CN103788569A - 一种安全帽用阻燃抗静电abs改性料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全帽用阻燃抗静电ABS改性料及其制备方法。ABS改性料由ABS树脂、相容剂、抗静电剂、复合阻燃剂和加工助剂组成。经双螺杆挤出机通过熔融、挤出、拉条、冷却、切粒，得到安全帽用阻燃抗静电ABS改性料。本发明的安全帽用阻燃抗静电ABS改性料，在保持持久的抗静电性能的基础上，确保了高分子抗静电剂的加入，不会造成安全帽的力学性能降低而产生的不利影响。优选的复合阻燃剂，既阻止了燃烧生成的分解物外逸，又抑制了高分子材料的热分解，达到了高阻燃化、低发烟量的目的。由本发明的阻燃抗静电剂ABS改性料制作的安全帽，可以适用于井下、矿山等条件较为恶劣工况条件。

Description

一种安全帽用阻燃抗静电ABS改性料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料领域，具体是涉及一种安全帽用阻燃抗静电ABS改性料及其制备方法。
背景技术
ABS工程塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂)是一种强度高、韧性好、耐化学性好、电绝缘性佳，易于加工成型的热塑性高分子结构材料，已成为安全帽帽壳的主流材料之一。但是，ABS工程塑料可燃(氧指数为21％)，且易产生静电现象(表面电阻率为4.6×1015Ω·cm)。在井下、矿山等条件较为恶劣工况条件下使用ABS安全帽时，安全帽的阻燃和抗静电成为十分突出的问题。如何保证安全帽在具有足够抗冲击性能的前提下，又具有良好的阻燃和抗静电性能，是迫切需要解决的关键问题。
现有中国专利文献ZL2009101997914公开了用溴系和锑系阻燃剂、非离子和阴离子表面活性剂抗静电剂的阻燃抗静电ABS改性树脂。但是，用表面活性剂为抗静电剂很难达到持久抗静电的效果；小分子阻燃剂，尤其是卤系阻燃剂，不仅会影响ABS工程塑料的力学性能和加工性能，而且燃烧时会产生烟雾，这对于井下、矿山作业是十分有害的。中国专利文献CN102020285A公开了通过添加永久抗静电剂制备ABS复合材料，由于抗静电剂是聚醚酯、聚醚酰胺等，它们与ABS的相容性较差，虽然马来酸酐接枝ABS相容剂在一定程度上可以改善ABS与抗静电剂的相容性，但无法根本解决相容性导致该ABS复合材料用于安全帽时，无法达到安全帽的耐冲击强度等其他力学性能。其他中国专利文献，如ZL2012101287777，CN101463177A，CN101215403A等也分别公开了或阻燃、或抗静电的ABS改性树脂。但是，适应于安全帽用的既要达到耐高冲击强度，又要满足持久抗静电性能和无烟的优良阻燃性能的ABS改性树脂，还未见文献报道。
发明内容
本发明的目的是针对目前阻燃抗静电ABS改性料不能满足安全帽用工程塑料的现状，提供一种安全帽用阻燃抗静电ABS改性料，该ABS改性料用作安全帽材料，不仅具有持久的抗静电性能，而且达到无烟的阻燃效果，同时满足安全帽的力学性能要求。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种安全帽用阻燃抗静电ABS改性料，其组成和各组成的重量百分比为：
Figure BSA0000101569890000011
Figure BSA0000101569890000021
进一步地，所述的相容剂是苯乙烯-马来酸酐-丁二烯共聚物，优选的是DOW公司的XP5272；
所述的抗静电剂是聚醚酰胺类高分子抗静电剂，优选的是法国阿科马公司的7233，或德国萨-赫斯公司的PA12；
所述的复合阻燃剂是由有机硅和锑酸盐组成，有机硅和锑酸盐的重量份为4～8：1，有机硅优选的是美国GE公司的SFR-100，或SFR-1000，锑酸烟是锑酸钠；
所述的加工助剂包括抗氧剂、热稳定剂等的一种或几种。
本发明的一种安全帽用阻燃抗静电ABS改性料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述所述的重量百分比称取各组分，在高速混合机中混合均匀；
