CN104448672A - 一种抗氧化、高流动、无卤阻燃abs及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）及其制备工艺。该ABS按重量份数计由如下组份组成：ABS60~80份；复配阻燃剂10~20份；增韧剂10~20份；流动改性剂0~5份；光稳定剂0~1份；抗氧剂0.1~1份；其它加工助剂0~5份。该材料的创新点在于引入复配阻燃剂、光稳定剂、抗氧化剂、流动改性剂，不仅得到了良好的阻燃效果，而且保证了其较好的力学性能、耐候性能、加工流动性能。本发明所制备的抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS具有抗老化、高流动、低成本、高力学性能及稳定的阻燃性，可广泛应用于超薄壁及大制件领域。如办公设备、通讯、影视多媒体等。
Description
技术领域
本发明属于材料科学中的高分子阻燃材料领域，涉及一种抗氧化剂、流动改性剂、无卤阻燃剂改性ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），并制备出抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS。
背景技术
ABS树脂是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈组成的三元共聚物。由于ABS树脂具有优良的加工性能、综合力学性能，以及高光泽、优异的电镀性能和价格适中等优点，被广泛用于汽车工业、机械工业、电子电器等领域中。ABS树脂的极限氧指数（LOI）只有18.3~20（＜21），易燃烧，难以满足安全防火的使用要求。目前常见的阻燃ABS材料主要采用卤系阻燃剂（如四溴双酚A、溴化环氧齐聚物、十溴联苯醚等）与氧化锑组成的协效系统，赋予ABS很高的阻燃性，但其存在生烟量大、不环保、耐光性差等问题，因此研究和开发无卤阻燃材料是ABS复合材料未来发展的必然趋势。目前以采用磷阻燃剂、氮磷阻燃剂、硅系阻燃剂的无卤阻燃ABS复合材料研究报道较多。但是由于其添加量较高，严重恶化了材料的各种力学性能及加工流动性，导致加工窗口变的更窄，这类产品在一些薄壁制品及大制件领域的应用受到一定程度的限制。因此，发展一种抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS成为今后发展的方向。
发明内容
本发明制备的抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS是改进ABS树脂的易老化和易燃性本身不足与由于阻燃剂的加入导致流动性差、难加工的不足。使其更适合在家电、装饰材料、办公、机械、电子领域的应用，本发明的配方是：
ABS 60~80份；
复配阻燃剂 10~20份；
增韧剂 10~20份；
流动改性剂 0~5份；
光稳定剂 0~1份；
抗氧剂 0.1~1份；
其他加工助剂 0~5份。
ABS类树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物（ASA）或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物（MBS）。
复配阻燃剂为苯并噁嗪、磷酸酯、酚醛树脂、氨基磺酸铵、硼酸锌中的一种或几种的复配体系。
所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、高胶粉中的一种或几种。
所述的流动改性剂为2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、酰胺类润滑剂、硅酮类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、蒙旦酯类润滑剂、多元醇类润滑剂中的一种或几种。
所述的光稳定剂为纳米TiO2、苯三唑甲酚类、草酰胺类、受阻胺类中的一种或几种。
所述的抗氧剂有受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅助抗氧剂组成。
所述的其他加工助剂为硅油、白矿油的一种或几种。
本发明采用的具体工艺路线如下：
步骤一、按权利要求1所述的质量份数称取各组分；
步骤二、将称量后的ABS、复配阻燃剂、增韧剂、流动改性剂、光稳定剂、抗氧剂、其他加工助剂放入高速混合机中，在常温下搅拌10~20min；
步骤三、将步骤二混合后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化；其中，料筒温度设置为：后段200~230℃，中段200~230℃，前段200~220℃，螺杆长径比35~40，螺杆转速350~500r/min。
制备样件的注塑条件：注塑温度180~220℃，注塑压力30~50Mpa，注塑速度30~60mm/s。
各实施例性能均按以下标准进行测试，具体标准如下：
悬臂梁缺口冲击强度 GB/T1043
拉伸强度 GB/T1040
弯曲强度 GB/T9341
熔融指数 GB3682
烟密度 GB8323
水平垂直燃烧仪 ANSI/UL94。
具体实施方式
实施例一
称取ABS 70KG，将其在高速混合机中混合20min。混合好的物料有加料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化。其中，料筒温度设置为：后段220℃，中段220℃，前段200℃，螺杆长径比为35，机头220℃，螺杆转速400r/min。
实施例二
称取ABS 70KG，复配阻燃剂a：12KG，增韧剂12KG，流动改性剂m：3KG，光稳定剂0.5KG，抗氧剂0.5KG，其他加工助剂2KG，将其在高速混合机中混合20min。混合好的物料有加料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化。其中，料筒温度设置为：后段220℃，中段220℃，前段200℃，螺杆长径比为35，机头220℃，螺杆转速400r/min。
实施例三
称取ABS 70KG，复配阻燃剂a：12KG，增韧剂12KG，流动改性剂n：3KG，光稳定剂0.5KG，抗氧剂0.5KG，其他加工助剂2KG，将其在高速混合机中混合20min。混合好的物料有加料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化。其中，料筒温度设置为：后段220℃，中段220℃，前段200℃，螺杆长径比为35，机头220℃，螺杆转速400r/min。
实施例四
