CN103509312A - 阻燃abs材料 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种改善ABS材料易燃性的改性ABS材料及其制备方法。ABS树脂是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，具有表面硬度高、坚韧、耐低温冲击性好、耐蠕变性好、尺寸稳定性好、成型收缩率小等优异性能，但其氧指数仅18.33～20(<21)，属于易燃材料，这已成为ABS树脂进一步推广应用和发展的一大障碍。因此ABS的阻燃是必不可少的改性。本发明能够明显提高ABS材料的阻燃性能，使其阻燃等级达到V0。
Description
技术领域
本发明属ABS材料生产技术领域, 具体说是一种改善ABS原有不足，使其具有阻燃性能的改性ABS材料及其制备方法。
背景技术
ABS树脂，英文名称：Acrylonitrile butadiene Styrene,缩写名称ABS。结构式如下所示：
ABS树脂是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，三种聚合物协同作用，所以具有表面硬度高、坚韧、耐低温冲击性好、耐蠕变性好、尺寸稳定性好、成型收缩率小等优异性能，但其氧指数仅18.33～20 (< 21 )，属于易燃材料，这已成为ABS树脂进一步推广应用和发展的一大障碍。
随着科技进步和生活质量的提高，人们安全意识越来越强，国内外对汽车、建筑、家用电器、办公用品等方面使用的塑料材料提出了严格的防火阻燃要求，制定了相应的技术标准与规范。为此，研究和开发ABS阻燃新技术已显得十分重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善ABS材料易燃性的改性ABS材料及其制备方法。
阻燃性ABS材料由下列重量比原料组成：
ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物原料：80~120
十溴二苯乙烷：8.8~9.2
分散润滑剂：7.3~7.7
抗氧剂：0.8~1.2
着色剂：0.6~1.0
抗滴落剂：1.3~1.7
偶联剂：1.3~1.7
三氧化二锑：2.3~2.7
三水合氢氧化铝:5.8~6.2
紫外光吸收剂：3.8~4.2
光稳定剂 ：3.8~4.2
本发明所述的分散剂为TAS-2A；抗氧剂为乙烯- 辛烯的共聚物；偶联剂为硅烷、钛酸酯或磷酸酯中的一种或者多种; 紫外光吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
本发明所述的三水合氢氧化铝: 阻燃ABS的研究中，采用溴类的阻燃剂虽然添加量少，阻燃效果好，但在燃烧时冒黑烟，且有许多黑色的扬灰，对环境带来严重的污染。因此在使用溴类阻燃体系时，最好同时加入抑烟剂,阻燃体系中引入三水合氢氧化铝以后，不仅提高了体系的阻燃效果，同时有效地抑制了体系燃烧时产生的大量烟雾。这一结果是由于三水合氢氧化铝含有 34．6 %的键合水，受热后会释放出大量水蒸气，起到了降温作用。在燃源和基材间形成不燃屏障，起到了阻燃的作用。
该阻燃性ABS材料的制备方法，包括下列步骤：先将上述各种原料在高速混合器中干混3-5 分钟，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒、包装成品即可；其中，双螺杆挤出机一区温度为90-100℃，二区为150-180℃，三区为200-210℃，四区为200-205℃ ；五区为190-200℃，停留时间为1-2 分钟，压力为10-15Mpa。
本发明所得ABS阻燃性材料的力学性能能够达到使用标准，并且能够极大提高ABS材料的阻燃性能，使ABS材料在使用时提高安全性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的说明，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
实施例1：
（1）按重量比分分别称取各原料如下：
ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物原料：100
十溴二苯乙烷：9.0
分散润滑剂(TAS-2A)：7.5
抗氧剂（乙烯-辛烯的共聚物）：1.0
着色剂：0.8
抗滴落剂：1.5
钛酸酯偶联剂：1.5
三氧化二锑：2.5
三水合氢氧化铝:6.0
紫外光吸收剂（2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮）：4.0
光稳定剂 ：4.0
（2）先将上述各种原料在高速混合器中干混3-5分钟，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒、包装成品即可；其中，双螺杆挤出机一区温度为90-100℃，二区为150-180℃，三区为200-210℃，四区为200-205℃ ；五区为190-200℃，停留时间为1-2 分钟，压力为10-15Mpa。
实验结果：
| 特性参数 | 测试标准 | 性能指标 | ABS |
| 1 密度 g/cm3 | ASTM/D 792 | / | 1.05 |
| 2 熔融指数 g/10min | ASTM/D 1238 | / | 18.0 |
| 3 拉伸强度 MPa | ASTM/D 638 | / | 45.0 |
| 4断裂伸长率 % | ASTM/D 638 | / | 25.5 |
| 5 弯曲强度 MPa | ASTM/D 790 | / | 68 |
| 6弯曲模量MPa | ASTM/D 790 | / | 2400 |
| 7悬臂梁缺口冲击强度J/m | ASTM/D 256 | / | 215.0 |
| 8热变形温度 oC | ASTM/D 648 | / | 85 |
| 9 阻燃等级 | UL-94 | / | V0 |
上述实验结果表明，ABS高阻燃性材料的阻燃性能得到极为明显的改善和提高，阻燃等级达到V0级别，并且其余力学性能也得到提升和改善。
实施例2：
（1）按重量比分分别称取各原料如下：
ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物原料：80
十溴二苯乙烷：8.8
分散润滑剂(TAS-2A)：7.3
抗氧剂（乙烯-辛烯的共聚物）：0.8