(2)将上述混合料经喂料器送入双螺杆挤出机，通过熔融、挤出、拉条、冷却、切粒，得到安全帽用阻燃抗静电ABS改性料；其中，双螺杆挤出机一区温度为120℃～140℃，二区温度为140℃～160℃，三区温度为160℃～180℃，四区温度为180℃～200℃，五区温度为200℃～210℃，六区温度为210℃～220℃，螺杆转速200r/min～300r/min，喂料转速30r/min。
与现有技术相比，本发明的安全帽用阻燃抗静电ABS改性料，具有如下突出优点：
(1)优选的聚醚酰胺类高分子抗静电剂，可与相容剂发生部分接枝反应，在保持持久的抗静电性能的基础上，确保了高分子抗静电剂的加入，不会造成安全帽的力学性能降低而产生的不利影响。
(2)优选的复合阻燃剂，一旦燃烧就会生成硅酮特有的、含有Si-O键和Si-C键的无机隔热绝缘保护层，既阻止了燃烧生成的分解物外逸，又抑制了高分子材料的热分解，达到了高阻燃化、低发烟量的目的。
(3)本发明的阻燃抗静电ABS改性料用于安全帽，符合国家GB2811-2007《安全帽》标准，其主要力学性能和抗静电阻燃性能指标如下表所示：
Figure BSA0000101569890000022
具体实施方式
为能够清楚地理解本发明的技术内容，下面结合实施例对本发明作进一步描述。所列实施例仅对本发明予以进一步说明，并不因此而限制本发明。
本发明所用的加工助剂是本领域技术人员所周知的抗氧化剂、热稳定剂。其中，所用的抗氧化剂牌号是1010，热稳定剂是硬脂酸镁。
各实施例具体组成及各组分百分重量比如下表：
将上述所述的重量百分比称取各组分，在高速混合机中混合均匀；将上述混合料经喂料器送入双螺杆挤出机，通过熔融、挤出、拉条、冷却、切粒，得到安全帽用阻燃抗静电ABS改性料；其中，双螺杆挤出机一区温度为120℃～140℃，二区温度为140℃～160℃，三区温度为160℃～180℃，四区温度为180℃～200℃，五区温度为200℃～210℃，六区温度为210℃～220℃，螺杆转速200r/min～300r/min，喂料转速30r/min。
将上述阻燃抗静电ABS改性料，按安全帽生产规程制作标准安全帽帽壳，并按GB/T2812-2206《安全帽》测试标准进行主要性能测试，结果见下表：
Figure BSA0000101569890000032
Figure BSA0000101569890000041
由上述测试结果表明，由本发明的阻燃抗静电ABS改性料制作的安全帽，不仅力学性能完全符合安全帽标准，而且具有优良的阻燃和持久的抗静电性能，可以适用于井下、矿山等条件较为恶劣工况条件。
以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。本领域技术人员对本发明做各种等价形式的改动或修改，同样属于本申请的权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.一种安全帽用阻燃抗静电ABS改性料，其特征在于：其组成和各组成的重量百分比为：
进一步地，所述的相容剂是苯乙烯-马来酸酐-丁二烯共聚物，优选的是DOW公司的XP5272；
所述的抗静电剂是聚醚酰胺类高分子抗静电剂，优选的是法国阿科马公司的7233，或德国萨-赫斯公司的PA12；
所述的复合阻燃剂是由有机硅和锑酸盐组成，有机硅和锑酸盐的重量份为4～8：1，有机硅优选的是美国GE公司的SFR-100，或SFR-1000，锑酸盐是锑酸钠；
所述的加工助剂包括抗氧剂、热稳定剂等的一种或几种。
2.一种安全帽用阻燃抗静电ABS改性料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将上述所述的重量百分比称取各组分，在高速混合机中混合均匀；
(2)将上述混合料经喂料器送入双螺杆挤出机，通过熔融、挤出、拉条、冷却、切粒，得到安全帽用阻燃抗静电ABS改性料；其中，双螺杆挤出机一区温度为120℃～140℃，二区温度为140℃～160℃，三区温度为160℃～180℃，四区温度为180℃～200℃，五区温度为200℃～210℃，六区温度为210℃～220℃，螺杆转速200r/min～300r/min，喂料转速30r/min。
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