CN104231526A - 一种长玻纤增强无卤阻燃abs复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料及其制备方法，所述的复合材料由以下重量份的原料制成：ABS40-80份，连续玻璃纤维5-60份，无卤阻燃剂5-30份，相容剂1-8份，加工助剂0.1-1.0份，抗氧剂0.1-0.5份，制备方法为先制备长玻纤增强ABS母粒和无卤阻燃ABS母粒，然后按比例共混两种母粒。本发明优点在于：改变了当前制备长玻纤增强ABS需要预浸，挤压的繁琐工艺，可以直接通过双螺杆设备熔融加工，简化了相应的生产工艺，提高了生产效率；制备的复合材料完全符合欧盟的Rohs标准，具有更高的力学性能和良好的阻燃性，具有高强高模，高冲击的特性；成本更低，交货便利，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体地说，是一种可用于注塑成型的，无卤阻燃的，可用于电子电气设备和家电产品的一种高强度，具有良好阻燃性的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
玻纤增强材料具有良好的力学性能和性价比，广泛应用于汽车、家电等产品的结构零部件。在玻纤增强复合材料中，玻纤的保留长度越长，即玻纤的长径比越大，其作为增强材料的增强效果越明显。如专利CN201110416988.6一种无卤阻燃长玻纤增强PBT复合材料及其制备方法专利，CN201210369026.4提供的高强有卤阻燃长玻纤增强AS复合材料及其制备方法，以及CN201110425445.0一种无卤阻燃长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，都是用特殊模头制备长玻纤增强材料代替以前常用的短纤，从而获得具有高强力学性能的材料。而对于熔融挤出法制备长玻纤增强无卤阻燃ABS来说，并没有相关的专利报道。中国专利CN200510111533.8，一种长玻纤增强ABS复合材料的制备方法提供了一种预先浸泽丁二烯接枝乳液和SAN树脂粉体的方法，之后烘干，熔融，挤压成型切粒。工序比较繁琐而且复杂，不适宜工业化生产，而且并没有涉及阻燃ABS的制备。
ABS树脂具有良好的电绝缘性，高抗冲性和优良的加工性，广泛用于汽车零部件、家用电器和电子元器件。但由于ABS主链分子结构中的丁二烯结构以及缺少芳香基团，因此其本身阻燃性能较差，对于应用在电子电气和家用电器上的ABS产品常做阻燃处理。欧盟规定在新投放市场的电气电子设备产品中，禁止或限制使用铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯醚(PBDE) 和多溴联苯(PBB) 等六种有害物质。而通常有卤阻燃ABS 产品燃烧时会出现浓浓黑烟，同时会产生有毒有害气体。因此，对材料的无卤化研究逐渐变成研究方向。随着安全意识的提高，无卤阻燃长玻纤增强ABS必然获得更快速的发展。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。以解决现有玻纤增强阻燃ABS复合材料，由于玻纤长径比短而导致其增强效果差的技术问题，选用无卤阻燃剂，避免了卤素阻燃剂的固有缺点。
本发明的第二个目的是，提供一种长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料，所述的复合材料由以下重量份的原料制成：
ABS： 40-80份，
连续长玻璃纤维：5-60份，
无卤阻燃剂：5-30份，
相容剂：1-8份，
加工助剂：0.1-1.0份，
抗氧剂：0.1-0.5份，
所述的复合材料的制备方法包括以下步骤：
（1）制备长玻纤增强ABS母粒：将ABS，相容剂，抗氧剂，加工助剂按比例共混，通过双螺杆挤出到浸润模头中，连续长玻璃纤维通过浸润模头，充分浸润，然后冷却，切粒，得到长玻纤增强ABS母粒；
（2）制备无卤阻燃ABS母粒：将阻燃剂，ABS按比例共混，通过双螺杆挤出，冷却，切粒得到阻燃ABS母粒；
（3）按比例共混长玻纤增强ABS母粒和阻燃ABS母粒，即制备得到所述的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。
所述的步骤（3）为按比例共混长玻纤增强ABS母粒、无卤阻燃ABS母粒和ABS原料，制备得到所述的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。
所述的制备长玻纤ABS母粒的ABS为高流动性材料，在测试条件为220℃/10Kg时，其融指为50g-300g/min。
所述的连续长玻璃纤维为适合做长玻纤增强材料的高强度无碱长玻璃纤维。
所述的无卤阻燃剂为间苯二酚双（二苯基磷酸脂）及其缩聚物、双酚A 双（二苯基磷酸酯）及其缩聚物、磷酸三苯酯、磷酸二苯甲苯酯、环氧树脂、硼酸锌的一种或几种的协同阻燃混合物。
