CN106589773A - 用于汽车内饰件的高阻燃abs材料其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料其制备方法，所述高阻燃ABS材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂80‑120份，复合阻燃剂8‑12份，复合阻燃剂的制备方法具体如下：将85%浓磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到60‑80℃加入适量尿素，当温度升到 120‑125℃时，加入适量硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍粉末，搅拌反应10~20 min，然后将产物在280‑320℃下固化1‑2h，经纳米粉碎机粉碎后得复合阻燃剂。以磷酸和尿素为主要原料，以硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍为载体，通过原位聚合制备的聚磷酸铵‑硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂，可充分发挥聚磷酸铵与硅元素和铁、镍元素之间的协同阻燃作用，使ABS材料有很好的阻燃性能。

Description

用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料其制备方法。
背景技术
ABS树脂(丙烯腈‐苯乙烯‐丁二烯共聚物)是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。
ABS是本世纪40年代发展起来的通用热塑性工程塑料，是一个综合力学性能十分优秀的塑料品种，不仅具有良好的刚性、硬度和加工流动性，而且具有高韧性特点，可以注塑、挤出或热成型。
大部分汽车部件都是用注塑成型方法加工的，ABS树脂的优点是抗冲性、隔音性、耐划痕性，耐热性更好，比PP更美观，特别适用于横向抗冲性和使用温度较为严格的部件。ABS树脂是汽车中使用仅次于聚氨脂和聚丙烯的第三大树脂。ABS树脂可用于车内和车外部外壳，方向盘、导油管及把手和按钮等小部件，车外部包括前散热器护栅和灯罩等，目前的ABS树脂阻燃性能并不佳，本发明旨在解决这一技术问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料，所述高阻燃ABS材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂80‐120份，复合阻燃剂8‐12份，所述复合阻燃剂为原位聚合制备的聚磷酸铵‐硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂，复合阻燃剂的制备方法具体如下：
将85％浓磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到60‐80℃加入适量尿素，当温度升到120‐125℃时，加入适量硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍粉末，搅拌反应10～20min，然后将产物在280‐320℃下固化1‐2h，经纳米粉碎机粉碎后得复合阻燃剂。
优选的，所述高阻燃ABS材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂100份，复合阻燃剂10份，复合阻燃剂的制备方法具体如下：
将85％浓度的浓磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到70℃加入适量尿素，当温度升到122℃时，加入适量硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍粉末，搅拌反应15min，然后将产物在300℃下固化1.5h，经纳米粉碎机粉碎后得复合阻燃剂。
优选的，磷酸：尿素：硅藻土：磁性有序介孔铁酸镍的质量比为：1:(0.6～0.7):(0.2～0.3):(0.1‐0.2)。
一种用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料的制备方法，所述制备方法具体如下：
(1)原位聚合制备的聚磷酸铵‐硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂：将85％浓度的浓磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到70℃加入适量尿素，当温度升到122℃时，加入适量硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍粉末，搅拌反应15min，然后将产物在300℃下固化1.5h，经纳米粉碎机粉碎后得复合阻燃剂；
(2)将配方量的ABS树脂和复合阻燃剂混合均匀，经熔融混炼，挤出造粒获得。
本发明使用的磁性有序介孔铁酸镍的制备方法如下：
1)将Ni(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O溶解于甲醇中，将适量多孔硅KIT‐6放入盛有正己烷的聚四氟乙烯容器中，充分搅拌；
2)将溶液1)的原料逐滴加入步骤2)中，所形成的混合溶液充分搅拌，于70‐80℃加热5‐8h；
3)步骤2)所得固体于300‐320℃下灼烧1‐2h；
4)将步骤3)所得固体冷却至室温，经研磨后转移至盛有NaOH溶液的圆底烧瓶内，于30‐40℃水浴条件下回流搅拌8‐12h后离心回收；
5)将步骤4)所得固体分别用乙醇和去离子水反复清洗至中性后，经真空干燥即可。
本发明所采用的磁性有序介孔铁酸镍具备巨大的比表面积和丰富的三维孔隙结构，高比表面积有利于吸附烟气，减少ABS材料燃烧的产烟量；规整有序的开放性孔道、尺寸可调的孔径为聚磷酸铵提供了储存和释放路径，提高ABS材料的使用效果，延长其使用寿命。
本发明的有益效果是：
(1)提高ABS材料的阻燃性
以磷酸和尿素为主要原料，以硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍为载体，通过原位聚合制备的聚磷酸铵‐硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂，可充分发挥聚磷酸铵与硅元素和铁、镍元素之间的协同阻燃作用，使ABS材料有很好的阻燃性能。
(2)提高ABS材料的抑烟性
一方面利用硅藻土的多孔性和吸附性，以及高比表面积磁性有序介孔铁酸镍的吸附性，减少ABS材料燃烧的产烟量；另一方面利用聚磷酸铵与硅元素和铁、镍元素之间的高协同阻燃作用，对ABS材料起到良好的成炭覆盖作用，减少ABS材料成分的热分解和可燃性气体的产生。
(3)降低成本，减少对ABS材料性能的影响
由于聚磷酸铵‐硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂的高阻燃抑烟性，在ABS树脂中的加入量适当，所以对ABS材料的物理强度影响小，有利于保持较好的ABS树脂物理强度性能，同时也可降低成本。
本发明的阻燃ABS塑料具有较好的阻燃性，可以用注塑工艺加工成各种形状的零件，可用于制成汽车用车内和车外部外壳、方向盘及把手和按钮等小部件。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料，所述高阻燃ABS材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂80份，复合阻燃剂8份，所述复合阻燃剂为原位聚合制备的聚磷酸铵‐硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂，复合阻燃剂的制备方法具体如下：将85％浓磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到60℃加入适量尿素，当温度升到125℃时，加入适量硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍粉末，搅拌反应20min，然后将产物在320℃下固化1h，经纳米粉碎机粉碎后得复合阻燃剂，磷酸：尿素：硅藻土：磁性有序介孔铁酸镍的质量比为：1:0.6:0.2:0.1。
用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料的制备方法如下：将配方量的ABS树脂和复合阻燃剂混合均匀，经熔融混炼，挤出造粒获得。
实施例2：
用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料，所述高阻燃ABS材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂120份，复合阻燃剂12份，所述复合阻燃剂为原位聚合制备的聚磷酸铵‐硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂，复合阻燃剂的制备方法具体如下：将85％浓磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到80℃加入适量尿素，当温度升到120℃时，加入适量硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍粉末，搅拌反应10min，然后将产物在280℃下固化2h，经纳米粉碎机粉碎后得复合阻燃剂，磷酸：尿素：硅藻土：磁性有序介孔铁酸镍的质量比为：1:0.7:0.3:0.2。
用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料的制备方法如下：将配方量的ABS树脂和复合阻燃剂混合均匀，经熔融混炼，挤出造粒获得。
实施例3：
用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料，所述高阻燃ABS材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂100份，复合阻燃剂10份，所述复合阻燃剂为原位聚合制备的聚磷酸铵‐硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂，复合阻燃剂的制备方法具体如下：将85％浓磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到70℃加入适量尿素，当温度升到122℃时，加入适量硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍粉末，搅拌反应15min，然后将产物在300℃下固化1.5h，经纳米粉碎机粉碎后得复合阻燃剂，磷酸：尿素：硅藻土：磁性有序介孔铁酸镍的质量比为：1:0.65:0.25:0.15。
用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料的制备方法如下：将配方量的ABS树脂和复合阻燃剂混合均匀，经熔融混炼，挤出造粒获得。
测试例
对实施例1‐3进行测试，阻燃性能具体数据见表1。
UL‐94阻燃等级，(1.6mm) LOI,％
实施例1 V‐0 30.8
实施例2 V‐0 30.1
实施例3 V‐0 32.0
综上所述，本发明可以显著提高ABS材料的阻燃性：以磷酸和尿素为主要原料，以硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍为载体，通过原位聚合制备的聚磷酸铵‐硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂，可充分发挥聚磷酸铵与硅元素和铁、镍元素之间的协同阻燃作用，使ABS材料有很好的阻燃性能。
对实施例1‐3进行测试，抑烟性能具体数据见表2。
总盐释放量(m2/m2)
实施例1 7.2
实施例2 7.6
实施例3 6.6
综上所述，本发明可以显著提高ABS材料的抑烟性，一方面利用硅藻土的多孔性和吸附性，以及高比表面积磁性有序介孔铁酸镍的吸附性，减少ABS材料燃烧的产烟量；另一方面利用聚磷酸铵与硅元素和铁、镍元素之间的高协同阻燃作用，对ABS材料起到良好的成炭覆盖作用，减少ABS材料成分的热分解和可燃性气体的产生。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (4)

