CN105936731A - 一种低烟透明阻燃abs材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低烟透明阻燃ABS材料及其制备方法与应用，所述低烟透明阻燃ABS材料由包括如下重量份数的原料制成：树脂A：60‑85份；阻燃母粒：10‑20份；增韧剂：5‑2份；抑烟剂：3‑7份；其中，所述树脂A为MABS。本发明所述的低烟透明阻燃ABS材料经过测试，其阻燃等级达到V‑2或V‑1级别，力学性能优异；使用纳米碳酸钙作为抑烟剂，可以有效的降低阻燃ABS的成本，有具有生烟量低、阻燃效果好的特点。

Description

一种低烟透明阻燃ABS材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于高分子材料领域，尤其是涉及一种低烟透明阻燃ABS材料及其制备方法与应用。
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，集中了苯乙烯的高流动性、丁二烯的橡胶韧性和丙烯腈的耐化学品特性，具有优良的加工性能、耐低温性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能及高光泽和优异的电镀性能，同时具有耐蠕变性好、尺寸稳定性高、成型收缩率小等优异特点,在军工、汽车、电子电器等领域应用非常广泛。但一方面ABS树脂的氧指数只有18，属于易燃材料。因此，对ABS树脂进行阻燃改性是目前常用的一种ABS树脂改性方法。另一方面，随着社会经济的发展，人们除了对材料使用性能的要求越来越高外，更对材料表面的美观要求越来越青睐，因此开发出不仅具有使用性能，更具有透明质感的改性材料是目前的一个趋势。目前有不少高分子材料在未经过改性前可做到透明级，如透明聚碳酸酯，亚克力、透明ABS树脂、透苯等，但这些材料通过阻燃改性后，均变成非透明材料。在获得了其对性能的要求的同时，也失去了其外观的美学价值。
另外，阻燃ABS仍然有发烟量大、毒气重的缺点。目前的低烟阻燃ABS，所使用的抑烟剂多为氧化钼、钼酸铵或钼酸锌一类的钼化物，价格昂贵。
因此，开发出一种低烟透明阻燃ABS材料显得尤为重要，具有巨大的市场空间。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种低烟透明阻燃ABS材料。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种低烟透明阻燃ABS材料，由包括如下重量份数的原料制成：树脂A：60-85份；阻燃母粒：10-20份；增韧剂：5-25份；抑烟剂：3-7份；其中，所述树脂A为MABS。
进一步的，所述阻燃母粒包括如下重量份数的组分：树脂B：60-90份；磷氮系阻燃剂：10-30份；硼酸锌：5-20份；其中，所述树脂B为MABS，所述树脂A和树脂B的规格相同或不同。
进一步的，所述磷氮系阻燃剂为聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或二者的混合物。
进一步的，所述增韧剂为MBS(甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物)型增韧剂、ASA(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物)型增韧剂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)型增韧剂中的一种或两种以上的混合物。
进一步的，所述抑烟剂为纳米碳酸钙。
进一步的，所述树脂A的透光率>80％，悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2，所述树脂B的透光率>80％，悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2。
进一步的，所述硼酸锌平均粒径为2-4μm。
本发明所述的透明阻燃ABS材料中还可包含重量份数为0.1-3份的助剂，所述助剂包括热稳定剂、光稳定剂、加工助剂、颜料，由于本发明可为汽车内饰用聚丙烯组合物，可根据不同汽车内饰的结构、技术要求等对下述添加剂进行单独使用，或者复合使用。
热稳定剂可以提高材料在加工和使用过程中的耐热老化性能，通常可选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类的复合物中的一种或一种以上复配。
