CN105199305A - 一种阻燃abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阻燃ABS复合材料及其制备方法，其中前者按重量份计包括如下组分：ABS70份-90份；LDH-SEP16份-24份；APP8份-12份；PER10份-16份；抗氧剂0.1份-0.5份。本发明提供的阻燃ABS复合材料中的LDH-SEP与膨胀阻燃体系有很好的阻燃协效作用，有助于体系的催化成炭，有效的提高了ABS复合材料的阻燃等级，降低了有毒气体的生成量，并且由于海泡石的微观结构呈短柱状，具有高表面能，易形成纤维束，纤维束之间能形成孔隙，从而使ABS熔体能挤进纤维束孔隙内部，形成局部嵌入结构，从而提高复合材料的力学性能。

Description

一种阻燃ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃材料领域，特别涉及一种阻燃ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)具有良好的加工性能，在材料加工领域有广泛的应用，但ABS易燃烧，且发热量大，产生大量的熔滴，火焰传播速度快，不易熄灭。所以在对防火性能有一定要求的领域使用时，必须对ABS进行阻燃处理。
目前ABS阻燃处理可分为混合高效阻燃性树脂处理、结构阻燃化处理、添加无机填充剂处理等，添加阻燃剂或阻燃材料是目前对ABS的主要阻燃方法。现有的阻燃ABS材料成分复杂，成本高，物理性能差，严重限制了阻燃ABS材料的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种成分较为简单，成本低，物理性能优良的阻燃ABS复合材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的阻燃ABS复合材料，按重量份计包括如下组分：
上述LDH-SEP是指海泡石插层双氢氧化物，上述APP是指聚磷酸铵，上述PER是指季戊四醇。
优选地，所述PER的平均粒径小于10μm。
优选地，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)和1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或多种。
本发明还提供了一种阻燃ABS复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
(1)称取重量份为70份-90份的ABS、16份-24份的LDH-SEP、8份-12份的APP、10份-16份的PER、0.1份-0.5份的抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到阻燃ABS复合材料。
上述各原料在混合前可先在120℃下干燥10h。
优选地，所述步骤(1)中的搅拌的转速为120r/min-240r/min，搅拌的温度为70℃-120℃。
优选地，所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到阻燃ABS复合材料，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为190℃～210℃，第二温度区的温度为230℃～270℃，第三温度区的温度为230℃～270℃，第四温度区的温度为230℃～270℃，第五温度区的温度为230℃～270℃，第六温度区的温度为230℃～270℃，所述双螺杆挤出机的机头温度为230℃～270℃，螺杆转速为200r/min～260r/min。
优选地，所述步骤(1)中的LDH-SEP按如下方法制备：
将海泡石、六水合氯化铝(AlCl3·6H2O)和六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)顺次加入水中并升温得到混合液，接着在惰性气氛下将氢氧化钠加入所述混合液中反应一段时间，过滤洗涤后将产物干燥，即得到LDH-SEP。当然，为了氢氧化钠更均匀地与混合液混合到一起，也可先将氢氧化钠配制成溶液。
更优选地，所述海泡石、六水合氯化铝、六水合氯化镁和氢氧化钠的质量比为(40-60):(6-10):(6-10):(18-24)，且将所述氢氧化钠加入所述混合液后所述混合液的pH值为9-10。
更优选地，所述升温的温度为60℃-80℃，所述反应温度为40℃-80℃，反应时间为1h-3h。进一步地，升温的温度为70℃，反应温度为80℃，反应时间为12h。
本发明提供的阻燃ABS复合材料中的LDH-SEP与膨胀阻燃体系有很好的阻燃协效作用，有助于体系的催化成炭，有效的提高了ABS复合材料的阻燃等级，降低了有毒气体的生成量，并且由于海泡石的微观结构呈短柱状，具有高表面能，易形成纤维束，纤维束之间能形成孔隙，从而使ABS熔体能挤进纤维束孔隙内部，形成局部嵌入结构，从而提高复合材料的力学性能。
本发明提供的阻燃ABS复合材料的制备方法工艺简单且易于实现，制得的阻燃ABS复合材料的力学性能优。
具体实施方式
为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明的实施例中所用的原料如下：ABS，(型号D-190)，镇江奇美；APP,青岛联美；PER，惠州誉普化工；海泡石，河北宏利；六水合氯化铝，巩义华南供水材料；六水合氯化镁，上海钰博生物科技有限公司；氢氧化钠，河北祥盛化工；抗氧剂(型号Irganox1010、Irganox168、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。
本发明所用的测试仪器如下：ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
实施例1
(1)称取重量份为70份ABS、16份LDH-SEP、8份APP、10份PER，0.05份Irganox168和0.05份Irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到阻燃ABS复合材料A1，其中，双螺杆挤出机的第一温度区的温度为190℃，第二温度区的温度为230℃，第三温度区的温度为230℃，第四温度区的温度为230℃，第五温度区的温度为230℃，第六温度区的温度为230℃，双螺杆挤出机的机头温度为230℃，螺杆转速为200r/min。
实施例2
(1)称取重量份为90份ABS、24份LDH-SEP、12份APP、16份PER，0.3份Irganox1010和0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到阻燃ABS复合材料A2，其中，双螺杆挤出机的第一温度区的温度为210℃，第二温度区的温度为270℃，第三温度区的温度为270℃，第四温度区的温度为270℃，第五温度区的温度为270℃，第六温度区的温度为270℃，双螺杆挤出机的机头温度为270℃，螺杆转速为260r/min。
实施例3
(1)称取重量份为80份ABS、20份LDH-SEP、10份APP、13份PER，0.1份Irganox168和0.1份Irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到阻燃ABS复合材料A3，其中，双螺杆挤出机的第一温度区的温度为200℃，第二温度区的温度为250℃，第三温度区的温度为250℃，第四温度区的温度为250℃，第五温度区的温度为250℃，第六温度区的温度为250℃，双螺杆挤出机的机头温度为250℃，螺杆转速为230r/min。
实施例4
(1)称取重量份为85份ABS、22份LDH-SEP、11份APP、13份PER，0.2份Irganox1010和0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到阻燃ABS复合材料A4，其中，双螺杆挤出机的第一温度区的温度为200℃，第二温度区的温度为250℃，第三温度区的温度为250℃，第四温度区的温度为250℃，第五温度区的温度为250℃，第六温度区的温度为250℃，双螺杆挤出机的机头温度为250℃，螺杆转速为240r/min。
对比例1
(1)称取重量份为85份ABS、11份APP、13份PER，0.2份Irganox1010和0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到阻燃ABS复合材料D1，其中，双螺杆挤出机的第一温度区的温度为200℃，第二温度区的温度为270℃，第三温度区的温度为260℃，第四温度区的温度为250℃，第五温度区的温度为250℃，第六温度区的温度为250℃，双螺杆挤出机的机头温度为250℃，螺杆转速为250r/min。
将上述实施例1-4及对比例1制备的阻燃ABS复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表：
其中，阻燃等级所测试的值指的是1.6mm厚度的阻燃样条的数值。
由上表数据可以看出本发明制得阻燃ABS复合材料的拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度较佳，力学性能优良，相较于对比例1不但阻燃等级更高，而且力学性能更加优良，这大大扩展了阻燃ABS复合材料的应用领域，能够满足IT、通讯、电子、汽车等领域对工程件的要求。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (9)

