CN102863734A - 阻燃abs复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及家用电器和消费电子用ABS材料技术领域,尤其是一种阻燃ABS复合物及其制备方法。本发明以ABS为基体,阻燃剂为溴系阻燃剂,三氧化二锑和MCA并用作为阻燃协效剂,PTFE为防滴落剂,ABS高胶粉作为增韧剂,1010、168为抗氧剂,EBS作为润滑剂,获得一种制备工艺简单、成本低、机械性能较好的阻燃ABS复合材料;本发明所采用MCA、抗氧剂、增韧剂等组分均为价廉易得的市售产品,产品的生产成本较低,在家用电器、消费电子等领域具有极为广泛的市场,适于规模化推广。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器和消费电子用ABS材料技术领域,尤其是一种阻燃ABS复合物及其制备方法。
背景技术
阻燃ABS所用的阻燃剂普遍采用溴系阻燃剂,是通过气相阻燃发挥作用的,但溴系阻燃剂阻燃效率低,往往采用溴系阻燃剂和三氧化二锑(Sb2O3)协效阻燃系统来工业化生产,其机理为:三氧化二锑与溴系阻燃剂分解产生的卤化氢作用,捕捉气相中产生的活泼自由基,改变气相反应模式,抑制燃烧的进行。由于三氧化二锑价格较高,生产商往往采用部分或全部替代三氧化二锑的方法来降低材料的生产成本。已获得成功应用的这类协效剂有:氧化铁、氧化锌、硼酸锌等,但这些替代品只能在某些聚合物中得到应用,且这些替代品在阻燃ABS中的阻燃协效效果不理想。因此,开发一种生产成本低、阻燃性能较好的ABS阻燃剂配方成为当前研究的重点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种阻燃ABS复合物及其制备方法,该阻燃ABS复合物中的阻燃剂阻燃效果较好、成本较低,该制备方法加工成型简单,所得ABS机械性能较好、表面光泽较高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种阻燃ABS复合物,其按重量百分比计,各组分配比如下:
所述溴系阻燃剂为溴代三嗪、溴化环氧、十溴二苯乙烷、四溴双酚A中的一种或其中两种的组合。
所述ABS为乳液聚合物或本体聚合物,其中苯乙烯含量30~65%,丙烯腈含量20~35%,丁二烯含量10~50%。
所述增韧剂为ABS高胶粉;抗氧剂1010为四[β-(3,5-二特丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,商品名Irganox 1010,瑞士汽巴精化公司生产;抗氧剂168为三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯,商品名Irganox 168,瑞士汽巴精化公司生产;润滑剂选用马来西亚棕榈公司的EBS。
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其具有如下步骤:
(1)按重量百分比计,将ABS 50~90%、溴系阻燃剂3~20%、三氧化二锑1~6%、MCA 1~10%、PTFE 0.1~1%、增韧剂2~15%、抗氧剂10100.1~1%、抗氧剂1680.1~1%和润滑剂0.1~1%精确称量后,在90~100℃预先干燥;
(2)将上述干燥后的物料加入高速混合机中干混1~4min,然后将混合物料加入双螺杆挤出机,将上述总的混合物料经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
本发明的阻燃ABS复合物采用德国Krauss Maffei公司的ZE 25A×36DUTX双螺杆挤出机生产,其各段参数设定如下:一区温度200~210℃,二区温度210~220℃,三区温度210~220℃,四区温度210~220℃,五区温度210~220℃,六区温度210~220℃,七区温度210~220℃,八区温度210~220℃,九区温度210~220℃,十区温度220℃,机头温度220℃,主机转速为280~330转/分钟。
溴锑阻燃协效的应用较为广泛,机理研究的也较多,但将MCA引入到含溴阻燃剂与三氧化二锑的协效体系中尚未见报道。本发明通过MCA与三氧化二锑并用作为溴系阻燃剂的协效阻燃剂,能提高阻燃ABS的阻燃效果,添加量小,可达到硼酸锌类阻燃协效剂未发现的明显阻燃效果,并且能够保持阻燃ABS的机械性能、加工流动性和表面光泽度。
有益效果:本发明以ABS为基体,溴系阻燃剂,三氧化二锑和MCA并用为阻燃协效剂,PTFE为防滴落剂,1010、168为抗氧剂,EBS作为润滑剂,ABS高胶粉作为增韧剂,获得一种制备工艺简单、成本低、机械性能较好的阻燃ABS复合材料。本发明所采用的MCA、抗氧剂、增韧剂等组分均为价廉易得的市售产品,产品的生产成本较低,在家用电器、消费电子等领域具有极为广泛的市场,适于规模化推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。所用物料中,ABS为上海高桥石化的ABS 8391;溴系阻燃剂选用溴代三嗪和溴化环氧,其中溴代三嗪选用江苏昊华的FR245,溴化环氧选用韩国宇进公司的CXB1020C;三氧化二锑选用湖南闪星公司生产的H1910;MCA由上海达沃公司提供;PTFE选用广州熵能公司的SN3300B7;增韧剂选用韩国锦湖公司的ABS高胶粉HRG181;硼酸锌选用山东淄博五维公司生产的硼酸锌。
