CN103160058A - 一种无卤阻燃abs树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无卤阻燃ABS树脂，由包含以下重量份的组分制成：ABS类树脂45-60份，改性聚苯醚类树脂15-25份，相容剂2-10份，磷系阻燃剂10-20份，辅助阻燃剂3-10份，抗氧剂0.2-0.5份，润滑剂0.2-1份。本发明还公开了该无卤阻燃ABS树脂的制备方法。本发明的无卤阻燃ABS树脂具有流动性好、易于加工、综合性能良好的特点，适用于挤出和注塑加工，对现有的阻燃ABS生产工艺无需大的调整即可投产，有利于节约成本。并且本发明的无卤阻燃ABS树脂具有燃烧生烟低、无卤环保、阻燃效果好等优点，在保证阻燃效果的前提下，也不降低材料的力学性能，性能优异，具有很好的推广应用前景和市场空间。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃ABS树脂技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃ABS树脂及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）是一种常见的通用树脂，具有综合性能优异、高尺寸稳定性、易电镀着色、易加工的特点，被广泛的应用于汽车、电子电器、军工、机械等行业，并且随着现代科技的发展，ABS的需求也在快速的增长，目前的产量排在树脂产量的第五位。虽然说ABS有很多的优点，但仍然存在一些缺陷，比如说阻燃性差，氧指数低，垂直燃烧仅为UL94标准的HB级。阻燃性差制约了ABS的发展，因为塑料易燃引发的火灾、导致火灾面积扩大、释放的毒气导致人员伤亡等事故比比皆是，因此阻燃ABS的研发成为了一大研究热点。经过多年的发展，阻燃ABS体系已经日趋成熟，卤-锑协效体系成为了阻燃ABS技术的一个经典案例。但随着世界各国对阻燃产品的环保要求越来越苛刻，溴系阻燃剂已被多个环保标准列入控制范围，随着各国法律法规的日益完善，迫切需要开发无卤阻燃ABS以替代普通有卤的阻燃级ABS，以目前的市场供应和研究成果来看，无卤阻燃ABS的需求将会越来越大。
由于ABS主分子链上不含氧元素，因此很难采用无卤阻燃技术，目前无卤阻燃ABS更多的采用合金的方式进行，如通过PC/ABS实现ABS的无卤阻燃。聚苯醚是另外一种高氧指数的聚合物，本身带有氧元素，其氧指数达到29，而其PS合金也达到了中等阻燃的性能，非常适合用于ABS无卤阻燃。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有阻燃ABS存在的问题而提供一种无卤阻燃ABS树脂，该无卤阻燃ABS树脂引入了聚苯醚作为协效阻燃聚合物，即为成炭剂，在保留了ABS本身特性的同时，还提高了ABS的阻燃性等特性。
本发明的另一目的是提供上述无卤阻燃ABS树脂的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种无卤阻燃ABS树脂，由包含以下重量份的组分制成：
ABS类树脂 45-60份，
改性聚苯醚类树脂 15-25份，
相容剂 2-10份，
磷系阻燃剂 10-20份，
辅助阻燃剂 3-10份，
抗氧剂 0.2-0.5份，
润滑剂 0.2-1份。
优选的，所述ABS类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物（ASA）中的一种或两种。
优选的,所述改性聚苯醚类树脂为高抗冲聚苯乙烯改性聚苯醚（mPPO）。
优选的，所述相容剂选自ABS接枝马来酸酐、苯乙烯接枝马来酸酐、苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物（SEBS-G）中的一种或几种。
优选的，所述磷系阻燃剂选自三苯基磷酸酯（TPP）、聚磷酸铵（APP）、间苯二酚双磷酸酯、双酚A磷酸酯齐聚物中的一种或几种。
优选的，所述辅助阻燃剂选自三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺、三聚氰胺尿酸盐中的一种或几种。
优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
优选的，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、N，N′-乙撑双硬脂酰胺（EBS）、聚乙烯蜡中的一种或几种。
一种无卤阻燃ABS树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：
按以下重量份称取各组分原料：ABS类树脂45-60份，改性聚苯醚类树脂15-25份，相容剂2-10份，磷系阻燃剂10-20份，辅助阻燃剂3-10份，抗氧剂0.2-0.5份，润滑剂0.2-1份；
首先将改性聚苯醚类树脂、磷系阻燃剂、辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合3-10min，混合均匀后，将ABS类树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入其中，混合3-10min；然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
优选的，所述双螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备，其长径比为20:1-60:1；螺杆各区的温度设置为190-270℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的无卤阻燃ABS树脂具有流动性好、易于加工、综合性能良好的特点，可适用于挤出和注塑加工，对现有的阻燃ABS生产工艺无需大的调整即可投产，有利于节约成本。并且本发明的无卤阻燃ABS树脂具有燃烧生烟低、无卤环保、阻燃效果好等优点，在保证阻燃效果的前提下，也不降低材料的力学性能，性能优异，具有很好的推广应用前景和市场空间。
