CN101643566A - 一种阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂的制备方法 - Google Patents

一种阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种阻燃丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚树脂的制备方法，按重量份由苯乙烯－丙烯腈共聚物树脂35～65份、ABS接枝胶粉15－30份、四溴双酚A 13－22份、三氧化二锑5～8份、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.1～0.2份、N，N－乙撑双硬脂酰胺0.5～1.0份、高效分散剂0.1～0.5份；高效分散剂为硅油和硬脂酸镁按质量比1∶2－1∶1比例，利用变频调速高速混合器混合制得；各组份混合后，在160－200℃的温度条件下加入到同向双螺杆挤出机挤出造粒，得到本树脂；工艺简单，产品性能优良，稳定性好，加工范围宽，可以在220℃下加工成型，阻燃性能达到UL－94 V－0级标准。

Description

一种阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可广泛应用于家用电器、电子电讯以及汽车零部件等方面的阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂(简称：ABS树脂)的制备方法。
背景技术：
本发明制备工艺简单易行，产品性能优良，稳定性好，加工范围宽，可以在220℃下加工成型，制品不变色。阻燃性能达到UL-94V-0级标准，符合ROHS环保指令要求。同等阻燃等级下减少阻燃剂加入量0.5％-3.5％，提高冲击强度50-110J/m。提高阻燃效率降低阻燃剂使用量，将降低阻燃ABS生产成本，同时也减少环境污染，具有较高的经济效益及社会效益。
近年来，国内阻燃ABS的市场需求不断扩大，目前已成为ABS专用料的一个主要部分，年需求量在50万吨以上。国内阻燃ABS主要由韩国、台湾等地进口，国产阻燃ABS主要由改性厂生产，如广东金发等。随着欧盟ROHS法令的执行，相对阻燃ABS产品的环保性能日益被重视，由于目前广泛使用的阻燃体系是溴-锑复配体系，该体系存在燃烧分解时产生有毒腐蚀性物质的缺点，因此从环保角度看，应尽量减少溴-锑阻燃剂的加入量。
《ABS树脂阻燃技术研究概况》(《合成材料老化与应用》2006年第35卷第1期)介绍了目前ABS阻燃仍以溴锑体系为主，其中使用四溴双酚A的比较多，目前阻燃剂存在有毒和腐蚀性等问题。阻燃ABS向着低毒、高效、稳定、可持续使用等方向发展。
《阻燃ABS的制备及其性能的研究》(《炼油与化工》)2005年第4期文章介绍，阻燃ABS制备过程基本是利用混料设备对阻燃剂、ABS、其他助剂进行预混，然后利用双螺杆挤出机、开炼机等设备进行塑化混炼，部分人采用偶联剂处理阻燃剂的方法提高阻燃剂与基体树脂的相容性。目前阻燃ABS的研究重点是挑选环保、安全、高效的阻燃剂；开发适应不同场合应用需要，具有特殊性能的阻燃剂。
发明内容：
本发明的目的是提高阻燃剂使用效率，降低阻燃ABS中溴系阻燃剂含量，提高产品力学性能，降低生产成本，同时减少阻燃剂造成的环境污染。
一种阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂的制备方法，所用原料为各组份含量为重量份：苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(简称SAN)35～65份、胶含量60％的ABS接枝胶粉15-30份、四溴双酚A13-22份、三氧化二锑5～8份、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.1～0.2份、N，N-乙撑双硬脂酰胺0.5～1.0份、硅油和硬脂酸镁混合物0.1～0.5份；制备方法为：将上述各组分混合后，在160-200℃的温度条件下挤出造粒，经冷却后得到本发明所述树脂；所述硅油与硬脂酸镁混合物是采用粘度为1000-3000帕·秒的硅油和硬脂酸镁质量比在1∶2--1∶1比例范围内，在100-200rpm及20-60℃件下混合制得。
本发明方法中的同向双螺杆挤出机机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度可分别设置为160～180℃、170～190℃、170～190℃、180～200℃，同时对机筒进行抽真空处理，真空度为-0.06±0.01MPa。
本产品在共混料中加入了两组分复合型高效分散剂，即硅油和硬脂酸镁混合物，该分散剂能够有效改善苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂连续相分子间润滑效果，同时能够润湿阻燃剂表面，提高阻燃剂分散效率，最终实现阻燃剂在ABS树脂内均匀分布，从而提高阻燃剂使用效率，降低使用量。采用四溴双酚A作为主阻燃剂，复配三氧化二锑，使产品在燃烧时阻燃性能良好，符合UL-94V-0级标准，同时产品具有良好的稳定性，而且符合欧盟提出的ROHS环保指令要求。
发明效果：
本发明采用苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂和ABS接枝胶粉直接与其他助剂进行共混加工，减少了二次挤出产生的物料分解，提高产品质量的同时降低了能耗。
