組成。實施例4將按重量百分比計為60。/。的ABS、32。/。回收PET、8%阻燃劑，和按它們總重量計為0.48%的復配抗氧劑先放入轉速約為1000rpm的高速混合器中混合5分鐘，然後再放入雙螺杆擠出機，在加工溫度210~230°C，螺杆轉速450轉/分鐘條件下擠出造粒即得。復配抗氧劑由1010和DLTP按重量計1:3組成。實施例5將按重量百分比計為50W的ABS、45"/。回收PET、5%阻燃劑，和按它們總重量計為0.40%的復配抗氧劑先放入轉速約為1000rpm的高速混合器中混合5分鐘，然後再放入雙螺杆擠出機，在加工溫度220~240°C，螺杆轉速450轉/分鐘條件下擠出造粒即得。復配抗氧劑由1010和DLTP按重量計1:3組成。9權利要求1、一種高性能低成本阻燃ABS/PET合金材料，該合金材料的組成按重量百分比計如下ABS20～90％回收PET共聚物+回收PET瓶片5～60％各類溴系阻燃劑5～15％銻類助阻燃劑0～5％。全文摘要本發明提供高性能低成本阻燃ABS/PET合金材料，是將按重量百分比計為ABS20～90％，回收PET5～60％，各類溴系阻燃劑5～15％，銻類助阻燃劑0～5％和按前述物料總重量計0.1～1％的復配抗氧劑先預混，再放入雙螺杆擠出機中，在常規加工條件下擠出造粒獲得。由於本發明選用的PET為回收PET共聚物和回收PET瓶片，其在阻燃ABS基料中分散均勻，形成的分散相區尺寸小，相容性好，同時因為PET本身具有一定阻燃性而減少了阻燃劑的用量，因而所獲得合金材料不僅顯著提高了阻燃ABS的拉伸強度、斷裂伸長率和缺口衝擊強度，而且還顯著提高了阻燃穩定性和耐化學腐蝕性；再加上本發明未使用價格昂貴的相容劑和衝擊改性劑，且所用的PET為價格低廉的回收PET，因而大大降低了成本，廣泛用於家用電器、辦公設備、電工產品、電子設備、建材等行業，經濟效益和社會效益顯著。文檔編號C08L55/00GK101497733SQ20081000539公開日2009年8月5日申請日期2008年2月3日優先權日2008年2月3日發明者官煥祥,譚頭文,黃爾湊申請人:綿陽長鑫新材料發展有限公司