着色剂：0.6
抗滴落剂：1.3
钛酸酯偶联剂：1.3
三氧化二锑：2.3
三水合氢氧化铝:5.8
紫外光吸收剂（2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮）：3.8
光稳定剂 ：3.8
（2）先将上述各种原料在高速混合器中干混3-5 分钟，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒、包装成品即可；其中，双螺杆挤出机一区温度为90-100℃，二区为150-180℃，三区为200-210℃，四区为200-205℃ ；五区为190-200℃，停留时间为1-2 分钟，压力为10-15Mpa。
实验结果：
| 特性参数 | 测试标准 | 性能指标 | ABS |
| 1 密度 g/cm3 | ASTM/D 792 | / | 0.99 |
| 2 熔融指数 g/10min | ASTM/D 1238 | / | 20.0 |
| 3 拉伸强度 MPa | ASTM/D 638 | / | 43.0 |
| 4断裂伸长率 % | ASTM/D 638 | / | 27.2 |
| 5 弯曲强度 MPa | ASTM/D 790 | / | 69 |
| 6弯曲模量MPa | ASTM/D 790 | / | 2472 |
| 7悬臂梁缺口冲击强度J/m | ASTM/D 256 | / | 214.0 |
| 8热变形温度 oC | ASTM/D 648 | / | 82 |
| 9 阻燃等级 | UL-94 | / | V0 |
上述测试结果表明，ABS材料的阻燃性能得到明显的改善和提高，达到V0等级。但是其热变形温度较实施例1为低。
实施例3：
（1）按重量比分分别称取各原料如下：
ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物原料：120
十溴二苯乙烷：9.2
分散润滑剂(TAS-2A)：7.7
抗氧剂（乙烯-辛烯的共聚物）：1.2
着色剂：1.0
抗滴落剂：1.7
钛酸酯偶联剂：1.7
三氧化二锑：2.7
三水合氢氧化铝: 6.2
紫外光吸收剂（2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮）：4.2
光稳定剂 ：4.2
（2）先将上述各种原料在高速混合器中干混3-5分钟，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒、包装成品即可；其中，双螺杆挤出机一区温度为90-100℃，二区为150-180℃，三区为200-210℃，四区为200-205℃ ；五区为190-200℃，停留时间为1-2 分钟，压力为10-15Mpa。
实验结果：
| 特性参数 | 测试标准 | 性能指标 | ABS |
| 1 密度 g/cm3 | ASTM/D 792 | / | 1.07 |
| 2 熔融指数 g/10min | ASTM/D 1238 | / | 23.1 |
| 3 拉伸强度 MPa | ASTM/D 638 | / | 47.0 |
| 4断裂伸长率 % | ASTM/D 638 | / | 24.3 |
| 5 弯曲强度 MPa | ASTM/D 790 | / | 65 |
| 6弯曲模量MPa | ASTM/D 790 | / | 2375 |
| 7悬臂梁缺口冲击强度J/m | ASTM/D 256 | / | 212.2 |
| 8热变形温度 oC | ASTM/D 648 | / | 79 |
| 9 阻燃等级 | UL-94 | / | V1 |
上述实验结果表明，ABS材料的阻燃性能得到较为明显的改善和提高，但是相对于实施例1和实施例2的配比，其阻燃性能和热变形温度等，都存在一定差距。
上述实施例为本发明的举例说明，并不用来限制本发明。通过上述实验表明，其中实施例1为最优重量比，通过本方法制造的高阻燃性ABS材料的熔融指数、热变形温度、成性收缩率和韧性等性能得到了明显改善。
本发明所述的阻燃性ABS材料，能够克服ABS原来存在的容易燃烧的不足，对于ABS材料的应用和进一步推广，具有十分重要的意义。也使得家用电器 、机械配件 、办公用品在使用时的安全系数得意提高。
Claims (5)
1.阻燃性ABS材料，其特征在于：由下列重量比原料组成，
ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物原料：80~120
十溴二苯乙烷：8.8~9.2
分散润滑剂：7.3~7.7
抗氧剂：0.8~1.2
着色剂：0.6~1.0
抗滴落剂：1.3~1.7
钛酸酯偶联剂：1.3~1.7
三氧化二锑：2.3~2.7
三水合氢氧化铝:5.8~6.2
紫外光吸收剂：3.8~4.2
光稳定剂 ：3.8~4.2。
2.根据权利要求1所述的阻燃性ABS材料，其特征在于：最优重量比原料组成为：
ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物原料：100
十溴二苯乙烷：9.0
分散润滑剂：7.5
抗氧剂：1.0
着色剂：0.8
抗滴落剂：1.5
钛酸酯偶联剂：1.5
三氧化二锑：2.5
三水合氢氧化铝:6.0
紫外光吸收剂：4.0
光稳定剂 ：4.0。
3.根据权利要求1所述的阻燃性ABS材料，其特征在于：本发明所述的分散剂为TAS-2A；抗氧剂为乙烯- 辛烯的共聚物；偶联剂为硅烷、钛酸酯或磷酸酯中的一种或者多种; 紫外光吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
4.根据权利要求1所述的阻燃性ABS材料，其特征在于：制备方法为，先将上述各种原料在高速混合器中干混3-5 分钟，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、冷却、切粒、包装成品即可；其中，双螺杆挤出机一区温度为90-100℃，二区为150-180℃，三区为200-210℃，四区为200-205℃；五区为190-200℃，停留时间为1-2分钟，压力为10-15Mpa。
5.根据权利要求1所述的阻燃性ABS材料，其特征在于：本发明所述的阻燃ABS材料其阻燃等级能够达到V0等级。
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