本发明制备工艺简单易行，产品性能优良，稳定性好，加工范围宽，可以在220℃下加工成型，制品不变色。阻燃性能达到UL-94V-0级标准，符合ROHS环保指令要求。同等阻燃等级下减少阻燃剂加入量0.5％-3.5％，提高冲击强度50-110J/m。提高阻燃效率降低阻燃剂使用量，将降低阻燃ABS生产成本，同时也减少环境污染，具有较高的经济效益及社会效益。
具体实施方式：
实施例1
配方(重量份)：
SAN                         50份
ABS接枝粉料(胶含量60％)     26份
四溴双酚A                   15份
三氧化二锑                  6.4份
N，N-乙撑双硬脂酰胺         1.0份
二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯  0.2份
硅油-硬脂酸镁混合物         0.4份
制备：
硅油-硬脂酸镁混合物制备：首先在5L高速混合机中加入硬脂酸镁1公斤；然后加入0.5公斤硅油(粘度为2000帕·秒)，关闭加料盖后于100rpm条件下混合20分钟；再于200rpm条件下混合10分钟。
阻燃ABS制备：在高速混合机中将按配方配制的原料高速混合3～5分钟，然后经计量加入同向双螺杆挤出机按照如下工艺条件进行共混，挤出温度160-190℃，再经冷却水冷却，由切粒机，切成为Φ3×3mm的圆柱状粒子产品。挤出机筒体抽真空。
工艺条件：
输送段、塑化段、计量段、模头温度设置分别为160～180℃、170～190℃、170～190℃、180～190℃，真空度为-0.06±0.01MPa。
制备方法为：将上述各组分加入高速混合机中，室温下高速混合3-5分钟后，加入到同向双螺杆挤出机中挤出，在180-200℃的温度条件下挤出造粒，经冷却后得到本发明所述树脂；所述合型高效分散剂是采用粘度为1000-3000帕·秒的硅油与硬脂酸镁按1∶2比例，利用高速混合机在200rpm常温条件下混合30分钟制得。
该专用料主要性能如下：
阻燃性能(UL-94标准)                    V-0级
IZOD缺口冲击强度(ASTM D256 23℃)       160J/m
拉伸强度(ASTM D638)                    43MPa
熔体流动速率(ASTM D1238 220℃，10kg)   45g/10min
实施例1生产的阻燃耐热ABS可用于生产电动工具如手电钻的外壳和部分内部零配件。
实施例2
配方(重量份)：
SAN                        42份
ABS接枝粉料(胶含量60％)    30份
四溴双酚A                     18份
三氧化二锑                    8份
N，N-乙撑双硬脂酰胺           0.8份
二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯    0.2份
硅油-硬脂酸镁混合物           0.5份
制备：
硅油-硬脂酸镁混合物制备：首先在5L高速混合机中加入硬脂酸镁1公斤；然后加入1公斤硅油(粘度为3000帕·秒)，关闭加料盖后于100rpm条件下混合20分钟；再于200rpm条件下混合10分钟。
阻燃ABS制备：在高速混合机中将按配方配制的原料高速混合3～5分钟，然后经计量加入同向双螺杆挤出机按照如下工艺条件进行共混，挤出温度160-190℃，再经冷却水冷却，由切粒机，切成为Φ3×3mm的圆柱状粒子产品。挤出机筒体抽真空。
工艺条件：
输送段、塑化段、计量段、模头温度设置分别为160～180℃、170～190℃、170～190℃、180～185℃，真空度为-0.06±0.01MPa。
该专用料主要性能如下：
阻燃性能(UL-94标准)                    V-0级
IZOD缺口冲击强度(ASTM D256 23℃)       200J/m
拉伸强度(ASTM D638)                    38MPa
熔体流动速率(ASTM D1238 220℃，10kg)   60g/10min
实施例2产品可应用于IT行业如显示器外科，鼠标\键盘等。

Claims (1)

1、一种阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂的制备方法，其特征在于：按重量份由苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂35～65份、ABS接枝胶粉15-30份、四溴双酚A 13-22份、三氧化二锑5～8份、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.1～0.2份、N，N-乙撑双硬脂酰胺0.5～1.0份、高效分散剂0.1～0.5份；
ABS接枝胶粉的橡胶含量为60％；
高效分散剂为硅油和硬脂酸镁按质量比1∶2-1∶1比例，利用变频调速高速混合器在100-200rpm，20-60℃件下混合30分钟制得；
将上述各组份混合后，在160-200℃的温度条件下加入到同向双螺杆挤出机挤出造粒，经冷却后得到本发明所述树脂；
同向双螺杆挤出机机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度分别设置为160～180℃、170～190℃、170～190℃、180～200℃，同时对机筒进行抽真空处理，真空度为-0.06±0.01MPa。
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