CN102604251A - 一种阻燃aes材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种阻燃aes材料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃AES材料及其制备方法与应用，该阻燃AES材料是由11-24％的AES、50-65％的AS、12-20％的溴系阻燃剂、3-8％的锑系阻燃剂、0.1-1.5％的防滴落剂、0.5-1.5％的润滑剂、0.3-1％的抗氧剂和0.1-2％的光稳定剂制备得到，所述的溴系阻燃剂优选3(3-溴苯基)氰尿酸酯和/或四溴双酚A基环氧树脂。本发明的阻燃AES材料具有良好的耐候性、均衡的机械性能，以及优异的阻燃效果，拓展了AES材料的应用领域；本发明的制备方法可操作性强，易于实施。

Description

一种阻燃AES材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及改性塑料领域，具体涉及一种阻燃AES材料及其制备方法与应用。
背景技术
AES树脂又称EPSAN树脂，是三元乙丙橡胶与苯乙烯、丙烯腈的接枝共聚物。AES树脂最早由美国Copolymer-Ruber公司于1970年实现工业化生产，日本出光石油化学公司、UMG、JSR公司和德国Bayer公司等也有生产。
同ASA、ACS一样，AES也是针对ABS耐候性差而开发的一种苯乙烯系增韧树脂。AES是用EPDM橡胶做增韧剂，该橡胶是乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物，双键极少，故AES耐候性相比于ABS要好4-8倍。AES的热稳定性、吸水率和冲击强度均优于ABS树脂，其它性能与ABS相当。
由于有较好的综合性能及优异的耐候性，AES广泛地应用于汽车配件、渔业和农用周转箱，在门窗、广告牌等室外用品中也有一定的应用。
但是，AES树脂属易燃材料，阻燃级别只能达到UL94-HB，用于电子产品外壳或户外用品时，有安全隐患。因此，制备出一种既能保持其均衡的机械性能及优异的耐候性，又具有阻燃性的AES材料是十分必要的。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种具有优异的耐候性、均衡的机械性能以及良好阻燃性的AES材料。
本发明的另一个目的在于提供上述阻燃AES材料的制备方法。
本发明的再一个目的在于提供上述阻燃AES材料的用途。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种阻燃AES材料，由以下质量百分比的成分制备得到：
三元乙丙橡胶-苯乙烯-丙烯腈三元接枝共聚物(AES)：11-24％
苯乙烯-丙烯腈二元共聚物：                      50-65％
溴系阻燃剂：            12-20％
锑系阻燃剂：            3-8％
防滴落剂：              0.1-1.5％
润滑剂：                0.5-1.5％
抗氧剂：                0.3-1％
光稳定剂：              0.1-2％。
所述苯乙烯-丙烯腈二元共聚物的熔融指数(230℃/3.8kg)为5-15g/10min；
所述的溴系阻燃剂优选3(3-溴苯基)氰尿酸酯和/或四溴双酚A基环氧树脂；
所述的锑系阻燃剂为三氧化二锑、五氧化二锑或锑酸钠中的一种以上；
所述的防滴落剂为苯乙烯-丙烯腈树脂包覆聚四氟乙烯；
所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁或季戊四醇硬脂酸酯中的一种以上；
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂；
所述的光稳定剂为苯并三唑类光吸收剂和/或受阻胺类光稳定剂；
所述的阻燃AES材料还可包括其它着色剂、填料等。
上述阻燃AES材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将AES与苯乙烯-丙烯腈二元共聚物混合，然后再加入溴系阻燃剂、锑系阻燃剂、防滴落剂、润滑剂、抗氧剂及光稳定剂混合；
(2)将步骤(1)混合好的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出、拉条、水冷、切粒后得到阻燃AES材料。
步骤(1)中所述的混合是在高速混合器中混合2-5分钟；
步骤(2)中，所述挤出的温度为80-210℃；优选地，各螺筒温度为：一区温度80℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度200℃，五区温度200℃，六区温度200℃，七区温度200℃，八区温度200℃，九区温度200℃，十区温度200℃，机头温度210℃。
与现有技术相比，本发明所制备的阻燃AES材料具有优异的阻燃性能及均衡的流动性、力学性能，同时，优秀的耐候性也得以保持，制备工艺简单、操作容易，可广泛地应用于有阻燃、耐候以及韧性等方面要求的电子电器外壳、汽车配件及户外用品等。
本发明比较了几种常用的溴系阻燃剂，发现分子量较高的3(3-溴苯基)氰尿酸酯和四溴双酚A基环氧树脂的添加相对于较低分子量的四溴双酚A，对耐候效果的影响更小。这可能是因为前两种阻燃剂相对后者的稳定性更好有关，3(3-溴苯基)氰尿酸酯及四溴双酚A基环氧树脂的初始热分解温度都在300℃以上，而四溴双酚A在244℃左右即有5％左右分解。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明的阻燃AES材料具有良好的耐候性、均衡的机械性能，以及优异的阻燃效果，拓展了AES材料的应用领域。
(2)本发明的制备方法可操作性强，易于实施。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于质量，除非特别说明。
所采用原料的成分和来源分别如下：
三元乙丙橡胶-苯乙烯-丙烯腈三元接枝共聚物(AES)的橡胶含量为65％，金发科技股份有限公司有售；
苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS)选用苯乙烯含量为60-75％、丙烯腈含量为25％-40％的树脂，购自韩国锦湖；
四溴双酚A(TBBPA)型阻燃剂购自深圳市曙华盈科化工有限公司；
