CN102030966A - 一种矿物填充的阻燃abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种矿物填充的阻燃ABS复合材料，包括：ABS、相容剂、阻燃剂、填充矿物、ABS高胶粉、抗氧剂、光稳定剂，按照重量份，上述成份的重量份分别为：ABS 45～70；相容剂 1～5：阻燃剂 10～20；填充矿物 10～25；ABS高胶粉 5～20；抗氧剂 0.1～1；光稳定剂 0.1～1；本发明所制得的矿物填充的阻燃ABS复合材料，不仅具有优良的阻燃效果，而且还具有良好的力学性能及耐热性能，同时还具有较低的成本。

Description

一种矿物填充的阻燃ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种矿物填充的阻燃ABS复合材料；本发明同时还涉及所述矿物填充的阻燃ABS复合材料的制备方法。
背景技术
ABS树脂是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)3种单体共聚、介于通用塑料和工程塑料之间的热塑性聚合物。ABS树脂兼具PB的韧性和低温抗冲击性，聚丙烯腈(PAN)的耐热和化学稳定性及聚苯乙烯(PS)的刚性和光泽性，因而具有耐冲击、耐热、耐低温、耐化学品、易加工成型和表面光泽性好等性能，广泛用于汽车、电子、电器、纺织、器具和建材等领域。
近年来，随着高分子在现代生活及各个行业的广泛应用，人们对高分子材料的火灾危害性越来越重视，对材料的阻燃性和其他性能的要求越来越高。西方发达国家对高分子材料的阻燃化均有严格要求，制定了相应的法规及其标准。在我国，对高分子材料阻燃化的要求也日益迫切。同大多数高分子材料一样，ABS为可燃性材料(其氧指数仅为22％)，着火时燃烧速度快，且产生大量的烟，因此ABS阻燃是一项重要的科研课题。单独使用ABS时阻燃性较差，在实际应用中要添加阻燃剂来改善其阻燃效果，而添加阻燃剂会降低ABS的物理力学性能，尤其是制品的冲击性能大幅度下降，而且通常阻燃剂的价格是ABS的2～3倍，使制品的成本提高。开发阻燃性能和力学性能均较佳的ABS，成为当前科技工作者的一个目标。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中的缺点，提供一种矿物填充的阻燃ABS复合材料。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿物填充的阻燃ABS复合材料，包括ABS、相容剂、阻燃剂、填充矿物、ABS高胶粉、抗氧剂、光稳定剂。
较佳地，上述成份的重量份分别为：
ABS                   45～70；
相容剂                1～5；
阻燃剂                    10～20；
填充矿物                  10～25；
ABS高胶粉                 5～20；
抗氧剂                    0.1～1；
光稳定剂                  0.1～1；
其中，ABS、相容剂、阻燃剂、填充矿物、ABS高胶粉的重量份之和为100份。
优选的技术方案中，阻燃剂选自一种锑酸盐阻燃剂和氯化聚乙烯(CPE)阻燃剂的混合物。
进一步优选的技术方案中，锑酸盐阻燃剂与CPE的配比为3∶1。
再进一步优选的技术方案中，所选填充矿物为粒径分布为0.1～1μm的沉淀级硫酸钡。
上述技术方案中，所述ABS、相容剂、阻燃剂、填充矿物、ABS高胶粉、抗氧剂和光稳定剂都是本领域技术人员公知的常用的成份，具体地：
所述ABS选自：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物，其熔融指数为10～20g/10min。
所述相容剂选自：一种马来酸酐接枝ABS，其接枝率为0.5％～5％。
所述阻燃剂选自锑酸盐阻燃剂和氯化聚乙烯阻燃剂的复配物。
所述ABS高胶粉选自：一种胶含量为50％～75％的ABS粉料。
所述抗氧剂选自：抗氧剂1076，抗氧剂TP的混合物。
抗氧剂1076的CAS号为：2082-79-3，分子式为：C35H62O3，化学名为：β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；
抗氧剂TP的CAS号为：123-28-4，分子式为：C30H58O4S，化学名为：硫代二丙酸二月桂酯。
所述光稳定剂选自：光稳定剂5411，光稳定剂770的混合物。
光稳定剂5411的CAS号为：3147-75-9，分子式为：C20H25N30，化学名为：2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑；
光稳定剂770的CAS号为：52829-07-9，分子式为：C28H52O4N2，化学名为：双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
上述矿物填充的阻燃ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按权利要求1所述重量配比称取原料；
(2)将ABS、相容剂、阻燃剂、填充矿物、ABS高胶粉在1000～2000转/分下高速混合1～5分钟；然后加入抗氧剂、光稳定剂，在1000～2000转/分下高速混合1～5分钟得到预混料；
(3)将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟，其中螺杆各区的温度为180～240℃，螺杆转速为200～500转/分，挤出造粒，即可制得矿物填充的阻燃ABS复合材料。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.采用锑酸盐阻燃剂取代三氧化二锑不但不会降低制品的阻燃等级，还可使制品燃烧发烟量减少60％以上，几乎消除了树脂燃烧时产生的恶臭。另外加入氯化聚乙烯(CPE)阻燃剂与之复配，这是由于，CPE含有卤素，具有阻燃性，可作为第二阻燃剂使用，且作为一种弹性体聚合物，与多种高聚物具有良好的相容性，CPE能大幅度提高材料的冲击强度，改善因加入阻燃剂而带来的力学性能的负面影响。同时CPE的价格比ABS低得多，能在一定程度上降低材料的成本。