所述的相容剂为以ABS，SBS，AS，PS高分子为基体接枝马来酸酐或GMA及其衍生物的高分子共聚物。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076或1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配体系，其中1076或1010与168 的复配比例为1：1。
所述的加工助剂为乙撑双硬脂酸酰胺、聚醚硅油、羟基硅油、聚乙烯蜡或季戊四醇硬脂酸脂中的一种或几种。
为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：一种长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料的制备方法，所述的复合材料的制备方法包括以下步骤：
（1）制备长玻纤增强ABS母粒：将ABS，相容剂，抗氧剂，加工助剂按比例共混，通过双螺杆挤出到浸润模头中，连续长玻璃纤维通过浸润模头，充分浸润，然后冷却，切粒，得到长玻纤增强ABS母粒；
（2）制备无卤阻燃ABS母粒：将阻燃剂，ABS按比例共混，通过双螺杆挤出，冷却，切粒得到阻燃ABS母粒；
（3）按比例共混长玻纤增强ABS母粒和阻燃ABS母粒，即制备得到所述的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料；
所述的复合材料由以下重量份的原料制成：
ABS： 40-80份，
连续长玻璃纤维：5-60份，
无卤阻燃剂：5-30份，
相容剂：1-8份，
加工助剂：0.1-1.0份，
抗氧剂：0.1-0.5份。
所述的步骤（3）为按比例共混长玻纤增强ABS母粒、阻燃ABS母粒和ABS原料，制备得到所述的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。
本发明优点在于：
1、本发明改变了当前制备长玻纤增强ABS需要预浸，挤压的繁琐工艺，可以直接通过双螺杆设备熔融加工，简化了相应的生产工艺，更高效快速，提高了生产效率；
2、制备的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料完全符合欧盟的Rohs标准，具有更高的力学性能，并且具有良好的阻燃性，相对于一般增强阻燃ABS材料具有高强高模，高冲击的特性；
3、本发明成本更低，交货便利，操作简单。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
本发明提供一种长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料，所述的复合材料由以下重量份的原料制成：
ABS： 40-80份，
连续长玻璃纤维：5-60份，
无卤阻燃剂：5-30份，
相容剂：1-8份，
加工助剂：0.1-1.0份，
抗氧剂：0.1-0.5份，
所述的复合材料的制备方法包括以下步骤：
（1）制备长玻纤增强ABS母粒：将ABS，相容剂，抗氧剂，加工助剂按比例共混，通过双螺杆挤出到浸润模头中，连续长玻璃纤维通过浸润模头，充分浸润，然后冷却，切粒，得到长玻纤增强ABS母粒；
（2）制备无卤阻燃ABS母粒：将阻燃剂，ABS按比例共混，通过双螺杆挤出，冷却，切粒得到阻燃ABS母粒；
（3）按比例共混长玻纤增强ABS母粒和阻燃ABS母粒，即制备得到所述的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。
所述的步骤（3）为按比例共混长玻纤增强ABS母粒、无卤阻燃ABS母粒和ABS原料，制备得到所述的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。
所述的制备长玻纤ABS母粒的ABS为高流动性材料，在测试条件为220℃/10Kg时，其融指为50g-300g/min。所述的连续长玻璃纤维为适合做长玻纤增强材料的高强度无碱长玻璃纤维。所述的无卤阻燃剂为间苯二酚双（二苯基磷酸脂）及其缩聚物、双酚A 双（二苯基磷酸酯）及其缩聚物、磷酸三苯酯、磷酸二苯甲苯酯、环氧树脂、硼酸锌的一种或几种的协同阻燃混合物。所述的相容剂为以ABS，SBS，AS，PS高分子为基体接枝马来酸酐或GMA及其衍生物的高分子共聚物。所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076或1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配体系，其中1076或1010与168 的复配比例为1：1。所述的加工助剂为乙撑双硬脂酰胺、聚醚硅油、羟基硅油、聚乙烯蜡或季戊四醇硬脂酸脂中的一种或几种。