具体实施方式
下面结合各实施例详细描述本发明。
实施例1
按照以下重量份称取各组分原料：
ABS（锦湖，750N） 45份，
mPPO（沙伯基，SE1X-701，HIPS改性） 25份，
磷系阻燃剂 间苯二酚双磷酸酯（大八，PX200）15份，
辅助阻燃剂 三聚氰胺 10份，
相容剂 SMA 3份，
相容剂 SEBS-G 2份，
抗氧剂1076 0.2份，
抗氧剂168 0.2份，
润滑剂 硬脂酸钙 1份；
首先将mPPO、磷系阻燃剂、辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合5min，混合均匀后，将ABS类树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入其中，混合7min；然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，螺杆各区的温度设置为210-260℃。产品的性能测试详见表1。
实施例2
按照以下重量份称取各组分原料：
ABS（锦湖，750N） 60份，
mPPO（沙伯基，SE1X-701，HIPS改性） 15份，
磷系阻燃剂 间苯二酚双磷酸酯（大八，PX200）10份，
辅助阻燃剂 三聚氰胺 8份，
相容剂 SMA 2份，
相容剂 SEBS-G 5份，
抗氧剂1076 0.1份，
抗氧剂168 0.2份，
润滑剂 硬脂酸 0.6份；
首先将mPPO、磷系阻燃剂、辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合10min，混合均匀后，将ABS类树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入其中，混合10min；然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机的长径比为20:1，螺杆各区的温度设置为210-260℃。产品的性能测试详见表1。
实施例3
按照以下重量份称取各组分原料：
ABS（锦湖，750N） 53份，
mPPO（沙伯基，SE1X-701，HIPS改性） 19份，
磷系阻燃剂 间苯二酚双磷酸酯（大八，PX200）20份，
辅助阻燃剂 三聚氰胺 5份，
相容剂 SEBS-G 3份，
抗氧剂1076 0.1份，
抗氧剂168 0.1份，
润滑剂 EBS 0.4份；
首先将mPPO、磷系阻燃剂、辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合3min，混合均匀后，将ABS类树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入其中，混合5min；然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机的长径比为60:1，螺杆各区的温度设置为210-260℃。产品的性能测试详见表1。
实施例4
按照以下重量份称取各组分原料：
ABS（锦湖，750N） 50份，
mPPO（沙伯基，SE1X-701，HIPS改性） 20份，
磷系阻燃剂 间苯二酚双磷酸酯（大八，PX200）14份，
辅助阻燃剂 三聚氰胺 6份，
相容剂 SMA 10份，
抗氧剂1076 0.1份，
抗氧剂168 0.3份，
润滑剂 聚乙烯蜡 0.4份；
首先将mPPO、磷系阻燃剂、辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合10min，混合均匀后，将ABS类树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入其中，混合10min；然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，螺杆各区的温度设置为210-260℃。产品的性能测试详见表1。
实施例5
按照以下重量份称取各组分原料：
ABS（锦湖，750N） 53份，
mPPO（沙伯基，SE1X-701，HIPS改性） 25份，
磷系阻燃剂 三苯基磷酸酯（大八，TPP） 14份，
辅助阻燃剂 三聚氰胺尿酸盐 6份，
相容剂 SEBS-G 2份，
抗氧剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 0.4份，
润滑剂 聚乙烯蜡 0.4份；
首先将mPPO、磷系阻燃剂、辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合10min，混合均匀后，将ABS类树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入其中，混合10min；然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，螺杆各区的温度设置为210-260℃。产品的性能测试详见表1。
实施例6
按照以下重量份称取各组分原料：
ASA（奇美，PW957） 60份，
mPPO（沙伯基，SE1X-701，HIPS改性） 18份，
磷系阻燃剂 双酚A磷酸酯齐聚物 (大八，CR-741) 12份，
辅助阻燃剂 聚磷酸三聚氰胺 5份，
相容剂 ABS-G 5份，
抗氧剂1076 0.1份，
抗氧剂168 0.1份，
润滑剂 EBS 0.4份；
首先将mPPO、磷系阻燃剂、辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合3min，混合均匀后，将ABS类树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入其中，混合5min；然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机的长径比为60:1，螺杆各区的温度设置为210-260℃。产品的性能测试详见表1。
