CN103030919A

CN103030919A - 环保型abs阻燃母粒及其制备方法

Info

Publication number: CN103030919A
Application number: CN201210569962XA
Authority: CN
Inventors: 林士文; 黄宝奎; 胡付余; 叶晓光; 程庆
Original assignee: Jiangsu Kingfa New Material Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Kingfa New Material Co Ltd
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明提供一种环保型ABS阻燃母粒及其制备方法，该环保型ABS阻燃母粒按重量百分含量由以下组分组成：ABS树脂10%-30%；阻燃剂40%-60%；阻燃协效剂5%-15%；增韧剂10%-20%；填料0%-10%；加工助剂1%-5%，其制备方法为使用失重式计量称精确计量，多路加料的方式，该种加工方式具有生产环境清洁、劳动量低、阻燃剂浓度高以及生产稳定等优势。

Description

环保型ABS阻燃母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，具体是涉及一种环保型ABS阻燃母粒及其制备方法。

背景技术

ABS（丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）树脂是一种具有高强度、高韧性而又易于成型加工的一种高性能树脂，在汽车、家电、能源、蓄电池、净水器等行业都有着重要的应用。近年来，我国火灾及特大火灾的频繁发生使整个国家、社会的防火意识越来越强，因而对阻燃材料的推广及应用也越来越受到重视。ABS的氧指数很低，为18.3～20，属于易燃物质。ABS的阻燃通常以溴系阻燃剂复配三氧化二锑。随着欧洲环境法规RoHS和Reach等的实施，多溴联苯和多溴联苯醚等有可能引发癌症的物质的使用受到限制，因此迫切需要寻找一些环保型的阻燃剂代替多溴联苯和多溴联苯醚。

当前，阻燃ABS在生产加工过程中，通常采用将树脂、阻燃剂以及加工助剂一锅混后由双螺杆挤出造粒。由于阻燃剂，增韧剂，加工助剂，等粉体种类众多，因而在生产过程中，不但造成粉尘飞扬，现场环境恶劣；在生产过程中，需要按比例对多种物料进行分称，大大增加了工人劳动量；此外，当粉体含量较高时，会造成生产过程中双螺杆挤出机喂料困难，下料口返料等情况，造成生产效率大大降低，所以先将阻燃剂浓缩于母粒中，再用于生产中，具有重要的意义。

生产阻燃ABS母粒，通常也采用一锅混的方式，即将基体树脂、阻燃剂、加工助剂全部加入高混机混匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒，一锅混的生产方式生产阻燃ABS母粒，由于既包含树脂颗粒，也包含多种粉体，且粉体含量极高，远高于粒料的含量，容易造成粒料与粉体分层，同时由于各种粉体粘度、堆积密度相差甚大，容易造成物料团聚，混合不均匀，容易出现下料过程分层等现象，造成生产的产品波动性较大。

中国专利CN 101948605A将树脂与阻燃剂混合均匀后直接加入双螺杆挤出机中，即通常所称的一锅混的方法，其加工方法为：a)按质量份数配比称取载体树脂和阻燃剂，混合均匀；b)按质量份数配比称取硬脂酸锌与a中混合料，混合均匀；c)将b中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒得到阻燃母粒，中国专利CN 1908062A，一种无卤低烟阻燃ABS功能母粒及加工工艺，先将无机阻燃剂和助剂放入高速搅拌混合机内搅拌均匀，然后将ABS粉、SAN粉与无机阻燃剂在混合机内混合均匀，混合完全后，使用双螺杆挤出机造粒。该专利加工过程分成两步投料，仍然只使用高混机加料，也是一锅混的方法。

一锅混的方式生产阻燃ABS母粒，生产效率较低，劳动量大，而且生产的产品性能波动很大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种环保型ABS阻燃母粒及其制备方法，具有环保、生产效率高，劳动量较小，生产产品性能稳定等多重优点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种环保型ABS阻燃母粒，按重量百分含量由以下组分组成：

作为本发明的进一步改进，所述ABS树脂为由乳液法生产的ABS树脂和本体法生产的ABS树脂中的一种，其中，丙烯腈（SAN）的百分比含量为20%-30%，丁二烯的百分比含量为10%-20%，苯乙烯的百分比含量为50%-70%。

作为本发明的进一步改进，所述阻燃剂为溴系阻燃剂，所述溴系阻燃剂为溴代三嗪、十溴二苯乙烷、四溴双酚A和低分子溴化环氧中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述阻燃协效剂为锑的氧化物。

作为本发明的进一步改进，所述锑的氧化物为三氧化二锑。

作为本发明的进一步改进，所述增韧剂为氯化聚乙烯（CPE）和高胶粉中一种。

作为本发明的进一步改进，所述填料为硫酸钡和滑石粉中的一种，其粒径为1000目-5000目。

作为本发明的进一步改进，所述加工助剂包括抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂和白矿油，所述抗氧剂为受阻酚酚类抗氧剂和磷酸脂类抗氧剂中的至少一种，所述润滑剂为内润滑剂亚乙基双硬脂酸酰胺（EBS）和外润滑剂硬脂酸锌中的至少一种，所述抗滴落剂为高分子量的聚四氟乙烯，其分子量为400万-800万，所述白矿油的相对密度在0.76 g/cm³-0.78g/cm³，闪点为130℃-200℃。

