CN102108180A - 一种阻燃耐热abs类树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阻燃耐热ABS类树脂及其制备方法，该树脂包括以下组分及重量份含量：ABS类树脂60、马来酰亚胺类共聚物5-20、无机磷系阻燃剂6-40、多羟基化合物2-15、金属化合物0.05-2.5、晶体硅铝酸盐0.1-3、主抗氧剂0.1-1、辅抗氧剂0.1-1、其他助剂0-1，将上述原料在高速搅拌机中充分混合均匀，送入双螺杆挤出机经螺杆的剪切、混炼熔合，最后经过挤出、拉条、冷却切粒即得到产品。与现有技术相比，本发明以聚磷酸酯为主的无卤阻燃体系进行阻燃改性，通过马来酰亚胺类共聚物来提高耐热性，制得的材料不仅具有优异的耐热性能、阻燃性能，而且还具有燃烧时发烟量低，毒性小，有利于环保的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种ABS类树脂及其制备方法，尤其是涉及一种阻燃耐热ABS类树脂及其制备方法。
背景技术
ABS树脂是一种综合性能良好，易加工成型的热塑性树脂，因此被广泛的应用于机电、化工、军工、电子电器等领域。随着社会的发展，人们生活品质的提高，对越来越多的材料提出了耐热防火的要求，而ABS树脂本身的耐热性和阻燃性都不高。普通的ABS树脂的热变形温度一般在75℃左右，无卤阻燃ABS的耐热性能就更差了，热变形温度一般在65℃左右，这使得制品不能在较高的温度下使用。另外，普通ABS树脂的氧指数为18.3-20.0，垂直燃烧也无法达到UL94V-2标准，燃烧时还会释放出大量的烟雾及有害气体，其发烟量用最大烟密度(Dm)表示在720左右，这也使得ABS的应用受到了限制。
目前，同时改善ABS类树脂阻燃性能和耐热性能最常用的方法是采用聚碳酸酯和ABS树脂互配，再以ABS或聚烯烃接枝物(主要是马来酸酐等)为相容剂，加以无卤阻燃剂，制得的耐热阻燃PC/ABS合金，特点是阻燃且耐热温度高，但是成本也较阻燃ABS高出很多，并且存在加工困难的缺陷，因而使它们的广泛应用也受到了限制。综上所述，目前市场更急需开发一种性价比高且加工容易的无卤阻燃耐热ABS类树脂。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种性价比高、加工容易、耐热性好，且燃烧时发烟量低、毒性小、有利于环保的无卤阻燃耐热ABS类树脂及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种阻燃耐热ABS类树脂，其特征在于，该树脂包括以下组分及重量份含量：
ABS类树脂 60；
马来酰亚胺类共聚物 5-20；
无机磷系阻燃剂 6-40；
多羟基化合物 2-15；
金属化合物 0.05-2.5；
晶体硅铝酸盐 0.1-3；
主抗氧剂 0.1-1；
辅抗氧剂 0.1-1；
其他助剂 0-1。
所述的ABS类树脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯接枝共聚物(SAN)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物(ASA)、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS-g-MAH)或马来酸酐接枝苯乙烯(SMA)中的一种或几种。
所述的马来酰亚胺类共聚物包括苯乙烯-N苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物、苯乙烯-N甲苯基马来酰亚胺共聚物或苯乙烯-N间甲苯基马来酰亚胺共聚物中的一种或几种。
所述的无机磷系阻燃剂为聚磷酸铵及其衍生物。
所述的多羟基化合物包括季戊四醇，季戊四醇的二聚物、三聚物以及亚磷酸三苯酯及其衍生物，所述的亚磷酸三苯酯及其衍生物优选亚磷酸三壬基苯基酯。
所述的金属化合物为二价或多价金属化合物，选自MnSO4·H2O、苯甲酸锌、硬脂酸镁中的一种或几种；所述的晶体硅铝酸盐为市售的Zeolites，选自高岭石、滑石中的一种或几种。
所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，包括市售抗氧剂1076或市售抗氧剂1098，所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，包括市售抗氧剂168。
所述的其他助剂包括稳定剂、润滑剂、脱模剂、成核剂、抗静电剂、填料、增强材料或颜料中的一种或几种。
一种阻燃耐热ABS类树脂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：
ABS类树脂 60，
马来酰亚胺类共聚物 5-20，
无机磷系阻燃剂 6-40，
多羟基化合物 2-15，
金属化合物 0.05-2.5，
晶体硅铝酸盐 0.1-3，
主抗氧剂 0.1-1，
辅抗氧剂 0.1-1；
其他助剂 0-1；
(2)将上述原料在高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后，通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，物料经螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却切粒后，即得到产品。
所述的双螺杆挤出机的温度为160-220℃，优选180-210℃。
与现有技术相比，本发明以聚磷酸酯为主的无卤阻燃体系对ABS类树脂进行阻燃改性，并通过添加马来酰亚胺类共聚物来提高ABS类树脂的耐热性。运用本发明所述配方制得的材料不仅具有优异的耐热性能、阻燃性能，而且还具有燃烧时发烟量低，毒性小，有利于环保的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种阻燃耐热ABS类树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：40kgAS、15kgABS及5kgSMA作为ABS类树脂、10kg苯乙烯-N甲苯基马来酰亚胺、22.5kg聚磷酸铵APP、7.5kg季戊四醇PER、1kg MnSO4·H2O、1kg Zeolites高岭石、0.2kg抗氧剂1076作为主抗氧剂、0.2kg抗氧剂168作为辅抗氧剂、0.5kg抗静电剂N，N′-乙撑双脂肪酰胺。
(2)将上述原料在高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后，通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的的长径比为35，螺杆各区的温度范围为180-210℃，物料经螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，即得到产品。
实施例2
一种阻燃耐热ABS类树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：30kgAS、25kgABS及5kgSMA作为ABS类树脂、10kg苯乙烯-N甲苯基马来酰亚胺、22.5kg聚磷酸铵APP、7.5kg季戊四醇PER、1kg MnSO4·H2O、1kg Zeolites高岭石、0.2kg抗氧剂1076作为主抗氧剂、0.2kg抗氧剂168作为辅抗氧剂、0.5kg抗静电剂N，N′-乙撑双脂肪酰胺。
(2)将上述原料在高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后，通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的的长径比为35，螺杆各区的温度范围为180-210℃，物料经螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，即得到产品。
实施例3
一种阻燃耐热ABS类树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：50kgAS、5kgABS及5kgSMA作为ABS类树脂、10kg苯乙烯-N甲苯基马来酰亚胺、22.5kg聚磷酸铵APP、7.5kg季戊四醇PER、1kg MnSO4·H2O、1kg Zeolites高岭石、0.2kg抗氧剂1076作为主抗氧剂、0.2kg抗氧剂168作为辅抗氧剂、0.5kg抗静电剂N，N′-乙撑双脂肪酰胺。
(2)将上述原料在高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后，通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的的长径比为35，螺杆各区的温度范围为180-210℃，物料经螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，即得到产品。
对上述实施例得到的样品进行测试(ASTM)，测试结果如表1所示：
表1
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 弯曲强度(MPa) | 55 | 50 | 57 |
| 弯曲模量(Mpa) | 2850 | 2775 | 2960 |
| Charpy缺口冲击强度(KJ/m2) | 4.5 | 4.9 | 4.1 |
| 热变形温度(℃) | 77 | 75 | 80 |
| 烟密度(Dm) | 210 | 270 | 180 |
| 阻燃性UL94(1.6mm) | FV-0 | FV-1 | FV-0 |
| 燃烧后卤化氢气体(mg/g) | 0 | 0 | 0 |
实施例4
一种阻燃耐热ABS类树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：30kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、20kg丙烯腈-苯乙烯接枝共聚物(SAN)、10kg丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物(ASA)作为ABS类树脂，5kg苯乙烯-N间甲苯基马来酰亚胺共聚物，40kg聚磷酸铵，季戊四醇的二聚物2kg，金属化合物硬脂酸镁2.5kg，0.1kg晶体硅铝酸盐Zeolites高岭石，0.1kg抗氧剂1076作为主抗氧剂、0.1kg抗氧剂168作为辅抗氧剂；
(2)将上述原料在高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后，通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的的长径比为20，螺杆各区的温度范围为160-220℃，物料经螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，即得到产品。
实施例5
一种阻燃耐热ABS类树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：30kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、30kg马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS-g-MAH)作为ABS类树脂，20kg苯乙烯-N苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物，6kg聚磷酸铵衍生物，亚磷酸三壬基苯基酯15kg，金属化合物苯甲酸锌0.05kg，3kg晶体硅铝酸盐滑石Zeolites，1kg抗氧剂1098作为主抗氧剂、1kg抗氧剂168作为辅抗氧剂，0.1kg硅油作为润滑剂、0.3kg聚乙烯醇作为脱模剂、0.6kg群青颜料；
(2)将上述原料在高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后，通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的的长径比为25，螺杆各区的温度范围为180-220℃，物料经螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，即得到产品。
Claims (10)
1.一种阻燃耐热ABS类树脂，其特征在于，该树脂包括以下组分及重量份含量：
ABS类树脂 60；
马来酰亚胺类共聚物 5-20；
无机磷系阻燃剂 6-40；
多羟基化合物 2-15；
金属化合物 0.05-2.5；
晶体硅铝酸盐 0.1-3；
主抗氧剂 0.1-1；
辅抗氧剂 0.1-1；
其他助剂 0-1。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS类树脂，其特征在于，所述的ABS类树脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯接枝共聚物(SAN)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物(ASA)、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS-g-MAH)或马来酸酐接枝苯乙烯(SMA)中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS类树脂，其特征在于，所述的马来酰亚胺类共聚物包括苯乙烯-N苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物、苯乙烯-N甲苯基马来酰亚胺共聚物或苯乙烯-N间甲苯基马来酰亚胺共聚物中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS类树脂，其特征在于，所述的无机磷系阻燃剂为聚磷酸铵及其衍生物。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS类树脂，其特征在于，所述的多羟基化合物包括季戊四醇，季戊四醇的二聚物、三聚物以及亚磷酸三苯酯及其衍生物，所述的亚磷酸三苯酯及其衍生物优选亚磷酸三壬基苯基酯。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS类树脂，其特征在于，所述的金属化合物为二价或多价金属化合物，选自MnSO4·H2O、苯甲酸锌、硬脂酸镁中的一种或几种；
7.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS类树脂，其特征在于，所述的晶体硅铝酸盐为市售的Zeolites，选自高岭石、滑石中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS类树脂，其特征在于，所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，包括市售抗氧剂1076或市售抗氧剂1098，所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，包括市售抗氧剂168。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热ABS类树脂，其特征在于，所述的其他助剂选自稳定剂、润滑剂、脱模剂、成核剂、抗静电剂、填料、增强材料或颜料中的一种或几种。
10.一种阻燃耐热ABS类树脂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：
ABS类树脂 60，
马来酰亚胺类共聚物 5-20，
无机磷系阻燃剂 6-40，
多羟基化合物 2-15，
金属化合物 0.05-2.5，
晶体硅铝酸盐 0.1-3，
主抗氧剂 0.1-1，
辅抗氧剂 0.1-1，
其他助剂 0-1；
(2)将上述原料在高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后，通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为160-220℃，优选180-210℃，物料经螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却切粒后，即得到产品。
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