CN102311590B - 一种阻燃高光abs合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃高光ABS合金及其制备方法。阻燃高光ABS合金，按重量百分比由以下组分组成：SAN 30-40％；PMMA 10-14％；ABS 12-34％；增韧剂8-12％；液体阻燃1-2.5％；固体阻燃剂16-18％；润滑剂1-2％；其中，SAN为通用级，PMMA为通用级，ABS为高抗冲级，固体阻燃剂为溴氮型主阻燃剂与辅助阻燃剂三氧化二锑按重量比以2.5-3.5∶1复配的方式组成。本发明采用SAN、ABS、PMMA及相关助剂的合理使用制得的阻燃高光ABS合金具有突出的阻燃性和外观，由于阻燃剂的添加，还提高了材料的硬度，使耐刮擦性得到提高。本发明制备工艺简单、成本低廉，是应对欧盟强制执行EN60065 A11标准的好选择。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种阻燃高光ABS合金及其制备方法。
背景技术
ABS(丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物)具有优异的光泽度，向其中加入高硬度材料，如SAN(苯乙烯丙烯腈共聚物)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等，合金将具有出众的耐划伤性，以及良好的耐气候性等特点，若结合一定的着色技术可使其实现了免喷涂效果，产品对环境友好，实现了人与自然的和谐统一。
但是随着新标准的诞生，传统高光ABS合金料的局限性凸显。以电视机行业为例，随着2010年7月1日起，欧盟强制执行EN60065的A11标准，该标准在现行标准上增加了蜡烛燃烧试验，满足标准的正常途径是前、后壳及底座采用V1级别以上的物料，将导致注塑料成本增加50％以上。所以，国内家电行业对低成本阻燃高光ABS合金料的需求不得不随着欧盟新标准的诞生得以加大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好表面效果及阻燃性的高光ABS合金材料。本发明还要提供阻燃高光ABS合金的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种阻燃高光ABS合金，按重量百分比由以下组分组成：SAN 30-40％；PMMA 10-14％；ABS 12-34％；增韧剂8-12％；液体阻燃1-2.5％；固体阻燃剂16-18％；润滑剂1-2％。
其中，SAN选择通用级，PMMA选择通用级，ABS选择高抗冲级，固体阻燃剂由主阻燃剂(溴氮型)与辅助阻燃剂(三氧化二锑)按重量比以2.5-3.5∶1复配的方式组成。
所述增韧剂为MBS(聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)类增韧剂，如C223A，EM500A。
所述的液体阻燃剂为BDP(双酚A双(磷酸二苯酯)齐聚物)。
所述润滑剂为酰胺类润滑剂，如TAS-2A，EBS。
以上所述的阻燃高光ABS合金材料，其组成按重量配比可以是：SAN 35-40％；PMMA 12-14％；ABS 12-23％；增韧剂10-12％；液体阻燃1.5-2％；固体阻燃剂17-18％；润滑剂1.5-2％。
一种如上述阻燃高光ABS合金的制备方法的技术方案，包括以下步骤：
a：按重量配比称取SAN、ABS，PMMA低速搅拌1-2分钟；
b：向a步骤混合好的物料中加入液体阻燃剂搅拌2-3分钟；
c：向b步骤混合好的物料中按重量百分比加入润滑剂、固体阻燃剂和增韧剂充分搅拌，时间5-6分钟；
d：将c步骤混合好的物料投入双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度170-180℃，二区温度190-210℃，三区温度190-220℃，四区温度180-200℃，机头220-230℃，停留时间2～3min，压力为13-18MPa。
本发明具有以下有益效果：
1：本发明采用SAN、ABS、PMMA及相关助剂的合理使用制得的阻燃高光ABS合金具有突出的阻燃性和外观。
2：本发明制得的阻燃高光ABS合金由于阻燃剂的添加，提高了材料的硬度，使耐刮擦性得到提高。
3：本发明提出的阻燃高光ABS合金的制备工艺简单、成本低廉，是应对欧盟强制执行EN60065的A11标准的好选择。
具体实施方式
本发明提供的一种阻燃高光ABS合金材料，其组成按重量配比为：SAN30-40％；PMMA 10-14％；ABS 12-34％；增韧剂8-12％；液体阻燃1-2.5％；固体阻燃剂16-18％；润滑剂1-2％。
其中，SAN选择通用级；PMMA选择通用级；ABS选择高抗冲级；固体阻燃剂选择溴氮型主阻燃剂溴代三嗪与辅助阻燃剂(三氧化二锑)按重量比以3∶1复配的方式组成；MBS选择C223A或EM500A；液体阻燃剂选择BDP(双酚A双(磷酸二苯酯)齐聚物)；润滑剂选择酰胺类润滑剂，如TAS-2A或EBS。