一种环保型ABS阻燃母粒的制备方法，包括如下步骤：

a、按质量百分比含量配比称取各组分；

b、将步骤a中称取的各组分分成若干路组料，先将含有ABS树脂的一路组料投入高速混合机，混合均匀后再投于失重式计量称精确计量，其他各路组料直接投入失重式计量称精确计量；

c、将步骤b中各路组料由其失重式计量称精确计量的下料斗导入双螺杆挤出机，经熔融塑化后挤出、冷却、风干、造粒，得到阻燃ABS母粒，双螺杆挤出机的加工工艺如下：加工温度为180℃-220℃，螺杆转速为300 r/min -600r/min。

作为本发明的进一步改进，步骤b中分成的若干路组料如下：将ABS树脂和加工助剂由高速混合机混合均匀后投于一个失重式计量称喂料，将阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂和填料分别由单独的失重式计量称单独喂料。

本发明的有益效果是：本发明提供一种环保型ABS阻燃母粒及其制备方法，与现有技术相比，本发明制备阻燃ABS母粒，具有如下的优势：

1、使用十溴二苯乙烷、溴化三嗪、溴化环氧、四溴双酚A等环保溴系阻燃剂代替多溴联苯和多溴联苯醚，非常环保。

2、由失重式计量称精确计量，下料稳定，避免了混料不均匀、粒料粉体分层等现象，生产产品性能更加稳定；

3、减少工人劳动量，减少了大量分称，而只需将成包物料投入储料仓即可，当使用1T左右的大包装原料时，其优势更加明显；

4、提高生产效率，对于机器型号为65D的双螺杆挤出机，其产量可达到kg/h 600-800kg/h，对于机器型号为75D的双螺杆挤出机，其产量可达到1000 kg/h -1200kg/h。

具体实施方式

下面通过实施例来说明本发明的效果，但这些实施例并不限制本发明的范围或采用其他配方得到本发明的环保型阻燃ABS母粒。

本发明的材料由以下组分组成：

组分A-1：悬浮法ABS，其中丙烯腈（SAN）的含量为20%-30%，丁二烯的含量为10%-20%，苯乙烯的百分含量为50%-70%；

组分A-2：本体法ABS，其中丙烯腈（SAN）的含量为20%-30%，丁二烯的含量为10%-20%，苯乙烯的百分含量为50%-70%；

组分B-1：四溴双酚A，熔点约为180℃，溴含量约为58%；

组分B-2：溴代三嗪为：熔点约为220℃，溴含量约为67%；

组分B-3：十溴二苯乙烷：熔点约为345℃，溴含量约为82%;

组分B-4：低分子溴化环氧，分子量为100-5000，熔点为100℃-150℃，溴含量为50%-70%；

组分C：三氧化二锑；

组分D-1：高胶粉；

组分D-2：氯化聚乙烯；

组分E-1：沉淀法硫酸钡，3000目；

组分E-2：3000目滑石粉；

组分F-1：抗氧剂1010；

组分F-2：抗氧剂168；

组分G-1：亚乙基双硬脂酸酰胺（EBS）；

组分G-2：脂酸锌（ZNST）；

组分H：抗滴落剂，分子量为400万-800万；

组分I：白矿油。

各实施例配比如下表1。

表1 实施例1-6组分及百分比含量

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							组分A-1	15	28.5		16.5		27.5
组分A-1			13.5		13.5
							组分B-2	60	20		20		40
组分B-3			20	10
							组分B-4			30			8
组分B-1		30		20	50
							组分C	5	10	15	12	15	13
组分D-2		10		20
							组分D-1	10		10		15	10
组分E-1	10				5
							组分E-2			10
组分F-1	0.35	0.1		0.2	0.2	0.2
							组分F-2		0.2	0.3	0.25	0.25	0.15
组分G-1	0.5	0.25	0.25		0.5	0.1
							组分G-2		0.3	0.3	0.5	0.8	0.4
组分H		0.15	0.15	0.15	0.2	0.15
							组分I	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1

实施例1

按照表1所示比例备料，将ABS和加工助剂等粉体含量较低的粉体由高速混合机混合均匀后投于1#称，将阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂及填料按表2所示各路组料分别由单独的失重式计量称单独喂料。设定相对应的比例，使失重式计量称按比例多路加料，从下料斗中进入双螺杆挤出机，经熔融塑化后挤出、冷却、风干、切粒，从而得到阻燃ABS母粒。

