一種abs無滷阻燃複合材料及其製備方法
2023-09-23 08:55:40 2
專利名稱：一種abs無滷阻燃複合材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料領域，尤其是一種ABS無滷阻燃複合材料及其製備方法。
背景技術：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是一種應用極廣的通用型熱塑性工程塑料， 是丙烯腈、丁二烯，苯乙烯三單體的三元共聚物。它由接枝共聚物(以聚丁二烯為主鏈，以苯乙烯、丙烯腈共聚物為支鏈)、苯乙烯與丙烯腈的無規共聚物(AS樹脂)以及未接枝的游離丁二烯三種主要成分構成，因此它不單純是這三種單體的共聚物或混合物。ABS樹脂不僅具有韌性、硬度、剛性相均衡的優良力學性能，而且具有較好的耐化學藥品性、尺寸穩定性、表面光澤度、耐低溫特性、著色性能和加工流動性等性能，可廣泛應用於電子電器、交通運輸、建築材料等領域。然而，隨著人類環境保護意識的不斷增強，對上述領域所用材料阻燃性能的要求也日益嚴格。這就使得極易燃燒的ABS在應用上受到了巨大的限制和挑戰，如何提高和改善ABS的阻燃性已成為各國競相解決的問題。長期以來，ABS的阻燃改性以添加含滷化合物(如十溴聯苯醚、八溴醚、四溴雙酚 A、溴代環氧樹脂齊聚物等)和銻類化合物(如三氧化二銻)為主。這種滷系阻燃劑由於價格便宜，阻燃效率高以及優異的性價比使其在阻燃市場中始終處於主流地位。然而含滷阻燃材料在燃燒時會產生大量的煙霧和有毒、腐蝕性的氣體，且氣體的擴散速度遠大於火焰，從而造成嚴重的「二次災害」。因此開發無滷的阻燃材料複合當然阻燃和環保的要求。但是現有技術中所使用的氫氧化鎂、氫氧化鋁、膨脹石墨、紅磷等填料型無滷阻燃劑，阻燃劑添加量過高嚴重惡化了 ABS的主要力學性能和加工性能。因此，開發一種阻燃性能高，同時力學性能優良的ABS複合阻燃材料成為市場迫切的需求。
發明內容
本發明要為了解決上述技術問題而提出一種具有良好力學性能和加工性能的ABS 無滷阻燃複合材料及其製備方法。本發明所採用的技術方案為一種ABS無滷阻燃複合材料，原料組分按質量份數
配比如下
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物80-100份，
複合阻燃劑40-55份，
協效阻燃劑5-12份，
有機化黏土1-5份，
抗氧劑0. 1-0. 5份，
潤滑劑1-3份，
相容劑3-7份。
在本發明一個較佳實施例中，所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物由懸浮液接枝共聚方法合成，相對密度為1.0-1. Ig/cm3，丁二烯含量為17-70%。
在本發明一個較佳實施例中，所述的複合阻燃劑包括碳源和酸源，碳源和酸源的質量比為2 :3，其中所述的碳源為高聚合度磷酸銨，所述的酸源為聚醯胺6和改性的聚醯胺 6。在本發明一個較佳實施例中，所述的協效阻燃劑為4A分子篩。在本發明一個較佳實施例中，所述的有機化黏土為有機化黃土、有機化紅土或有機化蛋白石礦物。在本發明一個較佳實施例中，所述的抗氧劑為2，2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，(3，5- 二叔丁基-4-羥基-苯基)丙烯酸季戊四醇酯、抗氧劑1010或亞磷酸三苯酯。在本發明一個較佳實施例中，所述的潤滑劑為乙撐基雙硬酯醯胺、硬脂酸單甘油酯或三硬脂酸甘油酯。在本發明一個較佳實施例中，所述的相容劑為ABS與馬來酸酐的接枝物，接枝率為 0. 5-3%O本發明還公開了一種BS無滷阻燃複合材料的製備方法，所述的製作步驟為
(1)按照質量份數配比稱取原料；
(2)將烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物加入密煉機中預熱5min，再加入複合阻燃劑、協效阻燃劑、有機化黏土、抗氧劑、潤滑劑和相容劑，在180-185°C，50-60r/min條件下熔融共混 10_15min ；
(3)再將熔融共混物用平板硫化劑預熱3-5min，然後在180_185°C，14_15MPa下熱壓 6-7min 後，在 14_15MPa 下冷壓 3_5min，成型。本發明的有益效果為
1、本發明採用複合阻燃劑，其中碳源為高聚合度磷酸銨，所述的酸源為聚醯胺6和改性的聚醯胺6，再配以4A分子篩為協效阻燃劑構成無滷阻燃體系顯著改善了 ABS複合材料的阻燃性能。2、本發明在複合阻燃劑的基礎上加入了有機化黏土、相容劑，改善了複合材料的力學性能和機械加工性能，從而改善了複合材料的應用性能。
具體實施例方式現在結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。一種ABS無滷阻燃複合材料，原料組分按質量份數配比如下
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物80-100份，
複合阻燃劑40-55份，
協效阻燃劑5-12份，
有機化黏土1-5份，
抗氧劑0. 1-0. 5份，
潤滑劑1-3份，
相容劑3-7份。
其中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物由懸浮液接枝共聚方法合成，相對密度為 1.0-1. Ig/cm3，丁二烯含量為17-70%;複合阻燃劑包括碳源和酸源，碳源和酸源的質量比為2 :3，其中所述的碳源為高聚合度磷酸銨，所述的酸源為聚醯胺6和改性的聚醯胺6 ；所述的協效阻燃劑為4A分子篩；所述的有機化黏土為有機化黃土、有機化紅土或有機化蛋白石礦物；所述的抗氧劑為2，2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，(3，5- 二叔丁基-4-羥基-苯基)丙烯酸季戊四醇酯、抗氧劑1010或亞磷酸三苯酯；所述的潤滑劑為乙撐基雙硬酯醯胺、硬脂酸單甘油酯或三硬脂酸甘油酯；所述的相容劑為ABS與馬來酸酐的接枝物，接枝率為0. 5-3%ο一種BS無滷阻燃複合材料的製備方法，製作步驟為
(1)按照質量份數配比稱取原料；
(2)將烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物加入密煉機中預熱5min，再加入複合阻燃劑、協效阻燃劑、有機化黏土、抗氧劑、潤滑劑和相容劑，在180-185°C，50-60r/min條件下熔融共混 10_15min ；
(3)再將熔融共混物用平板硫化劑預熱3-5min，然後在180_185°C，14_15MPa下熱壓 6-7min 後，在 14_15MPa 下冷壓 3_5min，成型。實施例1
一種BS無滷阻燃複合材料的製備方法，製作步驟為
(1)按照質量份數配比稱取原料由懸浮液接枝共聚方法合成，相對密度為1.0-1. Ig/ cm3, 丁二烯含量為17-70%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 80份、複合阻燃劑 55份(其中，高聚合度磷酸銨22份，聚醯胺610份，改性的聚醯胺623份)、4A分子篩5份、 有機化黃土 1份，2，2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)0. 5份、乙撐基雙硬酯醯胺3份 、接枝率為0. 5-3%的ABS與馬來酸酐的接枝物7份；
(2)將烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物加入密煉機中預熱5min，再加入複合阻燃劑、4A分子篩、有機化黃土、2，2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、乙撐基雙硬酯醯胺和接枝率為 0. 5-3%的ABS與馬來酸酐的接枝物，在180-185°C，50_60r/min條件下熔融共混10_15min ；
(3)再將熔融共混物用平板硫化劑預熱3-5min，然後在180-185°C，14_15MPa下熱壓 6-7min 後，在 14_15MPa 下冷壓 3_5min，成型。實施例2
一種BS無滷阻燃複合材料的製備方法，製作步驟為
(1)按照質量份數配比稱取原料由懸浮液接枝共聚方法合成，相對密度為1.0-1. Ig/ cm3，丁二烯含量為17-70%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物90份、複合阻燃劑50份(其中，高聚合度磷酸銨20份，聚醯胺615份，改性的聚醯胺615份)、4A分子篩9份、有機化紅土 3份，抗氧劑10100. 3份、硬脂酸單甘油酯2份、接枝率為0. 5-3%的ABS與馬來酸酐的接枝物5份；
(2)將烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物加入密煉機中預熱5min，再加入複合阻燃劑、4A分子篩、有機化紅土、抗氧劑1010、硬脂酸單甘油酯和接枝率為0. 5-3%的ABS與馬來酸酐的接枝物，在180-185°C，50-60r/min條件下熔融共混10_15min ；