将实施例1-6制备得到的产品进行性能测试，测试结果见表1。其中力学性能测试标准为ASTM，阻燃测试标准为UL94。
表1
通过表1中，本发明的无卤阻燃ABS树脂的相关性能参数可知，以mPPO作为成炭剂，利用磷系阻燃剂和辅助阻燃剂复配阻燃ABS可以达到无卤阻燃的目的，并且保持了ABS原有的特性，同时抑制生烟、提高耐热性，是一种良好的阻燃ABS材料。
实施例7
按照以下重量份称取各组分原料：
ABS 55份，
mPPO 22份，
磷系阻燃剂 聚磷酸铵APP 16份，
辅助阻燃剂 聚磷酸三聚氰胺 3份，
相容剂 苯乙烯接枝马来酸酐 6份，
抗氧剂 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 0.5份，
润滑剂 硬脂酸钙 0.2份；
首先将mPPO、磷系阻燃剂、辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合8min，混合均匀后，将ABS类树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入其中，混合3min；然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机的长径比为30:1；螺杆各区的温度设置为190-250℃。
实施例8
按照以下重量份称取各组分原料：
ABS 40份，
ASA 18份，
mPPO 24份，
磷系阻燃剂 双酚A磷酸酯齐聚物 18份，
辅助阻燃剂 三聚氰胺尿酸盐 7份，
相容剂 ABS接枝马来酸酐 8份，
抗氧剂1076 0.2份，
抗氧剂168 0.1份，
润滑剂 硬脂酸 0.8份；
首先将mPPO、磷系阻燃剂、辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合7min，混合均匀后，将ABS类树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入其中，混合8min；然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机的长径比为35:1；螺杆各区的温度设置为240-270℃。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种无卤阻燃ABS树脂，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
ABS类树脂 45-60份，
改性聚苯醚类树脂 15-25份，
相容剂 2-10份，
磷系阻燃剂 10-20份，
辅助阻燃剂 3-10份，
抗氧剂 0.2-0.5份，
润滑剂 0.2-1份。
2.如权利要求1所述的无卤阻燃ABS树脂，其特征在于，所述ABS类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的无卤阻燃ABS树脂，其特征在于,所述改性聚苯醚类树脂为高抗冲聚苯乙烯改性聚苯醚。
4.如权利要求1所述的无卤阻燃ABS树脂，其特征在于，所述相容剂选自ABS接枝马来酸酐、苯乙烯接枝马来酸酐、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的无卤阻燃ABS树脂，其特征在于，所述磷系阻燃剂选自三苯基磷酸酯、聚磷酸铵、间苯二酚双磷酸酯、双酚A磷酸酯齐聚物中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的无卤阻燃ABS树脂，其特征在于，所述辅助阻燃剂选自三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺、三聚氰胺尿酸盐中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的无卤阻燃ABS树脂，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的无卤阻燃ABS树脂，其特征在于，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、N，N′-乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的一种或几种。
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的无卤阻燃ABS树脂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
按以下重量份称取各组分原料：ABS类树脂45-60份，改性聚苯醚类树脂15-25份，相容剂2-10份，磷系阻燃剂10-20份，辅助阻燃剂3-10份，抗氧剂0.2-0.5份，润滑剂0.2-1份；
首先将改性聚苯醚类树脂、磷系阻燃剂、辅助阻燃剂加入高速搅拌机中混合3-10min，混合均匀后，将ABS类树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入其中，混合3-10min；然后通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
10.如权利要求9所述的无卤阻燃ABS树脂的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备，其长径比为20:1-60:1；螺杆各区的温度设置为190-270℃。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20130619 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |