CN105001642A - 一种abs用环保复合阻燃剂及由其制备的环保阻燃abs材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种ABS用环保复合阻燃剂及由其制备的环保阻燃ABS材料，所述ABS用环保复合阻燃剂，由以下成分按重量份组成：有机硅阻燃剂？15-40份、无机阻燃剂10-30份、润滑剂？2-5份、分散剂？0.2-0.8份，硅烷偶联剂2-6份。所述环保阻燃ABS材料，由以下成分按重量份组成：ABS？70-100份、增韧剂4-6份、ABS用环保阻燃剂？8-12份、抗氧化剂？0.2-0.5份。本发明的ABS用环保复合阻燃剂，通过共混法制备，制备工艺简单，可降低生产成本，不含卤素，与ABS相容性好，其制备出的ABS材料的力学性能好，阻燃性能达到UL94？V0级，极限氧指数可达31%，具有良好的阻燃效果，应用于制备各种电器、仪表、仪器壳体及配件，汽车配件等领域。

Description

一种ABS用环保复合阻燃剂及由其制备的环保阻燃ABS材料

技术领域

本发明涉及高分子树脂材料技术领域，具体涉及一种ABS用环保复合阻燃剂及由其制备的环保阻燃ABS材料。

背景技术

     ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）是一种通用的工程塑料，其具有高强度、高韧性和易于加工的优点，目前，广泛应用于汽车、家电、能源等行业。在我国，火灾事故频频发生，人们对材料的环保、阻燃性也愈发重视。ABS的氧指数很低，仅为22%左右，属于易燃物质，着火时燃烧速度快，且产生大量的有害有毒烟雾。目前，ABS的阻燃通常以溴系阻燃剂复配三氧化二锑，其阻燃效果好。但随着欧盟ROHS指令的出台，卤系阻燃剂受到很大的冲击。无卤阻燃剂的种类主要有无机阻燃剂、磷系阻燃剂、磷氮复合阻燃剂等。大多数无卤阻燃剂虽然能达到阻燃效果，但由于成本太高，使其很难在国内推广使用。此外，某些无卤素阻燃剂的使用有可能导致ABS材料力学性能、加工性能的下降，如红磷。因此迫切需要寻找一种无卤素、阻燃效果好、制备工艺简单、对ABS性能好的环保阻燃剂。

发明内容

     有鉴于此，本发明提供一种无卤素、阻燃效果好、制备工艺简单、对ABS性能好的环保阻燃剂。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种ABS用环保复合阻燃剂，由以下成分按重量份组成：

有机硅阻燃剂 15-40份；无机阻燃剂 10-30份；润滑剂 2-5份；分散剂 0.2-0.8份；硅烷偶联剂2-6份；其中所述有机硅阻燃剂为聚硅氧烷，无机阻燃剂为氢氧化镁。

进一步的，所述聚硅氧烷为芳香类聚硅氧烷。加入到被阻燃材料中，在燃烧过程中，会迁移到材料的表面，形成表面为有机硅阻燃剂富集层的高分子梯度材料，从而生成聚硅氧烷特有的含有Si-O键和Si-C键的无机隔氧绝热保护层，既阻止了燃烧分解产物外溢，又抑制了高分子材料的热分解，达到了阻燃、低烟、低毒的目的。

进一步的，所述氢氧化镁为直径为20-40 nm的纳米级氢氧化镁。通过无机粉体和聚硅氧烷形成复配物，其加入到被阻燃材料中，受热分解发生剧烈的脱水反应，吸收大量的热，可使得在燃烧过程中产生的高温的传递速度减缓，同时由于聚硅氧烷在材料表面形成一层保护层，可进一步减少向材料内部的燃料供应，使得火焰温度减低，并且形成稳定的晶体产物起到物理隔绝的作用，从而达到更好的阻燃效果。

进一步的，所述润滑剂为硬脂酸钙，其作为加工助剂加入到材料中起到润滑、脱模作用。

进一步的，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠，可使各种有效成分在被阻燃材料中分散均匀，提高其阻燃效果。

进一步的，其制备方法是将氢氧化镁和硅烷偶联剂置于高速搅拌机中，均匀搅拌并加热到80-90℃，保持30 min后加入以上各种原料，继续搅拌1-2 小时后即制得本发明的ABS用环保阻燃剂。

同时，本发明还提供一种由该阻燃剂制备的环保阻燃ABS材料，由以下成分按重量份组成：ABS 70-100份、增韧剂4-6份、ABS用环保阻燃剂 8-12份、抗氧化剂 0.2-0.5份，其中：所述增韧剂为高胶粉，所述抗氧化剂为抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或几种。

本发明相对于现有技术，具有如下有益效果：

1.有机硅阻燃剂与无机阻燃剂复配使用，其燃烧生成无机隔氧绝热保护层，既阻止了燃烧分解物外逸，又抑制了材料的热分解，达到了阻燃、低烟、低毒的目的，同时对材料的力学性能影响不大。

2.本发明的环保复合阻燃剂与ABS的相容性好，在ABS不迁移，易于分散均匀，高温熔融不发生分解。

3.本发明的环保复合阻燃剂的制备工艺简单，适合大批量生产，使制备成本大大降低。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例及对比例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

一种ABS用环保复合阻燃剂，由以下成分按重量份组成：

聚硅氧烷 20份、氢氧化镁 10份、硬脂酸钙 2份、十二烷基苯磺酸钠 0.2份，硅烷偶联剂2份。

所述聚硅氧烷为芳香类聚硅氧烷。

进一步的，氢氧化镁为直径为20 nm的纳米级氢氧化镁。上述阻燃剂的制备方法为将氢氧化镁和硅烷偶联剂置于高速搅拌机中，均匀搅拌并加热到80-90℃，保持30 min后加入以上各种原料，继续搅拌1-2 小时后即制得所述的ABS用环保阻燃剂。