2.采用硫酸钡为矿物填充，不仅可以显著提升ABS复合材料的维卡软化温度，还能提高其刚性而对冲击性能影响不大。
3.该方法所制得的ABS复合材料不仅具有较优的阻燃性能和力学性能，而且其成本将会有较大的改善。
具体实施方式
为能够清楚地理解本发明的技术内容，下面结合实施例对本发明作进一步描述：
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  ABS   63   57   51   45
  相容剂   3   3   3   3
  阻燃剂   14   15   16   17
  填充矿物   10   15   20   25
  ABS高胶粉   10   10   10   10
  抗氧剂   0.6   0.6   0.6   0.6
  光稳定剂   0.4   0.4   0.4   0.4
先将ABS、相容剂、阻燃剂、填充矿物、ABS高胶粉在1200转/分的转速下混合搅拌3分钟，然后加入抗氧剂、光稳定剂，在1500转/分的转速下搅拌5分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，在200℃下挤出造粒，得到矿物填充的阻燃ABS复合材料。所测性能如下表所示。
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  弯曲强度/MPa   75   78   77   79
  缺口冲击/(kJ/m2)   15.3   15.5   15.7   15.2
  维卡软化温度/℃   97   99   102   104
  阻燃等级/级   V0   V0   V0   V0
综上所述，本发明所制得的ABS复合材料不仅具有优良的阻燃效果，而且还具有良好的力学性能及耐热性能。
这些实施例仅用于说明本发明而不应该限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明所述内容之后，本领域技术人员对本发明做各种等价形式的改动或修改，这些等价形式同样属于本申请的权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种矿物填充的阻燃ABS复合材料，包括：ABS、相容剂、阻燃剂、填充矿物、ABS高胶粉、抗氧剂、光稳定剂，其特征在于，按照重量份，上述成份的重量份分别为：
ABS                           45～70；
相容剂                        1～5；
阻燃剂                        10～20；
填充矿物                      10～25；
ABS高胶粉                     5～20；
抗氧剂                        0.1～1；
光稳定剂                      0.1～1；
其中，ABS、相容剂、阻燃剂、填充矿物、ABS高胶粉的重量份之和为100份。
2.根据权利要求1所述的矿物填充的阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述ABS选自丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物，其熔融指数为10～20g/10min。
3.根据权利要求1所述的矿物填充的阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述相容剂选自一种马来酸酐接枝ABS，其接枝率为0.5％～5％。
4.根据权利要求1所述的矿物填充的阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述阻燃剂选自锑系阻燃剂和氯化聚乙烯阻燃剂的复配物。
5.根据权利要求1所述的矿物填充的阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述填充矿物选自一种沉淀级硫酸钡，其粒径分布为0.1～1μm。
6.根据权利要求1所述的矿物填充的阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述ABS高胶粉选自一种胶含量为60％～75％的ABS粉料。
7.根据权利要求1所述的矿物填充的阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述抗氧剂选自抗氧剂1076，抗氧剂TP的混合物。
8.根据权利要求1所述的矿物填充的阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述光稳定剂选自光稳定剂5411，光稳定剂770的混合物。
9.一种矿物填充的阻燃ABS复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按权利要求1所述重量配比称取原料；
(2)将ABS、相容剂、阻燃剂、填充矿物、ABS高胶粉在1000～2000转/分下高速混合1～5分钟；然后加入抗氧剂、光稳定剂，在1000～2000转/分下高速混合1～5分钟得到预混料；
(3)将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟，其中螺杆各区的温度为180～240℃，螺杆转速为200～500转/分，挤出造粒，即可制得矿物填充的阻燃ABS复合材料。
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