表2 各路组料

称号	1#称	2#称	3#称	4#称	5#称
						物料	混合料	溴代三嗪	三氧化二锑	高胶粉	硫酸钡

实施例2

按照表1所示比例备料，将ABS和加工助剂等粉体含量较低的粉体由高速混合机混合均匀后投于1#称，将阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂及填料按表3所示各路组料分别由单独的计量称单独喂料。设定相对应的比例，使计量称按比例多路加料，从下料斗中进入双螺杆挤，塑化后挤出、冷却、风干、切粒，从而得到阻燃ABS母粒。

表3各路组料

称号	1#称	2#称	3#称	4#称	5#称
						物料	混合料	溴代三嗪	三氧化二锑	氯化聚乙烯	四溴双酚A

实施例3

按照表1所示比例备料，将ABS和加工助剂等粉体含量较低的粉体由高速混合机混合均匀后投于1#称，将阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂及填料按表4所示各路组料分别由单独的计量称单独喂料。设定相对应的比例，使计量称按比例多路加料，从下料斗中进入双螺杆挤，塑化后挤出、冷却、风干、切粒，从而得到阻燃ABS母粒。

表4 各路组料

实施例4

表5 各路组料

实施例5

按照表1所示比例备料，将ABS和加工助剂等粉体含量较低的粉体由高速混合机混合均匀后投于1#称，将阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂及填料按表6所示分别由单独的一个计量称单独喂料。设定相对应的比例，使计量称按比例多路加料，从下料斗中进入双螺杆挤，塑化后挤出、冷却、风干、切粒，从而得到阻燃ABS母粒。

表6 各路组料

称号	1#称	2#称	3#称	4#称	5#称
						物料	混合料	四溴双酚A	三氧化二锑	高胶粉	硫酸钡

实施例6

按照表1所示比例备料，将ABS和加工助剂等粉体含量较低的粉体由高速混合机混合均匀后投于1#称，将阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂及填料按表7所示各路组料分别由单独的计量称单独喂料。设定相对应的比例，使计量称按比例多路加料，从下料斗中进入双螺杆挤，塑化后挤出、冷却、风干、切粒，从而得到阻燃ABS母粒。

表7 各路组料

称号	1#称	2#称	3#称	4#称	5#称
						物料	混合料	溴代三嗪	三氧化二锑	高胶粉	溴化环氧

将所制得的阻燃ABS母粒按10%-40%的比例与纯ABS混合可制得不同阻燃级别的阻燃ABS，包括0.8mm，1.6mm，2.0mm，2.5mm，3.0mm，3.2mm等不同厚度阻燃样条UL94 V-1，V-0，5VA，5VB的阻燃等级。

使用阻燃ABS母粒和ABS来生产阻燃ABS，可解决生产现场粉尘飞扬的问题，改善现场环境，减少工人劳动量，同时提高生产效率，因而制备阻燃ABS母粒对于阻燃ABS生产的精细化高效化生产具有重要意义。

Claims

1.一种环保型ABS阻燃母粒，其特征在于：按重量百分含量由以下组分组成：

2.根据权利要求书1 所述的环保型ABS阻燃母粒，其特征在于：所述ABS树脂为由乳液法生产的ABS树脂和本体法生产的ABS树脂中的一种，其中，丙烯腈（SAN）的百分比含量为20%-30%，丁二烯的百分比含量为10%-20%，苯乙烯的百分比含量为50%-70%。

3.根据权利要求书1 所述的环保型ABS阻燃母粒，其特征在于：所述阻燃剂为溴系阻燃剂，所述溴系阻燃剂为溴代三嗪、十溴二苯乙烷、四溴双酚A和低分子溴化环氧中的至少一种。

4.根据权利要求书1 所述的环保型ABS阻燃母粒，其特征在于：所述阻燃协效剂为锑的氧化物。

5.根据权利要求书4所述的环保型ABS阻燃母粒，其特征在于：所述锑的氧化物为三氧化二锑。

6.根据权利要求书1 所述的环保型ABS阻燃母粒，其特征在于：所述增韧剂为氯化聚乙烯（CPE）和高胶粉中一种。

7.根据权利要求书1 所述的环保型ABS阻燃母粒，其特征在于：所述填料为硫酸钡和滑石粉中的一种，其粒径为1000目-5000目。

8.根据权利要求书1 所述的环保型ABS阻燃母粒，其特征在于：所述加工助剂包括抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂和白矿油，所述抗氧剂为受阻酚酚类抗氧剂和磷酸脂类抗氧剂中的至少一种，所述润滑剂为内润滑剂亚乙基双硬脂酸酰胺（EBS）和外润滑剂硬脂酸锌中的至少一种，所述抗滴落剂为高分子量的聚四氟乙烯，其分子量为400万-800万，所述白矿油的相对密度在0.76 g/cm³-0.78g/cm³，闪点为130℃-200℃。

9.一种如权利要求书1 所述的环保型ABS阻燃母粒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、按质量百分比含量配比称取各组分；

10.根据权利要求9所述的环保型ABS阻燃母粒的制备方法，其特征在于：步骤b中分成的若干路组料如下：将ABS树脂和加工助剂由高速混合机混合均匀后投于一个失重式计量称喂料，将阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂和填料分别由单独的失重式计量称单独喂料。