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述：在下列实施例的复合材料配方中，SAN选择奇美PN-138H或宁波LG甬兴80HF；ABS选择台化AG15A1或台湾奇美PN-757；PMMA选择台湾奇美CM-211或CM-207；MBS增韧剂选择日本三菱C223A或韩国LG化学EM500A；液体阻燃剂BDP选择江苏三角洲的牌号FRP-101或江苏资顺的牌号FRP-102；固体阻燃剂中主阻燃剂选择山东卫东的溴代三嗪(RDT-8)或江苏永信的溴代三嗪(SYF-3)，三氧化二锑选择湖南辰州锑品公司的环保型产品。
实施例1：
以重量百分比计，称取SAN 30％，ABS 34％，PMMA 10％，液体阻燃剂1％，增韧剂8％，固体复配阻燃剂16％，润滑剂1％。先将SAN、ABS，PMMA低速搅拌1-2分钟，然后加入液体阻燃剂搅拌2-3分钟，再加入润滑剂、固体阻燃剂和增韧剂充分搅拌，时间5-6分钟，混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：170℃；二区：190℃；三区：210℃；四区：180℃；机头：220℃；停留时间2min。压力为13MPa。
实施例2：
以重量百分比计，称取SAN 35％，ABS 23％，PMMA 12％，液体阻燃剂1.5％，增韧剂10％，固体复配阻燃剂17％，润滑剂1.5％。先将SAN、ABS，PMMA低速搅拌1-2分钟，然后加入液体阻燃剂搅拌2-3分钟，再加入润滑剂、固体阻燃剂和增韧剂充分搅拌，时间5-6分钟，混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：180℃；二区：200℃；三区：190℃；四区：190℃；机头：230℃；停留时间2min。压力为14MPa。
实施例3：
以重量百分比计，称取SAN 40％，ABS 12％，PMMA 14％，液体阻燃剂2％，增韧剂12％，固体复配阻燃剂18％，润滑剂2％。先将SAN、ABS，PMMA低速搅拌1-2分钟，然后加入液体阻燃剂搅拌2-3分钟，再加入润滑剂、固体阻燃剂和增韧剂充分搅拌，时间5-6分钟，混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：180℃；二区：210℃；三区：205℃；四区：200℃；机头：230℃；停留时间3min。压力为18MPa。
对比例1：
以重量百分比计，称取SAN 60％，液体阻燃剂2.5％，增韧剂16％，固体复配阻燃剂20％，润滑剂1.5％。将SAN和液体阻燃剂搅拌2-3分钟，再加入润滑剂、固体阻燃剂和增韧剂充分搅拌，时间5-6分钟，混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：175℃；二区：195℃；三区：220℃；四区：200℃；机头：230℃；停留时间3min。压力为17MPa。
对比例2：
以重量百分比计，称取PMMA 60％，液体阻燃剂2.5％，增韧剂16％，固体复配阻燃剂20％，润滑剂1.5％。先将PMMA和液体阻燃剂搅拌2-3分钟，再加入润滑剂、固体阻燃剂和增韧剂充分搅拌，时间5-6分钟，混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：175℃；二区：195℃；三区：215℃；四区：200℃；机头：225℃；停留时间3min。压力为16MPa。
对比例3：
以重量百分比计，称取SAN 30％，ABS 30％，PMMA 30％，增韧剂8％，润滑剂2％。先将SAN、ABS，PMMA低速搅拌1-2分钟，再加入润滑剂和增韧剂充分搅拌，时间5-6分钟，混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：170℃；二区：210℃；三区：220℃；四区：185℃；机头：230℃；停留时间2min。压力为15MPa。
性能测试：
拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：(176±2)(长)×(12.6±0.2)(端部宽度)×(3.05±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量按ASTM D-790标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(128±2)×(12.67±0.2)×(3.11±0.2)，弯曲速度为20mm/min；
悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(63±2)×(12.45±0.2)×(3.1±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为1.9mm；
