CN106977874A - 无卤环保阻燃abs/pc树脂合金 - Google Patents

无卤环保阻燃abs/pc树脂合金 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金，其特征在于由以下质量份的物质组成：ABS树脂40～70份，PC树脂20～30份，改性蒙脱土5～10份，复合阻燃剂10～15份，协效阻燃剂0～5份，抗氧剂1～3份，润滑剂3～6份，无机填料0～5份。采用发明中的技术方案制备的无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金维持了ABS树脂和PC树脂自身的性能外，树脂合金具有优良的力学系能和阻燃性能。

Description

无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金
技术领域
本发明涉及阻燃高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金。
背景技术
丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)兼具有丙烯腈的刚性和耐热性、聚苯乙烯的光泽性和加工性以及聚丁二烯的耐冲击性等特点，可广泛应用于家用电器、办公设备、仪器仪表、交通运输、建筑材料日用品及包装材料等领域。但是ABS的极限氧指数(LOI)只有18％，属于易燃材料。为了改善其燃烧行为，使其遇火难燃或离火自熄，必须对ABS进行阻燃改性。
目前对于ABS的阻燃体系主要采用传统卤系阻燃剂，其中阻燃效果最好的为含溴有机化合物，如十溴二苯醚(DBDPO)、四溴双酚A、溴化环氧树脂等。虽然传统卤系阻燃体系的阻燃效果好，但是燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体，因此采用传统卤系阻燃体系对环境和人体的具有潜在危害，环境不友好，随着社会的发展，人们对环保、安全等要求日益提高以及欧盟《RoHS指令》的颁布，开发高效、不含铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚等有害物质、发烟量小、无毒环保型阻燃ABS树脂具有重大的意义，同时拥有巨大的市场空间。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金，该树脂具有优良的力学系能和阻燃性能。
本发明采用的技术方案是：
无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金，其特征在于由以下质量份的物质组成：
所述改性蒙脱土的制备工艺是，按照质量份计，将5～10份蒙脱土加入是100～150份水中，快速搅拌并升温至80～90℃，然后加入0.5～1份十八烷基三甲基氯化铵，恒温下搅拌12～24h，过滤、分离、洗涤至硝酸银检测无白色沉淀，然后80～90℃真空干燥下20～24h，然后将研磨粉碎后的蒙脱土与50～120份环氧树脂于70～75℃下混合3～4h，然后加入90～180份双酚A双(二苯基磷酸酯)和40～60份硼酸锌，制得改性蒙脱土；
所述复合阻燃剂的制备工艺是，按照质量份计，将1～3份硅烷偶联剂喷入到10～30份聚磷酸铵内于50～70℃下混合0.5～1.5h制成表面改性聚磷酸铵，然后将改性聚磷酸铵缓慢加入50～70份环氧树脂和50～70份苯乙烯-马来酸酐共聚物中，快速搅拌0.5～1h，将0.1～3份固化剂促进剂溶解到10～15份N，N－二甲基甲酰胺中并缓慢加入到聚磷酸铵、环氧树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物的混合物种，制得复合阻燃剂。
进一步地，无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金由以下质量份的物质组成：
所述改性蒙脱土的制备工艺是，按照质量份计，将10份蒙脱土加入是100～150份水中，快速搅拌并升温至80～90℃，然后加入1份十八烷基三甲基氯化铵，恒温下搅拌12～24h，过滤、分离、洗涤至硝酸银检测无白色沉淀，然后80～90℃真空干燥下20～24h，然后将研磨粉碎后的蒙脱土与50份环氧树脂于70～75℃下混合3～4h，然后加入180份双酚A双(二苯基磷酸酯)和40份硼酸锌，制得改性蒙脱土；
所述复合阻燃剂的制备工艺是，按照质量份计，将3份硅烷偶联剂喷入到30份聚磷酸铵内于50～70℃下混合0.5～1.5h制成表面改性聚磷酸铵，然后将改性聚磷酸铵缓慢加入50份环氧树脂和70份苯乙烯-马来酸酐共聚物中，快速搅拌0.5～1h，将1份固化剂促进剂溶解到13份N，N－二甲基甲酰胺中并缓慢加入到聚磷酸铵、环氧树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物的混合物种，制得复合阻燃剂。
进一步地，所述协效阻燃剂为三氧化二锑或者偏硼酸钡。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂WSL、抗氧剂300、抗氧剂245、抗氧剂1035、抗氧剂1222、硫代二丙酸双月桂酯或硫代二丙酸二硬脂醇酯。
进一步地，所述润滑剂为N，N-乙撑双硬脂酰胺或者硬脂酸镁。
进一步地，所述无机填料为滑石粉、玻璃微珠、碳酸钙、硫酸钡、氧化镁、硫酸钙、硅石灰、云母粉或硅藻土。
进一步地，所述硅烷偶联剂为KH560、KH560或者KH570。
进一步地，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑。
本发明的有益效果是：