实施例1
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其具有如下步骤:
(1)按重量百分比计,将ABS 71.4%,FR245 15%,三氧化二锑2.5%,MCA 2%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%精确称量后,在90~100℃预先干燥;
(2)将上述干燥后的物料加入高速混合机中干混1~4min,然后将混合物料加入双螺杆挤出机,然后将上述总的混合物料经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品;
所述复合物在双螺杆挤出机上的各段参数设定如下:一区温度200℃,二区温度220℃,三区温度220℃,四区温度220℃,五区温度220℃,六区温度220℃,七区温度220℃,八区温度220℃,九区温度220℃,十区温度220℃,机头220℃,主机转速为300转/分钟,产量约20kg/h。
实施例2
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 70.4%,FR24515%,三氧化二锑2.5%,MCA 3%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
实施例3
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 70.9%,FR245 15%,三氧化二锑2%,MCA 3%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
对比例1
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 71.9%,FR24515%,三氧化二锑4%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
对比例2
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 70.4%,FR24515%,三氧化二锑3.5%,硼酸锌2%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
对比例3
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 69.9%,FR24515%,三氧化二锑3%,硼酸锌3%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
实施例4
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 70.9%,CXB1020C 15%,三氧化二锑2%,MCA 3%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
实施例5
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 70.9%,CXB1020C 15%,三氧化二锑3%,MCA 2%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
实施例6
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 70.9%,CXB1020C 15%,三氧化二锑2.5%,MCA 2.5%,PTFE0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
对比例4
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 71.9%,CXB1020C 15%,三氧化二锑4%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
对比例5
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 70.9%,CXB1020C 15%,三氧化二锑4%,硼酸锌1%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
对比例6