光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类或紫外线吸收剂。
加工助剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂(选自Cast、Znst)、硬脂酸复合酯或酰胺类(芥酸酰胺)中的一种或两种以上。
本发明的另一目的在于提出一种低烟透明阻燃ABS材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将树脂B、磷氮系阻燃剂和硼酸锌按配比加入到高温混炼机中，在170-250℃的温度下进行预混合，造粒冷却后得到阻燃母粒；
(2)将树脂A、阻燃母粒、增韧剂、抑烟剂、助剂按配比在高速混合机充分混合10-60分钟得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物经过精密计量的送料装置输送至双螺杆挤出机中，经过挤出造粒、干燥得到低烟透明阻燃ABS材料；
进一步的，所述双螺杆挤出机的各段螺杆温度控制在180-230℃之间，双螺杆挤出机的长径比为25-40，螺杆转速为200-800转/分钟；
进一步的，所述低烟透明阻燃ABS材料的制备方法还包括如下步骤：将步骤(3)得到的低烟透明阻燃ABS材料加入到注塑机中加工成样条，所述注塑条件为：料筒温度190-240℃，模具温度60-70℃，注塑压力6-10MPa。
本发明的另一目的在于提出一种上述低烟透明阻燃ABS材料的应用，该材料应用于电器仪表、医用器械、电子行业。
相对于现有技术，本发明所述的低烟透明阻燃ABS材料具有以下优势：
(1)本发明所述的低烟透明阻燃ABS材料经过测试，其阻燃等级达到V-2或V-1级别，力学性能优异；
(2)本发明所述的低烟透明阻燃ABS材料使用纳米碳酸钙作为抑烟剂，可以有效的降低阻燃ABS的成本，有具有生烟量低、阻燃效果好的特点；
(3)本发明所述的低烟透明阻燃ABS材料透明度超过70％；
(4)本发明所述的低烟透明阻燃ABS材料提供的以MABS为载体的阻燃母粒的制备方法，有助于改善工作环境；
(5)本发明所述的低烟透明阻燃ABS材料制备方法简单易行，加工容易，成本低廉，非常适合在电器仪表、医用器械、电子行业等即需要阻燃，又需要一定透明性等领域推广应用。
具体实施方式
除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
在说明书和权利要求书中使用的，单数型“一个”和“这个”包括复数参考，除非上下文另有清楚的表述。
所有的数字标识，例如温度、时间，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
现对实施例及对比例所用的原材料做如下说明，但不限于这些材料：
本发明实施例中MABS选用日本电气化学的MABS TE-10S；
本发明实施例中增韧剂选用韩国LG化学的MBS EM-500；
本发明实施例中聚磷酸盐选用艾迪科的FP-2200；
本发明实施例中抑烟剂为纳米碳酸钙；
本发明实施例中三聚氰胺氰尿酸盐选用巴斯夫的MC-25；
本发明实施例中硼酸锌选用成都市开飞高能化学工业有限公司的ZB-500；
本发明对比例中四溴双酚A选用以色列死海溴公司的FR-1524；
本发明对比例中溴化环氧选用韩国宇进的CXB-714C；
本发明对比例中十溴二苯乙烷选用美国雅保公司的4010；
本发明对比例中溴代三嗪选用以色列死海溴公司的FR-245；
本发明对比例中阻燃协效剂选用云南木利锑业有限公司的S-05N。
本发明实施例1-4和对比例1-4的制备方法包括如下步骤：
(1)将MABS、磷氮系阻燃剂和硼酸锌按配比(见表1)加入到高温混炼机中，在170-250℃的温度下进行预混合，造粒冷却后得到阻燃母粒待用；
(2)将MABS、阻燃母粒、增韧剂、抑烟剂按配比(见表2)在高速混合机充分混合10-60分钟得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物经过精密计量的送料装置输送至双螺杆挤出机中，经过挤出造粒、干燥得到低烟透明阻燃ABS材料；
(4)将步骤(3)得到的低烟透明阻燃ABS材料加入到注塑机中加工成样条，所述注塑条件为：料筒温度190-240℃，模具温度60-70℃，注塑压力6-10MPa。
实施例1-4和对比例1-4，双螺杆挤出机熔融挤出的加工条件如下：一区温度180℃，二区温度190℃，三区温度200℃，四区温度210℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃，机头温度230℃；螺杆转速为200-800转/分钟。双螺杆挤出机的长径比为40：1。