1.用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料，其特征在于：所述高阻燃ABS材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂80-120份，复合阻燃剂8-12份，所述复合阻燃剂为原位聚合制备的聚磷酸铵-硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂，复合阻燃剂的制备方法具体如下：
将85%浓磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到60-80℃加入适量尿素，当温度升到120-125℃时，加入适量硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍粉末，搅拌反应10~20 min，然后将产物在280-320℃下固化1-2h，经纳米粉碎机粉碎后得复合阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料，其特征在于：所述高阻燃ABS材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂100份，复合阻燃剂10份，复合阻燃剂的制备方法具体如下：
将85%浓度的浓磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到70℃加入适量尿素，当温度升到 122℃时，加入适量硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍粉末，搅拌反应15min，然后将产物在300℃下固化1.5h，经纳米粉碎机粉碎后得复合阻燃剂。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料，其特征在于：磷酸：尿素：硅藻土：磁性有序介孔铁酸镍的质量比为：1:（0.6~0.7）:（0.2~0.3）:（0.1-0.2）。
4.一种权利要求1-3任意一项所述的用于汽车内饰件的高阻燃ABS材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体如下：
（1）原位聚合制备的聚磷酸铵-硅藻土/磁性有序介孔铁酸镍复合阻燃剂：将85%浓磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到60-80℃加入适量尿素，当温度升到 120-125℃时，加入适量硅藻土和磁性有序介孔铁酸镍粉末，搅拌反应10~20 min，然后将产物在280-320℃下固化1-2h，经纳米粉碎机粉碎后得复合阻燃剂；
（2）将配方量的ABS树脂和复合阻燃剂混合均匀，经熔融混炼，挤出造粒获得。
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