一种阻燃ABS复合物的制备方法,其制备步骤同实施例一,配方为:ABS 70.9%,CXB1020C 15%,三氧化二锑3%,硼酸锌2%,PTFE 0.2%,增韧剂8%,抗氧剂10100.2%,抗氧剂1680.2%,润滑剂0.5%。
按上述方法将实施例和对比例所得粒子在90~100℃的烘箱中干燥3~6h,然后将干燥好的粒子在注射成型机上注射制样,模温控制在35~45℃。
拉伸性能测试按ISO527-2执行,试样尺寸为150×10×4mm,测试设备为台湾高铁公司的GT-TCS-2000型电子拉力机,拉伸速度为5mm/min;弯曲性能测试按ISO 178进行,试样尺寸为80×10×4mm,弯曲速度为3mm/min,跨距为64mm,测试设备为台湾高铁公司的GT-TCS-2000型电子拉力机;缺口冲击性能测试按ISO179执行,试样尺寸为80×10×4mm,测试设备为台湾高铁公司的GT-7045-MDH型悬臂梁测试仪。阻燃性能测试按UL94进行,试样尺寸分别为127×12.7×3.2mm,127×12.7×2mm,测试设备为美国ATLAS公司的HVUL2型水平垂直燃烧仪。各实施例和对比例的配方及性能比较见表1和2。
表1实施例1-3和对比例1-3的配方及性能比较
表2实施例4-6和对比例4-6的配方及性能比较
通过表1配方及各项性能数据可知,对于实施例1-3和对比例1,Sb2O3/MCA2.5/2、2.5/3、2/3份在阻燃性能上优于4份Sb2O3,可见,MCA可以部分替代三氧化二锑用于溴代三嗪FR245作为阻燃剂的阻燃ABS中,MCA能够替代2份Sb2O3,且MCA价格较低,大幅度降低阻燃ABS的成本,在机械性能上实施例1-3和对比例1相比影响不大。对于对比例2和对比例1,Sb2O3/硼酸锌3.5/2份在阻燃性能上可以替代4份Sb2O3,对于对比例3和对比例1,Sb2O3/硼酸锌3/3份在阻燃性能上不可以替代4份Sb2O3。可见,硼酸锌只能替代0.5份三氧化二锑,不能替代1份三氧化二锑,不能大幅度降低阻燃ABS的成本。
通过表2配方及各项性能数据可知,对于实施例4-6和对比例4,Sb2O3/MCA2/3、3/2、2.5/2.5份在阻燃性能上优于4份Sb2O3,可见,MCA可以部分替代三氧化二锑用于溴化环氧CXB1020C作为阻燃剂的阻燃ABS中,MCA能够替代2份Sb2O3,且MCA价格较低,大幅度降低阻燃ABS的成本,在机械性能上实施例4-6和对比例4相比影响也不大。对于对比例5与对比例4,Sb2O3/MCA4/1份在阻燃性能上与4份Sb2O3没有改善,对于对比例6与对比例4,Sb2O3/MCA3/2份在阻燃性能上要比4份Sb2O3差,可见,硼酸锌在阻燃性能上不可以替代1份Sb2O3用于溴化环氧CXB1020C作为阻燃剂的阻燃ABS中,不能大幅度降低阻燃ABS的成本。
可见,以溴代三嗪FR245或溴化环氧CXB1020C作为ABS阻燃剂时,MCA与三氧化二锑并用作为阻燃协效剂,阻燃效果很好,而且机械性能也能很好的保持,能够有效的替代三氧化二锑,由于MCA售价较低,用MCA替代三氧化二锑能达到降低成本的目的,而硼酸锌与三氧化二锑并用作为阻燃协效剂,在ABS阻燃性能上协同效果不明显;用于阻燃ABS配方中起不到替代三氧化二锑降低成本的目的。MCA价格远远低于三氧化二锑,从而采用本发明的配方能够制造出低成本且阻燃效果较好的ABS复合物产品,该产品在家用电器、消费电子等领域具有极为广泛的市场,极具市场竞争力。
Claims (4)
2.如权利要求1所述的阻燃ABS复合物,其特征是:所述ABS为乳液聚合物或本体聚合物,其中苯乙烯含量30~65%,丙烯腈含量20~35%,丁二烯含量10~50%;溴系阻燃剂为溴代三嗪、溴化环氧、十溴二苯乙烷、四溴双酚A中的一种或其中两种的组合。
3.如权利要求1所述的阻燃ABS复合物,其特征是:所述增韧剂为ABS高胶粉。
4.如权利要求1所述的阻燃ABS复合物的制备方法,其特征是:其具有如下步骤:
(1)按重量百分比计,将ABS 50~90%、溴系阻燃剂3~20%、三氧化二锑1~6%、MCA 1~10%、PTFE 0.1~1%、增韧剂2~15%、抗氧剂10100.1~1%、抗氧剂1680.1~1%和润滑剂0.1~1%精确称量后,在90~100℃预先干燥;
(2)将上述干燥后的物料加入高速混合机中干混1~4min,然后将混合物料加入双螺杆挤出机,将上述总的混合物料经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品;
所述双螺杆挤出机的各段参数设定如下:一区温度200~210℃,二区温度210~220℃,三区温度210~220℃,四区温度210~220℃,五区温度210~220℃,六区温度210~220℃,七区温度210~220℃,八区温度210~220℃,九区温度210~220℃,十区温度220℃,机头温度220℃,主机转速为280~330转/分钟。
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