需要说明的是，以下实施例和对比例中所述的制备长玻纤ABS母粒的ABS为高流动性材料，在测试条件为220℃/10Kg时，其融指为50g-300g/min。所述的无碱长玻璃纤维为适合做长玻纤增强材料的高强度无碱长玻璃纤维。所述的抗氧剂168/1076，为抗氧剂168与1076的复配体系，其中1076与168 的复配比例为1：1，所述的抗氧剂168/1010，为抗氧剂168与1010的复配体系，其中1010与168 的复配比例为1：1。
实施例1
（1）制备长玻纤增强ABS母粒：按照上述配比，将ABS、相容剂、抗氧剂共混通过双螺杆挤出到浸润模头中（挤出温度为220-240℃），无碱长玻璃纤维通过浸润模头，冷却，切粒得到长玻纤增强母粒；
（2）制备无卤阻燃ABS母粒：按上述配方共混三种原料，通过双螺杆挤出（挤出加工温度为215-225℃），冷却，切粒得阻燃母粒；
（3）制备长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料：
长玻璃纤维增强ABS母粒50％，
无卤阻燃ABS母粒50％，
按以上重量百分比共混两种母粒，即得所述长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。注塑阻燃和ASTM标准样条，测试材料性能。
实施例2
按照实施例1中的比例和步骤制备长玻纤增强ABS母粒和无卤阻燃ABS母粒，
长玻璃纤维增强ABS母粒60％，
无卤阻燃ABS母粒40％，
按以上重量百分比共混两种母粒，即得所述长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。注塑阻燃和ASTM标准样条，测试材料性能。
实施例3
（1）制备长玻纤增强ABS母粒：按照上述配比，将ABS、相容剂、抗氧剂共混通过双螺杆挤出到浸润模头中（挤出温度为220-240℃），无碱长玻璃纤维通过浸润模头，冷却，切粒得到长玻纤增强母粒；
（2）制备无卤阻燃ABS母粒：按上述配方共混四种原料，通过双螺杆挤出（挤出加工温度为215-225℃），冷却，切粒得阻燃母粒；
（3）制备长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料：
长玻璃纤维增强ABS母粒50％，
无卤阻燃ABS母粒50％，
按以上重量百分比共混两种母粒，即得所述长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。注塑阻燃和ASTM标准样条，测试材料性能。
实施例4
（1）制备长玻纤增强ABS母粒：按照上述配比，将ABS、相容剂、抗氧剂共混通过双螺杆挤出到浸润模头中（挤出温度230-250℃），无碱长玻璃纤维通过浸润模头，冷却，切粒得到长玻纤增强母粒；
（2）制备无卤阻燃ABS母粒：按上述配方共混四种原料，通过双螺杆挤出（挤出加工温度为215-225℃），冷却，切粒得阻燃母粒；
（3）制备长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料：
长玻璃纤维增强ABS母粒50％，
无卤阻燃ABS母粒40％，
ABS原料10%，
按以上重量百分比共混两种母粒，即得所述长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。注塑阻燃和ASTM标准样条，测试材料性能。
对比例1
按照上述配方称取物料，共混，通过双螺杆挤出（挤出加工温度为215-225℃），冷却，切粒得到短玻纤增强阻燃ABS，然后注塑ASTM样条和阻燃样条，测试性能。
对比例2
按照上述配方称取物料，共混，通过双螺杆挤出（挤出加工温度为210-235℃），冷却，切粒得到玻纤增强阻燃ABS，然后注塑ASTM样条和阻燃样条，测试性能。
实施例5 性能数据
实施例1-4和对比例1-2的性能数据见下表1：
表1 实施例1-4和对比例1-2的性能数据
从物性对比可以看出，本发明提供的长玻纤无卤阻燃ABS材料相对于短纤增强无卤阻燃ABS来说具有良好的力学性能，具有高强高模，高冲击的特性。本发明的复合材料的制备方法，可以直接通过双螺杆设备熔融加工，不需要预浸，挤压等工艺，简化了相应的生产工艺，更高效快速，且生产的产品完全符合欧盟的Rohs标准，并且具有良好的阻燃性。
实施例6
制备方法同实施例1。
实施例7
制备方法同实施例1。
实施例8
制备方法同实施例1。
将实施例6-8制备得到的复合材料注塑阻燃和ASTM标准样条，测试材料性能。结果显示，制备得到的复合材料具有良好的力学性能，具有高强高模，高冲击的特性，且生产的产品完全符合欧盟的Rohs标准，并且具有良好的阻燃性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料，其特征在于，所述的复合材料由以下重量份的原料制成：