1.一种阻燃ABS复合材料，其特征在于，按重量份计包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的阻燃ABS复合材料，其特征在于，所述PER的平均粒径小于10μm。
3.根据权利要求1所述的阻燃ABS复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或多种。
4.一种阻燃ABS复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)称取重量份为70份-90份的ABS、16份-24份的LDH-SEP、8份-12份的APP、10份-16份的PER、0.1份-0.5份的抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到阻燃ABS复合材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的搅拌的转速为120r/min-240r/min，搅拌的温度为70℃-120℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到阻燃ABS复合材料，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为190℃～210℃，第二温度区的温度为230℃～270℃，第三温度区的温度为230℃～270℃，第四温度区的温度为230℃～270℃，第五温度区的温度为230℃～270℃，第六温度区的温度为230℃～270℃，所述双螺杆挤出机的机头温度为230℃～270℃，螺杆转速为200r/min～260r/min。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的LDH-SEP按如下方法制备：
将海泡石、六水合氯化铝和六水合氯化镁顺次加入水中并升温得到混合液，接着在惰性气氛下将氢氧化钠加入所述混合液中反应一段时间，过滤洗涤后将产物干燥，即得到LDH-SEP。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述海泡石、六水合氯化铝、六水合氯化镁和氢氧化钠的质量比为(40-60):(6-10):(6-10):(18-24)，且将所述氢氧化钠加入所述混合液后所述混合液的pH值为9-10。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述升温的温度为60℃-80℃，所述反应温度为40℃-80℃，反应时间为1h-3h。
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