CN101724219B - 一种热塑性阻燃合金及其制备方法 - Google Patents

一种热塑性阻燃合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热塑性阻燃合金及其制备方法，由如下组份和重量份数组成：ABS树脂5～94，聚酯或共聚酯或两者的混合物3～94，溴系阻燃剂1～50，助阻燃剂1～10，氯化聚乙烯(CPE)0.001～30，抗滴落剂0.001～2，加工助剂0.1～6。本发明的热塑性阻燃合金较现有阻燃ABS具有更好的光泽度，耐划伤性，更强的耐紫外辐射性能和更好的机械性能，弥补了阻燃ABS在某些耐候要求高的场合易黄变的缺点。另外，本发明的热塑性阻燃合金的制备方法连续、稳定、可行性高。

Description

一种热塑性阻燃合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃ABS树脂技术，尤其涉及一种热塑性阻燃合金材料及其制备技术。
背景技术
阻燃ABS树脂由于其良好的力学性能，加工性能和后加工特性，较低的成型收缩率，良好的尺寸稳定性等特点被广泛的应用于家用视听设备外壳、办公电子设备外壳、白色家电、电源转换装置等领域。通常的阻燃ABS配方中包含ABS树脂，溴系阻燃剂，锑的氧化物或盐，抗滴落剂，以及润滑剂等必须的加工助剂，这样可以制得刚性、韧性、流动性和阻燃性较为均衡的产品。但是，由于ABS树脂本身的橡胶中的双键以及丙烯腈的腈基易在紫外线的照射下发生成环反应从而使材料黄变，因此其耐候性欠佳，在部分耐候要求高的场所或户外制件上的使用存在局限。此外，与PC/ABS或PC相比，ABS的光泽度和表面硬度稍差，因此其外观效果和耐划伤性较以上两者为劣。
为了提高ABS树脂的耐紫外性和抗冲击性，美国monsanto公司曾以SMA为相容剂，以硬脂酸钠为成核剂制备共混合金(U.S.Pat.No.5,162,416)。专利U.S.Pat.No5,082,897也报道了ABS，PC，PCTG二元/三元合金具有比三种树脂更为优越的力学及耐候性能。而将PCTG涂覆在ABS树脂表面作为耐候涂层也有显著效果(E.P.Pat.No.7,273,650B2)。
以上的研究均是针对ABS树脂与聚酯/共聚酯制备合金的研究，并未考虑作为改性材料应用时包括加工性、物理性能等各方面的要求，此外，在电器领域中，往往要求材料首先具有阻燃性以达到安规的要求，而到目前为止，尚未有阻燃ABS/聚酯/共聚酯合金的报道。
根据我们的研究，在阻燃ABS体系中(包括ABS树脂、阻燃剂、助阻燃剂、抗滴落剂及必要的加工助剂)加入PET或共聚酯或PET与共聚酯的混合物后，制件表面的铅笔硬度由原来的2B左右提高至HB，光泽度有10％左右的提高，缺口冲击强度有20％左右的提高，弯曲和拉伸强度也有一定的提高。制成色板后在紫外光照射下，100小时后的色差变化比未加聚酯/共聚酯的色板小30％左右，即材料的表面硬度、光泽度、机械性能、耐候性都有显著的提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有阻燃ABS存在的不足，提供一种具有良好光泽度、表面硬度、耐候性和机械性能的热塑性阻燃合金。
本发明的另一目的在于提供一种流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的热塑性阻燃合金的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种热塑性阻燃合金，由如下组份和重量份数组成：
ABS树脂                     5～94，
聚酯或共聚酯或两者的混合物   3～94，
溴系阻燃剂            1～50，
助阻燃剂              1～10，
氯化聚乙烯(CPE)       0.001～30，
抗滴落剂              0.001～2
加工助剂              0.1～6。
优选的份数为：
ABS树脂                   90，
聚酯或共聚酯或两者的混合物5～50，
溴系阻燃剂                2～30，
助阻燃剂                  1～10，
氯化聚乙烯(CPE)           1～15，
抗滴落剂                  0.1～1
加工助剂                  0.1～0.4。
在上述热塑性阻燃合金中，所述ABS树脂是由5～80％重量的接枝聚丁二烯橡胶和95～20％重量的接枝聚苯乙烯-丙烯腈共聚物组成。该ABS树脂可以由乳液接枝法或本体法合成，也可由接枝聚丁二烯橡胶与聚苯乙烯-丙烯腈共聚物直接共混而得。