实施例2

一种ABS用环保复合阻燃剂，由以下成分按重量份组成：

聚硅氧烷 30份、氢氧化镁 15份、硬脂酸钙 3份、十二烷基苯磺酸钠 0.3份，硅烷偶联剂4份。

所述聚硅氧烷为芳香类聚硅氧烷。

进一步的，氢氧化镁为直径为30 nm的纳米级氢氧化镁。上述阻燃剂的制备方法为将氢氧化镁和硅烷偶联剂置于高速搅拌机中，均匀搅拌并加热到80-90℃，保持30 min后加入以上各种原料，继续搅拌1-2 小时后即制得所述的ABS用环保阻燃剂。

实施例3

一种ABS用环保复合阻燃剂，由以下成分按重量份组成：

聚硅氧烷 40份、氢氧化镁 30份、硬脂酸钙 4份、十二烷基苯磺酸钠 0.6份，硅烷偶联剂5份。

所述聚硅氧烷为芳香类聚硅氧烷。

进一步的，氢氧化镁为直径为40 nm的纳米级氢氧化镁。上述阻燃剂的制备方法为将氢氧化镁和硅烷偶联剂置于高速搅拌机中，均匀搅拌并加热到80-90℃，保持30 min后加入以上各种原料，继续搅拌1-2 小时后即制得所述的ABS用环保阻燃剂。

实施例4

本实施例提供一种环保阻燃ABS材料，由以下成分按重量份组成：ABS 70份、增韧剂4份、ABS用环保阻燃剂 8份、抗氧化剂 0.2份。

所述增韧剂为高胶粉，所述抗氧化剂为抗氧剂1098。

所述ABS用环保阻燃剂指的是实施例1所提供的ABS用环保阻燃剂。

其制备采用本行业通用方法熔融混炼、挤出造粒，即得环保阻燃ABS材料。

实施例5

本实施例提供一种环保阻燃ABS材料，由以下成分按重量份组成：ABS 85份、增韧剂5份、ABS用环保阻燃剂 10份、抗氧化剂 0.3份。

所述增韧剂为高胶粉，所述抗氧化剂为抗氧剂168。

所述ABS用环保阻燃剂指的是实施例2所提供的ABS用环保阻燃剂。

其制备采用本行业通用方法熔融混炼、挤出造粒，即得环保阻燃ABS材料。

实施例6

本实施例提供一种环保阻燃ABS材料，由以下成分按重量份组成：ABS 100份、增韧剂6份、ABS用环保阻燃剂12份、抗氧化剂 0.5份。

所述增韧剂为高胶粉，所述抗氧化剂为抗氧剂1076。

所述ABS用环保阻燃剂指的是实施例3所提供的ABS用环保阻燃剂。

其制备采用本行业通用方法熔融混炼、挤出造粒，即得环保阻燃ABS材料。

将各实施例的产品按ASTM国际标准及相关标准对其进行性能测试其结果如表1所示：

表1 各实施例的性能测试结果

性质	方法	单位	实施例4	实施例5	实施例6
						比重	ASTMD792	—	1.1	1.1	1.1
模收缩	ASTMD955	%	0.35-0.6	0.35-0.6	0.35-0.6
						延伸率	ASTMD638	%	25	25	25
拉伸强度	ASTMD638	Mpa	41	43	43
						弯曲强度	ASTMD790	Mpa	78	82	75
弯曲模数	ASTMD790	Mpa	2403	2650	2305
						缺口冲击强度(1/8")	ASTMD256	KJ/M2	16	16	18
热变形温度（1.8Mpa）	ASTMD648	℃	76	76	75
						热变形温度（0.45Mpa）	ASTMD648	℃	88	89	88
耐燃性	UL94	(1/16")	V0	V0	V0
						极限氧指数（LOI）	GB/T2046-2008	%	28	31	30

以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种ABS用环保复合阻燃剂，其特征在于：由以下成分按重量份组成：

有机硅阻燃剂 15-40份；无机阻燃剂 10-30份；润滑剂 2-5份；分散剂 0.2-0.8份；硅烷偶联剂2-6份；其中所述有机硅阻燃剂为聚硅氧烷，无机阻燃剂为氢氧化镁。

2.根据权利要求1所述的ABS用环保阻燃剂，其特征在于：所述聚硅氧烷为芳香类聚硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的ABS用环保阻燃剂，其特征在于：所述氢氧化镁为直径为20-40 nm的纳米级氢氧化镁。

4.根据权利要求1所述的ABS用环保阻燃剂，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸钙。

5.根据权利要求1所述的ABS用环保阻燃剂，其特征在于：所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。

6.根据权利要求1所述的ABS用环保阻燃剂，其特征在于：其制备方法是将氢氧化镁和硅烷偶联剂置于高速搅拌机中，均匀搅拌并加热到80-90℃，保持30 min后加入以上各种原料，继续搅拌1-2 小时后即制得本发明的ABS用环保阻燃剂。

7.一种由权利要求1～6任一项所述阻燃剂制备的环保阻燃ABS材料，其特征在于：由以下成分按重量份组成：ABS 70-100份、增韧剂4-6份、ABS用环保阻燃剂 8-12份、抗氧化剂 0.2-0.5份，其中：所述增韧剂为高胶粉，所述抗氧化剂为抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或几种。