ABS： 40-80份，
连续长玻璃纤维：5-60份，
无卤阻燃剂：5-30份，
相容剂：1-8份，
加工助剂：0.1-1.0份，
抗氧剂：0.1-0.5份，
所述的复合材料的制备方法包括以下步骤：
（1）制备长玻纤增强ABS母粒：将ABS，相容剂，抗氧剂，加工助剂按比例共混，通过双螺杆挤出到浸润模头中，连续长玻璃纤维通过浸润模头，充分浸润，然后冷却，切粒，得到长玻纤增强ABS母粒；
（2）制备无卤阻燃ABS母粒：将阻燃剂，ABS按比例共混，通过双螺杆挤出，冷却，切粒得到阻燃ABS母粒；
（3）按比例共混长玻纤增强ABS母粒和阻燃ABS母粒，即制备得到所述的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的步骤（3）为按比例共混长玻纤增强ABS母粒、无卤阻燃ABS母粒和ABS原料，制备得到所述的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的制备长玻纤ABS母粒的ABS为高流动性材料，在测试条件为220℃/10Kg时，其融指为50g-300g/min。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的连续长玻璃纤维为适合做长玻纤增强材料的高强度无碱长玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的无卤阻燃剂为间苯二酚双（二苯基磷酸脂）及其缩聚物、双酚A 双（二苯基磷酸酯）及其缩聚物、磷酸三苯酯、磷酸二苯甲苯酯、环氧树脂、硼酸锌的一种或几种的协同阻燃混合物。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的相容剂为以ABS，SBS，AS，PS高分子为基体接枝马来酸酐或GMA及其衍生物的高分子共聚物。
7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076或1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配体系，其中1076或1010与168 的复配比例为1：1。
8.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的加工助剂为乙撑双硬脂酰胺、聚醚硅油、羟基硅油、聚乙烯蜡或季戊四醇硬脂酸脂中的一种或几种。
9.一种长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料的制备方法，其特征在于，所述的复合材料的制备方法包括以下步骤：
（1）制备长玻纤增强ABS母粒：将ABS，相容剂，抗氧剂，加工助剂按比例共混，通过双螺杆挤出到浸润模头中，连续长玻璃纤维通过浸润模头，充分浸润，然后冷却，切粒，得到长玻纤增强ABS母粒；
（2）制备无卤阻燃ABS母粒：将阻燃剂，ABS按比例共混，通过双螺杆挤出，冷却，切粒得到阻燃ABS母粒；
（3）按比例共混长玻纤增强ABS母粒和阻燃ABS母粒，即制备得到所述的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料；
所述的复合材料由以下重量份的原料制成：
ABS： 40-80份，
连续长玻璃纤维：5-60份，
无卤阻燃剂：5-30份，
相容剂：1-8份，
加工助剂：0.1-1.0份，
抗氧剂：0.1-0.5份。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）为按比例共混长玻纤增强ABS母粒、阻燃ABS母粒和ABS原料，制备得到所述的长玻纤增强无卤阻燃ABS复合材料。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108102361A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-06-01 | 浙江大学 | 有机亚磷酸铝协同的无卤阻燃复配体系及其在玻纤增强工程塑料中的应用 |
| CN111484702A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-08-04 | 四川鑫达企业集团有限公司 | 一种低收缩耐析出无卤阻燃abs复合材料及其制备方法 |
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2014
- 2014-08-27 CN CN201410427727.8A patent/CN104231526A/zh active Pending
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