在上述热塑性阻燃合金中，所述聚酯优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，所述共聚酯优选为PCTG、PETG或PCTA。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的结构式如式(I)：
                  (I)
Figure G2008102184362D00041
                  (II)
结构式(II)显示PCTG和PETG的结构，其中，环己烷二亚甲基醇的加入量大于50％时为PCTG，小于50％时为PETG，式中m>1；
PCTA的结构式为如式(III)：
Figure G2008102184362D0004152032QIETU
                          (III)
式中m，n>1
在上述热塑性阻燃合金中，所述溴系阻燃剂优选为四溴双酚A(TBBPA)、溴化环氧(BEO)、三溴三苯三嗪(TBM)、溴化二苯乙烷中的一种或一种以上的混合物。
在上述热塑性阻燃合金中，所述助阻燃剂优选为三氧化二锑。
在上述热塑性阻燃合金中，所述抗滴落剂优选为全氟聚烯烃或聚苯乙烯-丙烯腈包覆的全氟聚烯烃。
在上述热塑性阻燃合金中，所述加工助剂优选为抗光热氧化剂或润滑剂或其混合物。所述抗光热氧化剂优选为受阻单酚、烷基化受阻多酚、亚磷酸酯、胺类、碱金属或碱土金属的硅酸盐、羟基苯并三唑中的一种或一种以上的混合物。所述润滑剂优选为脂肪族酰胺、脂肪酸或其盐、硅油、白矿油、聚硅酮中的一种或一种以上的混合物。
上述热塑性阻燃合金的制备方法包括如下步骤：将各组分经过高混机预混合，加入到双螺杆挤出机中，在150～250摄氏度的温度范围内经塑化混合挤出，冷却造粒后即得阻燃合金。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的热塑性阻燃合金较现有阻燃ABS具有更好的光泽度，耐划伤性，更强的耐紫外辐射性能和更好的机械性能，弥补了阻燃ABS在某些耐候要求高的场合易黄变的缺点。另外，本发明的热塑性阻燃合金的制备方法连续、稳定、可行性高。
具体实施方式
实施例1
准确称量ABS树脂100Kg，PET40Kg，四溴双酚A20Kg，CPE10Kg，三氧化二锑粉末9Kg，四[β—(3’，5’—二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗光热氧化剂)1Kg，乙烯基双硬脂酰胺0.8Kg，抗滴落剂全氟聚乙烯0.5Kg。经过高混机充分混合，使用同向双螺杆挤出机采用熔融共混一步挤出的方法，即得本发明的新型热塑性阻燃合金。制得材料的物理性能为(ISO标准)：IZOD缺口冲击强度25KJ/m2，弯曲强度66MPa；光泽度(60度角入射)：94.5；阻燃等级(UL94)：1.5mm V-0。
实施例2
准确称量ABS树脂100Kg，PET30Kg，PETG15Kg，四溴双酚A15Kg，CPE15Kg，三氧化二锑粉末5Kg，四[β—(3’，5’—二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗光热氧化剂)1Kg，乙烯基双硬脂酰胺0.3Kg，全氟聚乙烯0.8Kg。经过高混机充分混合，使用同向双螺杆挤出机采用熔融共混一步挤出的方法，即得本发明的新型热塑性阻燃合金。制得材料的物理性能为(ISO标准)：IZOD缺口冲击强度28KJ/m2，弯曲强度64MPa；光泽度(60度角入射)：92；阻燃等级(UL94)：1.5mm V-0。
实施例3
准确称量ABS树脂100Kg，PETG25Kg，PCTG25Kg，四溴双酚A10Kg，溴化环氧5Kg，CPE8Kg，三氧化二锑粉末3Kg，四[β—(3’，5’—二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗光热氧化剂)0.5Kg，乙烯基双硬脂酰胺2Kg，全氟聚乙烯0.5Kg。经过高混机充分混合，使用同向双螺杆挤出机采用熔融共混一步挤出的方法，即得本发明的新型热塑性阻燃合金。制得材料的性能为(ISO标准)：IZOD缺口冲击强度30KJ/m2，弯曲强度63MPa；光泽度(60度角入射)：89；阻燃等级(UL94)：1.5mm V-0。
实施例4
准确称量ABS树脂100Kg，PET10Kg，PCTA30Kg，三溴三苯三嗪15Kg，三氧化二锑粉末5Kg，四[β—(3’，5’—二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗光热氧化剂)0.2Kg，乙烯基双硬脂酰胺1Kg，全氟聚乙烯0.3Kg。经过高混机充分混合，使用同向双螺杆挤出机采用熔融共混一步挤出的方法，即得本发明的新型热塑性阻燃合金。制得材料的性能为(ISO标准)：IZOD缺口冲击强度33KJ/m2，弯曲强度65MPa；光泽度(60度角入射)：96；阻燃等级(UL94)：1.5mm V-0。