铅笔硬度按GB/T6739-1996标准进行检验。载荷为9.8N。
阻燃按照UL-94标准测试。
实施例1-3及对比例1-3配方及性能见表1：
表1
| 组成(％) | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| SAN | 30 | 35 | 40 | 60 | 0 | 30 |
| ABS | 34 | 23 | 12 | 0 | 0 | 30 |
| PMMA | 10 | 12 | 14 | 0 | 60 | 30 |
| 增韧剂 | 8 | 10 | 12 | 16 | 16 | 8 |
| 液体阻燃剂 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 2.5 | 0 |
| 固体阻燃剂 | 16 | 17 | 18 | 20 | 20 | 0 |
| 润滑剂 | 1 | 1.5 | 2 | 1.5 | 1.5 | 2 |
| 缺口冲击强度(J/m) | 78 | 85 | 90 | 65 | 60 | 120 |
| 拉伸强度(MPa) | 50 | 48 | 46 | 58 | 60 | 55 |
| 断裂伸长率(％) | 20 | 28 | 35 | 16 | 15 | 45 |
| 弯曲强度(MPa) | 76 | 74 | 70 | 80 | 82 | 79 |
| 弯曲模量(MPa) | 2350 | 2300 | 2200 | 2450 | 2500 | 2400 |
| 铅笔硬度(Class) | H+ | H+ | H+ | H+ | H+ | H+ |
| 阻燃性(Class) | V1 | V0 | V0 | V0 | HB | HB |
| 外观(目测) | 高光泽 | 高光泽 | 高光泽 | 高光泽 | 高光泽 | 高光泽 |
上表的实施例与对比例的配方不同，性能差异较大。对比例1和2在辅料相同的情况下，SAN容易做到阻燃，而PMMA很难阻燃。实施例3的综合性能最好，阻燃V0、表面光亮，主要是控制了PMMA、SAN，ABS的比例，考虑到PMMA的易燃性，它的比例必须控制合适。阻燃高光ABS合金中，PMMA的含量在10-14％较佳，增韧剂的含量在10-12％最佳，而SAN尽量保持较高含量，即大于等于30％。对比例3是一种典型的普通高光ABS配方举例，高光表面但不阻燃，其它性能均是高光ABS的典型，但这种合金的致命缺点是易燃性，在应对欧盟强制标准EN60065的A11时难以满足，影响电视等家电的出口。以上实施例的配方设计思路可得到综合性能优异的高光阻燃ABS合金料，在满足阻燃的同时，满足高光表面要求，又得到平衡的力学性能，可在家电行业大力推广，也为应对欧盟强制标准EN60065的A11提供的新的选择。
以上对本发明所提供的一种阻燃高光ABS合金及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种阻燃高光ABS合金，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
其中，SAN为通用级，PMMA为通用级，ABS为高抗冲级，固体阻燃剂为溴氮型主阻燃剂与辅助阻燃剂三氧化二锑按重量比以2.5-3.5：1复配的方式组成；所述的阻燃高光ABS合金的制备过程包括以下步骤：
a：按上述重量配比称取SAN、ABS，PMMA低速搅拌1-2分钟；
b：向a步骤混合好的物料中加入液体阻燃剂搅拌2-3分钟；
c：向b步骤混合好的物料中按重量百分比加入润滑剂、固体阻燃剂和增韧剂充分搅拌，时间5-6分钟；
d：将c步骤混合好的物料投入双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度170-180℃，二区温度190-210℃，三区温度190-220℃，四区温度180-200℃，机头220-230℃，停留时间2-3min，压力为13-18MPa。
2.如权利要求1所述的阻燃高光ABS合金，其特征在于，所述的溴氮型主阻燃剂为溴代三嗪。
3.如权利要求1所述的阻燃高光ABS合金，其特征在于，所述的增韧剂为聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
4.如权利要求1所述的阻燃高光ABS合金，其特征在于，所述的液体阻燃剂为BDP。
5.如权利要求1所述的阻燃高光ABS合金，其特征在于，所述润滑剂为酰胺类润滑剂。
6.如权利要求1所述的阻燃高光ABS合金，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
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