称取ABS 70KG，复配阻燃剂a：12KG，增韧剂12KG，流动改性剂o：3KG，光稳定剂0.5KG，抗氧剂0.5KG，其他加工助剂2KG，将其在高速混合机中混合20min。混合好的物料有加料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化。其中，料筒温度设置为：后段220℃，中段220℃，前段200℃，螺杆长径比为35，机头220℃，螺杆转速400r/min。
实施例五
称取ABS 70KG，复配阻燃剂a：12KG，增韧剂12KG，流动改性剂p：3KG，光稳定剂0.5KG，抗氧剂0.5KG，其他加工助剂2KG，将其在高速混合机中混合20min。混合好的物料有加料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化。其中，料筒温度设置为：后段220℃，中段220℃，前段200℃，螺杆长径比为35，机头220℃，螺杆转速400r/min。
实施例六
称取ABS 70KG，复配阻燃剂b：12KG，增韧剂12KG，流动改性剂n：3KG，光稳定剂0.5KG，抗氧剂0.5KG，其他加工助剂2KG，将其在高速混合机中混合20min。混合好的物料有加料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化。其中，料筒温度设置为：后段220℃，中段220℃，前段200℃，螺杆长径比为35，机头220℃，螺杆转速400r/min。
实施例七
称取ABS 70KG，复配阻燃剂c：12KG，增韧剂12KG，流动改性剂n：3KG，光稳定剂0.5KG，抗氧剂0.5KG，其他加工助剂2KG，将其在高速混合机中混合20min。混合好的物料有加料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化。其中，料筒温度设置为：后段220℃，中段220℃，前段200℃，螺杆长径比为35，机头220℃，螺杆转速400r/min。
实施例八
称取ABS 70KG，复配阻燃剂d：12KG，增韧剂12KG，流动改性剂n：3KG，光稳定剂0.5KG，抗氧剂0.5KG，其他加工助剂2KG，将其在高速混合机中混合20min。混合好的物料有加料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化。其中，料筒温度设置为：后段220℃，中段220℃，前段200℃，螺杆长径比为35，机头220℃，螺杆转速400r/min。
实施例九
称取ABS 70KG，复配阻燃剂a：12KG，增韧剂12KG，流动改性剂n：3KG，其他加工助剂2KG，将其在高速混合机中混合20min。混合好的物料有加料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化。其中，料筒温度设置为：后段220℃，中段220℃，前段200℃，螺杆长径比为35，机头220℃，螺杆转速400r/min。
将实施例一至九的ABS样品，注塑成标准试样，测试其力学性能；根据实施例一至五测试其熔融指数；根据实施例一、三、六至九比较其阻燃性能；见表1。根据实施例三和实施例九比较其老化性能。见表2。
表1：实施例一、二、三、四、五、六、七、八、九、基本性能测试结果
表2：实施例三、九人工加速老化性能测试结果
Claims (9)
1.一种抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS，其特征在于以重量份数计，有如下重量份数的组分组成：
ABS 60~80份；
复配阻燃剂 10~20份；
增韧剂 10~20份；
流动改性剂 0~5份；
光稳定剂 0~1份；
抗氧剂 0.1~1份；
其他加工助剂 0~5份。
2.根据权利要求1所述的抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS，其特征在于：所述的ABS为含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚的混合物，其中，丙烯腈占15~35%，丁二烯占5~30%，苯乙烯占40~60%。
3.根据权利要求1所述的抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS，其特征在于：所述的复配阻燃剂为苯并噁嗪、磷酸酯、酚醛树脂、氨基磺酸铵、硼酸锌中的一种或几种的复配体系。
4.根据权利要求1所述的抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS，其特征在于：所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、高胶粉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS，其特征在于：所述的流动改性剂为2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、酰胺类润滑剂、硅酮类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、蒙旦酯类润滑剂、多元醇类润滑剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS，其特征在于：所述的光稳定剂为纳米TiO2、苯三唑甲酚类、草酰胺类、受阻胺类中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS，其特征在于：所述的抗氧剂有受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅助抗氧剂组成。
8.根据权利要求1所述的抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS，其特征在于：所述的其他加工助剂为硅油、白矿油的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的抗氧化、高流动、无卤阻燃ABS，其特征在于：（1）选择共混分散型螺杆组合，使ABS和阻燃剂均达到最佳分散效果，料筒温度为：后段200~230℃，中段200~230℃，前段200~220℃，螺杆长径比为35~40，螺杆转速350~500r/min；（2）将ABS、复配阻燃剂、增韧剂、流动改性剂、光稳定剂、抗氧剂及其他加工助剂按配比称量后通过高速混合机混合均匀，再将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化，既得权利要求书所述材料。
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