1.本发明中以ABS和PC树脂为主要原料，辅以改性蒙脱土、复合阻燃剂和协效阻燃剂，制备的合金树脂力学性能良好，无卤环保阻燃。
2.本发明中以改性蒙脱土和复合阻燃剂作为主要的阻燃助剂。蒙脱土经十八烷基三甲基氯化铵改善其表面清油性能，使得其在聚合物中更容易分散，同时双酚A双(二苯基磷酸酯)和硼酸锌会渗透到蒙脱土层片结构中。在遇火燃烧过程中，会发生膨胀，起到隔绝气源的作用。聚磷酸铵与传统的卤系阻燃剂相比，阻燃效果好，无烟低毒，环境友好。为改善聚磷酸铵与聚合物相容性差的缺陷，本发明中先采用硅烷偶联剂对聚磷酸铵进行表面处理，然后加入到环氧树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物混合物中。苯乙烯-马来酸酐共聚物和环氧树脂在固化促进剂的作用下，发生交联形成三维互穿网络结构，聚磷酸铵则均匀的分散在三维网络互穿结构中，且本发明中控制苯乙烯-马来酸酐共聚物、环氧树脂以及固化促进剂的比例，使得苯乙烯-马来酸酐共聚物和环氧树脂发生半固化，形成将聚磷酸铵包裹在内部微胶囊，进一步改善了聚磷酸铵子与聚合物相容性差的问题。微胶囊结构投入到ABS和PC树脂中，能迅速的分散，且在遇火情况下，聚磷酸铵分解产生惰性气体并发生微膨胀阻隔火焰继续燃烧。多种阻燃剂复配使用可以降低阻燃剂的使用量，降低成本。
3.本发明中，环氧树脂、苯乙烯-马来酸酐共聚物以及环氧树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物板交联固化物一方面会改善蒙脱土和聚磷酸铵份分散性能，同时还能ABS/PC合金的力学性能和加工性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的及技术方案的优点更加清楚明白，以下结合实例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例一
无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金，其特征在于由以下质量份的物质组成：
所述改性蒙脱土的制备工艺是，按照质量份计，将6份蒙脱土加入是100～150份水中，快速搅拌并升温至80～90℃，然后加入0.7份十八烷基三甲基氯化铵，恒温下搅拌12～24h，过滤、分离、洗涤至硝酸银检测无白色沉淀，然后80～90℃真空干燥下20～24h，然后将研磨粉碎后的蒙脱土与50份环氧树脂于70～75℃下混合3～4h，然后加入170份双酚A双(二苯基磷酸酯)和60份硼酸锌，制得改性蒙脱土；
所述复合阻燃剂的制备工艺是，按照质量份计，将1份硅烷偶联剂KH560喷入到10份聚磷酸铵内于50～70℃下混合0.5～1.5h制成表面改性聚磷酸铵，然后将改性聚磷酸铵缓慢加入50份环氧树脂和50份苯乙烯-马来酸酐共聚物中，快速搅拌0.5～1h，将0.1份固化剂促进剂2-乙基-4-甲基咪唑溶解到10份N，N－二甲基甲酰胺中并缓慢加入到聚磷酸铵、环氧树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物的混合物种，制得复合阻燃剂。
实施例二
无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金，其特征在于由以下质量份的物质组成：
所述改性蒙脱土的制备工艺是，按照质量份计，将10份蒙脱土加入是100～150份水中，快速搅拌并升温至80～90℃，然后加入1份十八烷基三甲基氯化铵，恒温下搅拌12～24h，过滤、分离、洗涤至硝酸银检测无白色沉淀，然后80～90℃真空干燥下20～24h，然后将研磨粉碎后的蒙脱土与120份环氧树脂于70～75℃下混合3～4h，然后加入90份双酚A双(二苯基磷酸酯)和40份硼酸锌，制得改性蒙脱土；
所述复合阻燃剂的制备工艺是，按照质量份计，将3份硅烷偶联剂KH570喷入到30份聚磷酸铵内于50～70℃下混合0.5～1.5h制成表面改性聚磷酸铵，然后将改性聚磷酸铵缓慢加入70份环氧树脂和70份苯乙烯-马来酸酐共聚物中，快速搅拌0.5～1h，将3份固化剂促进剂2-苯基咪唑溶解到15份N，N－二甲基甲酰胺中并缓慢加入到聚磷酸铵、环氧树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物的混合物种，制得复合阻燃剂。
实施例三
无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金由以下质量份的物质组成：
所述改性蒙脱土的制备工艺是，按照质量份计，将10份蒙脱土加入是100～150份水中，快速搅拌并升温至80～90℃，然后加入1份十八烷基三甲基氯化铵，恒温下搅拌12～24h，过滤、分离、洗涤至硝酸银检测无白色沉淀，然后80～90℃真空干燥下20～24h，然后将研磨粉碎后的蒙脱土与50份环氧树脂于70～75℃下混合3～4h，然后加入180份双酚A双(二苯基磷酸酯)和40份硼酸锌，制得改性蒙脱土；
所述复合阻燃剂的制备工艺是，按照质量份计，将3份硅烷偶联剂KH550喷入到30份聚磷酸铵内于50～70℃下混合0.5～1.5h制成表面改性聚磷酸铵，然后将改性聚磷酸铵缓慢加入50份环氧树脂和70份苯乙烯-马来酸酐共聚物中，快速搅拌0.5～1h，将1份固化剂促进剂2-甲基咪唑溶解到13份N，N－二甲基甲酰胺中并缓慢加入到聚磷酸铵、环氧树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物的混合物种，制得复合阻燃剂。
实施例1、2和3的测试结果如下所示：
从检测结果可以看出，采用本发明中的技术方案制备的ABS/PC树脂合金具有优良的力学性能和阻燃性能。