实施例1-4和对比例1-4得到的产品采用ISO标准测试其相关性能；测试阻燃等级使用的UL-94垂直燃烧仪是美国ATLAS HVUL-2；测试透光率使用的是是林上科技有限公司LS105A透光率计。
将上述各实施例及对比例所制得的塑胶粒子按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，并按测试标准进行各性能测试，测试结果见表2。
表1阻燃母粒的各组分含量(重量份数)
组份 A1 A2 A3 A4
MABS树脂 70 70 65 65
聚磷酸盐 10 20 / 15
三聚氰胺氰尿酸盐 / / 30 10
硼酸锌 20 10 5 10
表2实施例与对比例中各组份的具体配比及性能测试数据
从表2的实施例和对比例的测试结果中可以看出，相比较起溴系阻燃剂，本发明选用以MABS树脂为载体的并添加有磷氮系阻燃剂和硼酸锌制成的阻燃母粒来做为阻燃剂，力学性能较为优异，流动性能比传统的阻燃ABS更优异。更重要的是，其透光率较传统阻燃ABS到大幅度提高，透光率可以做到70％以上。
另外，通过添加抑烟剂，烟密度从400Dm降低到160Dm，效果明显。
本发明低烟透明阻燃ABS材料综合了ABS基体树脂的透明性及阻燃性，适合在电器仪表、医用器械、电子行业等既需要阻燃，又需要一定透明性等领域推广应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低烟透明阻燃ABS材料，其特征在于：由包括如下重量份数的原料制成：树脂A：60-85份；阻燃母粒：10-20份；增韧剂：5-25份；抑烟剂：3-7份；其中，所述树脂A为MABS。
2.根据权利要求1所述的低烟透明阻燃ABS材料，其特征在于：所述阻燃母粒包括如下重量份数的组分：树脂B：60-90份；磷氮系阻燃剂：10-30份；硼酸锌：5-20份；其中，所述树脂B为MABS，所述树脂A和树脂B的规格相同或不同。
3.根据权利要求2所述的低烟透明阻燃ABS材料，其特征在于：所述增韧剂为MBS型增韧剂、ASA型增韧剂、EVA型增韧剂中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求2所述的低烟透明阻燃ABS材料，其特征在于：所述抑烟剂为纳米碳酸钙。
5.根据权利要求1-4任一项所述的低烟透明阻燃ABS材料，其特征在于：所述树脂A的透光率>80％，悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2，所述树脂B的透光率>80％，悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2。
6.根据权利要求1-4任一项所述的低烟透明阻燃ABS材料，其特征在于：所述硼酸锌平均粒径为2-4μm。
7.一种权利要求2-6中任一所述低烟透明阻燃ABS材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
(1)将树脂B、磷氮系阻燃剂和硼酸锌加入到高温混炼机中，在170-250℃的温度下进行预混合，造粒冷却后得到阻燃母粒；
(2)将树脂A、阻燃母粒、增韧剂、抑烟剂、助剂在高速混合机充分混合10-60分钟后得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物经过精密计量的送料装置输送至双螺杆挤出机中，经过挤出造粒、干燥得到低烟透明阻燃ABS材料。
8.根据权利要求7所述的低烟透明阻燃ABS材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的各段螺杆温度控制在180-230℃之间，双螺杆挤出机的长径比为25-40，螺杆转速为200-800转/分钟。
9.根据权利要求8所述的低烟透明阻燃ABS材料的制备方法，其特征在于：所述低烟透明阻燃ABS材料的制备方法还包括如下步骤：将步骤(3)得到的低烟透明阻燃ABS材料加入到注塑机中加工成样条，所述注塑条件为：料筒温度190-240℃，模具温度60-70℃，注塑压力6-10MPa。
10.一种权利要求1-6所述的低烟透明阻燃ABS材料的应用，所述材料应用于电器仪表、医用器械或电子行业。
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