溴系阻燃剂3(3-溴苯基)氰尿酸酯(TBM)，购自以色列死海溴公司；
溴系阻燃剂四溴双酚A基环氧树脂(MBEO)，购自韩国WOOJIN；
锑系阻燃剂为Sb2O3，购自华昌锑业公司；
防滴落剂为苯乙烯-丙烯腈树脂包覆的四氟乙烯，购自广州熵能有限公司；
润滑剂选用乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)，购自北京实达丰商贸有限公司；
抗氧剂选用上海汽巴精化公司生产的抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比1∶2复配而成的混合物；
光稳定剂选用上海汽巴精化公司生产的苯并三唑类光吸收剂Tinuvin P和受阻胺类光稳定剂770，按重量比1∶1复配而成的混合物。
实施例和对比例中产品性能测试方法如表1所示：
表1性能测试方法
Figure BDA0000142955020000031
Figure BDA0000142955020000041
实施例1-6和对比例1-2
一种阻燃AES材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按表2的配比称取各成分。
(2)将AES与AS在高速混合器中预混2-5分钟，然后再加入溴系阻燃剂、锑系阻燃剂、防滴落剂、润滑剂、抗氧剂及光稳定剂，再混合2-5分钟，得到混合好的原料；
(3)将混合好的原料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出、拉条、水冷、切粒，得到阻燃AES材料；其中，双螺杆挤出机的长径比为40∶1；螺筒温度设定为：一区温度80℃，二区温度200℃，三区温度210℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度210℃，七区温度210℃，八区温度210℃，九区温度210℃，十区温度210℃，机头温度220℃；螺杆转速为450转/分钟。
表2各实施例和对比例中阻燃AES材料的配方(wt％)
Figure BDA0000142955020000042
将上述各例所制得的共混物先按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，然后按上述表1所示的测试标准进行各性能测试；各例试样的性能测试数据如表3所示。
表3各例试样的性能测试数据
Figure BDA0000142955020000051
在上述表2和表3中，对比例1是普通AES材料，性能比较均衡，但阻燃效果很差；对比例2是在普通AES材料中添加四溴双酚A(TBBPA)型阻燃剂，阻燃效果好，但耐候性受到了较大的影响；实施例1-6显示，通过添加合适种类及合适配比的阻燃剂，AES材料具有优异的阻燃性能及均衡的流动性、力学性能，同时，优秀的耐候性也得以保持。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃AES材料，其特征在于是由以下质量百分比的成分制备得到：
三元乙丙橡胶-苯乙烯-丙烯腈三元接枝共聚物：11-24％
苯乙烯-丙烯腈二元共聚物：            50-65％
溴系阻燃剂：                         12-20％
锑系阻燃剂：                         3-8％
防滴落剂：                           0.1-1.5％
润滑剂：                             0.5-1.5％
抗氧剂：                             0.3-1％
光稳定剂：                           0.1-2％；
所述的溴系阻燃剂优选3(3-溴苯基)氰尿酸酯和/或四溴双酚A基环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的阻燃AES材料，其特征在于：所述的锑系阻燃剂为三氧化二锑、五氧化二锑或锑酸钠中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的阻燃AES材料，其特征在于：所述的防滴落剂为苯乙烯-丙烯腈树脂包覆聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的阻燃AES材料，其特征在于：所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁或季戊四醇硬脂酸酯中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的阻燃AES材料，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
6.根据权利要求1所述的阻燃AES材料，其特征在于：所述的光稳定剂为苯并三唑类光吸收剂和/或受阻胺类光稳定剂。
7.权利要求1-6任一项所述的阻燃AES材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶-苯乙烯-丙烯腈三元接枝共聚物与苯乙烯-丙烯腈二元共聚物混合，然后再加入溴系阻燃剂、锑系阻燃剂、防滴落剂、润滑剂、抗氧剂及光稳定剂混合；
(2)将步骤(1)混合好的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出、拉条、水冷、切粒后得到阻燃AES材料。
8.根据权利要求7所述的阻燃AES材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的混合是在高速混合器中混合2-5分钟；
步骤(2)中，所述挤出的温度为80-210℃。
9.根据权利要求7所述的阻燃AES材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的双螺杆挤出机各螺筒温度为：一区温度80℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度200℃，五区温度200℃，六区温度200℃，七区温度200℃，八区温度200℃，九区温度200℃，十区温度200℃，机头温度210℃。
10.权利要求1-6任一项所述的阻燃AES材料在电子电器外壳和汽车配件中的应用。
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