Claims (8)

1.无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金，其特征在于由以下质量份的物质组成：
所述改性蒙脱土的制备工艺是，按照质量份计，将5～10份蒙脱土加入是100～150份水中，快速搅拌并升温至80～90℃，然后加入0.5～1份十八烷基三甲基氯化铵，恒温下搅拌12～24h，过滤、分离、洗涤至硝酸银检测无白色沉淀，然后80～90℃真空干燥下20～24h，然后将研磨粉碎后的蒙脱土与50～120份环氧树脂于70～75℃下混合3～4h，然后加入90～180份双酚A双(二苯基磷酸酯)和40～60份硼酸锌，制得改性蒙脱土；
所述复合阻燃剂的制备工艺是，按照质量份计，将1～3份硅烷偶联剂喷入到10～30份聚磷酸铵内于50～70℃下混合0.5～1.5h制成表面改性聚磷酸铵，然后将改性聚磷酸铵缓慢加入50～70份环氧树脂和50～70份苯乙烯-马来酸酐共聚物中，快速搅拌0.5～1h，将0.1～3份固化剂促进剂溶解到10～15份N，N－二甲基甲酰胺中并缓慢加入到聚磷酸铵、环氧树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物的混合物种，制得复合阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的无卤环保阻燃ABS/PC树脂合金，其特征在于由以下质量份的物质组成
所述改性蒙脱土的制备工艺是，按照质量份计，将10份蒙脱土加入是100～150份水中，快速搅拌并升温至80～90℃，然后加入1份十八烷基三甲基氯化铵，恒温下搅拌12～24h，过滤、分离、洗涤至硝酸银检测无白色沉淀，然后80～90℃真空干燥下20～24h，然后将研磨粉碎后的蒙脱土与50份环氧树脂于70～75℃下混合3～4h，然后加入180份双酚A双(二苯基磷酸酯)和40份硼酸锌，制得改性蒙脱土；
所述复合阻燃剂的制备工艺是，按照质量份计，将3份硅烷偶联剂喷入到30份聚磷酸铵内于50～70℃下混合0.5～1.5h制成表面改性聚磷酸铵，然后将改性聚磷酸铵缓慢加入50份环氧树脂和70份苯乙烯-马来酸酐共聚物中，快速搅拌0.5～1h，将1份固化剂促进剂溶解13份N，N－二甲基甲酰胺中并缓慢加入到聚磷酸铵、环氧树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物的混合物种，制得复合阻燃剂。
3.根据权利要求1或2所述的无卤环保阻燃ABS/PC合金树脂，其特征在于：所述协效阻燃剂为三氧化二锑或者偏硼酸钡。
4.根据权利要求1或者2所述的无卤环保阻燃ABS/PC合金树脂，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂WSL、抗氧剂300、抗氧剂245、抗氧剂1035、抗氧剂1222、硫代二丙酸双月桂酯或硫代二丙酸二硬脂醇酯。
5.根据权利要求1或者2所述的无卤环保阻燃ABS/PC合金树脂，其特征在于：所述润滑剂为N，N-乙撑双硬脂酰胺或者硬脂酸镁。
6.根据权利要求1或者2所述的无卤环保阻燃ABS/PC合金树脂，其特征在于：所述无机填料为滑石粉、玻璃微珠、碳酸钙、硫酸钡、氧化镁、硫酸钙、硅石灰、云母粉或硅藻土。
7.根据权利要求1或者2所述的无卤环保阻燃ABS/PC合金树脂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH560、KH560或者KH570。
8.根据权利要求1或者2所述的无卤环保阻燃ABS/PC合金树脂，其特征在于：所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑。
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