(3)再將熔融共混物用平板硫化劑預熱3-5min，然後在180-185°C，14_15MPa下熱壓 6-7min 後，在 14_15MPa 下冷壓 3_5min，成型。實施例3
一種BS無滷阻燃複合材料的製備方法，製作步驟為
(1)按照質量份數配比稱取原料由懸浮液接枝共聚方法合成，相對密度為1. 0-1. Ig/cm3，丁二烯含量為17-70%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物100份、複合阻燃
劑40份(其中，高聚合度磷酸銨16份，聚醯胺614份，改性的聚醯胺610份)、4A分子篩12 份、有機化蛋白石礦物5份，亞磷酸三苯酯0. 1份、三硬脂酸甘油酯1份、接枝率為0. 5-3% 的ABS與馬來酸酐的接枝物3份；
(2)將烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物加入密煉機中預熱5min，再加入複合阻燃劑、4A分子篩、有機化蛋白石礦物、亞磷酸三苯酯、三硬脂酸甘油酯和接枝率為0. 5-3%的ABS與馬來酸酐的接枝物，在180-185°C，50-60r/min條件下熔融共混10_15min ；
(3)再將熔融共混物用平板硫化劑預熱3-5min，然後在180-185°C，14_15MPa下熱壓 6-7min 後，在 14_15MPa 下冷壓 3_5min，成型。 以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。
權利要求
1. 一種ABS無滷阻燃複合材料，其特徵在於，原料組分按質量份數配比如下丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物80-100份，複合阻燃劑40-55份，協效阻燃劑5-12份，有機化黏土1-5份，抗氧劑0. 1-0. 5份，潤滑劑1-3份，相容劑3-7份。
2.根據權利要求1所述的ABS無滷阻燃複合材料，其特徵在於，所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物由懸浮液接枝共聚方法合成，相對密度為1.0-1. Ig/cm3，丁二烯含量為 17-70%ο
3.根據權利要求1所述的ABS無滷阻燃複合材料，其特徵在於，所述的複合阻燃劑包括碳源和酸源，碳源和酸源的質量比為2 :3，其中所述的碳源為高聚合度磷酸銨，所述的酸源為聚醯胺6和改性的聚醯胺6。
4.根據權利要求1所述的ABS無滷阻燃複合材料，其特徵在於，所述的協效阻燃劑為 4A分子篩。
5.根據權利要求1所述的ABS無滷阻燃複合材料，其特徵在於，所述的有機化黏土為有機化黃土、有機化紅土或有機化蛋白石礦物。
6.根據權利要求1所述的ABS無滷阻燃複合材料，其特徵在於，所述的抗氧劑為2， 2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，(3,5- 二叔丁基-4-羥基-苯基)丙烯酸季戊四醇酯、抗氧劑1010或亞磷酸三苯酯。
7.根據權利要求1所述的ABS無滷阻燃複合材料，其特徵在於，所述的潤滑劑為乙撐基雙硬酯醯胺、硬脂酸單甘油酯或三硬脂酸甘油酯。
8.根據權利要求1所述的ABS無滷阻燃複合材料，其特徵在於，所述的相容劑為ABS與馬來酸酐的接枝物，接枝率為0. 5-3%。
9.一種ABS無滷阻燃複合材料的製備方法，其特徵在於，所述的製作步驟為(1)按照質量份數配比稱取原料；(2)將烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物加入密煉機中預熱5min，再加入複合阻燃劑、協效阻燃劑、有機化黏土、抗氧劑、潤滑劑和相容劑，在180-185°C，50-60r/min條件下熔融共混 10_15min ；(3)再將熔融共混物用平板硫化劑預熱3-5min，然後在180_185°C，14_15MPa下熱壓 6-7min 後，在 14_15MPa 下冷壓 3_5min，成型。
全文摘要
本發明涉及一種ABS無滷阻燃複合材料，原料組分按質量份數配比如下丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物80-100份、複合阻燃劑40-55份、協效阻燃劑5-12份、有機化黏土1-5份、抗氧劑0.1-0.5份、潤滑劑1-3份和相容劑3-7份。本發明製備的ABS無滷阻燃複合材料具有阻燃性好，力學性能和加工性能優良的特點。
文檔編號C08K3/34GK102367322SQ20111031237
公開日2012年3月7日 申請日期2011年10月17日 優先權日2011年10月17日
發明者顧丹 申請人:常熟市星源金屬塗層廠