Claims (9)

1.一种热塑性阻燃合金，其特征在于由如下组份和重量份数组成：
ABS树脂  5～94，
共聚酯或共聚酯与PET的混合物  3～94，
溴系阻燃剂  1～50，
助阻燃剂  1～10，
氯化聚乙烯  0.001～30，
抗滴落剂  0.001～2，
加工助剂  0.1～6，
所述共聚酯为PCTG、PETG或PCTA。
2.根据权利要求1所述的热塑性阻燃合金，其特征在于由如下组份和重量份数组成：
ABS树脂  90，
共聚酯或共聚酯与PET的混合物  5～50，
溴系阻燃剂  2～30，
助阻燃剂  1～10，
氯化聚乙烯  1～15，
抗滴落剂  0.1～1，
加工助剂  0.1～0.4。
3.根据权利要求1所述的热塑性阻燃合金，其特征在于所述ABS树脂是由5～80％重量的接枝聚丁二烯橡胶和95～20％重量的接枝聚苯乙烯-丙烯腈共聚物组成。
4.根据权利要求1所述的热塑性阻燃合金，其特征在于所述溴系阻燃剂为四溴双酚A、溴化环氧、三溴三苯三嗪、溴化二苯乙烷中的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的热塑性阻燃合金，其特征在于所述助阻燃剂为三氧化二锑。
6.根据权利要求1所述的热塑性阻燃合金，其特征在于所述抗滴落剂为全氟聚烯烃或苯乙烯-丙烯腈包覆的全氟聚烯烃。
7.根据权利要求1所述的热塑性阻燃合金，其特征在于所述加工助剂为抗光热氧化剂或润滑剂或其混合物。
8.根据权利要求7所述的热塑性阻燃合金，其特征在于所述抗光热氧化剂为受阻单酚、烷基化受阻多酚、亚磷酸酯、胺类、碱金属或碱土金属的硅酸盐、羟基苯并三唑中的一种或一种以上的混合物；所述润滑剂为脂肪族酰胺、脂肪酸或其盐、硅油、白矿油、聚硅酮中的一种或一种以上的混合物。
9.权利要求1所述热塑性阻燃合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将各组分经过高混机预混合，加入到双螺杆挤出机中，在150～250摄氏度的温度范围内经塑化混合挤出，冷却造粒后即得阻燃合金。
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