CN107033527A - 抗静电高阻燃abs复合材料其制备方法 - Google Patents

抗静电高阻燃abs复合材料其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗静电高阻燃ABS复合材料其制备方法，抗静电高阻燃ABS复合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂60‑80份，PC树脂40‑60份，EPDM树脂5‑10份，抗氧化剂6‑10份，纳米银5‑8份，复合阻燃剂8‑12份，耐低温增塑剂5‑8份。本发明的复合材料中使用了复合阻燃剂和抗静电剂，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复合材料有很好的阻燃性能和抗静电性能。

Description

抗静电高阻燃ABS复合材料其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗静电高阻燃ABS复合材料其制备方法。
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树脂阻燃性能和抗静电性能并不佳，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，提供一种抗静电高阻燃ABS复合材料其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
抗静电高阻燃ABS复合材料，所述抗静电高阻燃ABS复合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂60-80份，PC树脂40-60份，EPDM树脂5-10份，抗氧化剂6-10份，纳米银5-8份，复合阻燃剂8-12份，耐低温增塑剂5-8份，抗静电剂5-8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60-80℃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。
优选的，所述抗静电高阻燃ABS复合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂70份，PC树脂50份，EPDM树脂6份，抗氧化剂8份，纳米银6份，复合阻燃剂8份，耐低温增塑剂6份，抗静电剂6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）。
优选的，所述抗氧化剂为季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和/或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
优选的，所述抗氧化剂为季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按质量比2:3的混合物。
本发明所述的抗静电高阻燃ABS复合材料的制备方法具体如下：
（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ABS树脂、PC树脂、EPDM树脂、抗氧化剂、纳米银、耐低温增塑剂、抗静电剂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1-2 h；
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复合材料燃烧的产烟量；规整有序的开放性孔道、尺寸可调的孔径为聚磷酸铵、纳米银、抗氧化剂、耐低温增塑剂、抗静电剂提供了储存和释放路径，提高ABS复合材料的使用效果，延长其使用寿命。
本发明的有益效果是：
（1）提高ABS复合材料的阻燃性
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复合材料有很好的阻燃性能，另外加入适量的抗氧化剂、纳米银和抗静电剂，被载体吸附储存，可以持续缓慢的释放有效成分，延长ABS复合材料的使用寿命。
（2）降低成本，减少对ABS复合材料性能的影响
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，在树脂中的加入量适当，所以对ABS复合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。
本发明的抗静电高阻燃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。
本发明实施例中所用原料均系市购常规原料。
实施例1：
抗静电高阻燃ABS复合材料，所述抗静电高阻燃ABS复合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂60份，PC树脂40份，EPDM树脂5份，抗氧化剂6份，纳米银5份，复合阻燃剂8份，耐低温增塑剂5份，抗静电剂5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10 min，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：1:0.6:0.2:0.1，所述抗氧化剂为季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)；
本发明所述的抗静电高阻燃ABS复合材料的制备方法具体如下：将ABS树脂、PC树脂、EPDM树脂、抗氧化剂、纳米银、耐低温增塑剂、抗静电剂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：
抗静电高阻燃ABS复合材料，所述抗静电高阻燃ABS复合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂80份，PC树脂60份，EPDM树脂10份，抗氧化剂10份，纳米银8份，复合阻燃剂12份，耐低温增塑剂8份，抗静电剂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20 min，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：1:0.7:0.3:0.2，所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
本发明所述的抗静电高阻燃ABS复合材料的制备方法具体如下：将ABS树脂、PC树脂、EPDM树脂、抗氧化剂、纳米银、耐低温增塑剂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：
抗静电高阻燃ABS复合材料，所述抗静电高阻燃ABS复合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂70份，PC树脂50份，EPDM树脂6份，抗氧化剂8份，纳米银6份，复合阻燃剂10份，耐低温增塑剂6份，抗静电剂6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15 min，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，所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯质量比2:3的混合物；
本发明所述的抗静电高阻燃ABS复合材料的制备方法具体如下：将ABS树脂、PC树脂、EPDM树脂、抗氧化剂、纳米银、耐低温增塑剂、抗静电剂和复合阻燃剂混合均匀，经熔融混炼，挤出造粒获得。
对比例
ABS树脂90份，PC树脂50份，EPDM树脂8份，将ABS树脂、PC树脂、EPDM树脂混合均匀，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。
综上所述，本发明可以显著提高ABS复合材料的阻燃性：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复合材料有很好的阻燃性能。
对实施例1-3进行测试，抗菌性能测试：抗菌性能检测参照中华人民共和国国轻工行业标准QB/T2591-2003，采用贴膜法，考察样品24h的抗菌率，菌落总数测定参照GB/T4789.2-2003计数。将粒料热压成型制成50mm×50mm抗菌样板。抗菌率的计算式如下： R(％)＝(B-C)/B×100，其中R为抗菌率(％)；B为空白对照样品平均回收菌数，cfu/片；C为抗菌塑料样品平均回收菌数，cfu/片。
综上所述，本发明的抗菌高阻燃ABS材料具有良好的抗菌性能。
对实施例1-3进行测试，按ISO179，测试-30℃的冲压强度，结果如下：
综上所述，本发明的抗静电高阻燃ABS材料具有良好的耐低温性能。
对实施例1-3进行测试，抗静电性能具体数据如下:
综上所述，本发明的抗静电高阻燃ABS材料具有良好的抗静电性能。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，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 (6)

1.抗静电高阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述抗静电高阻燃ABS复合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂60-80份，PC树脂40-60份，EPDM树脂5-10份，抗氧化剂6-10份，纳米银5-8份，复合阻燃剂8-12份，耐低温增塑剂5-8份，抗静电剂5-8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60-80℃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。
2.根据权利要求1所述的抗静电高阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述抗静电高阻燃ABS复合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS树脂70份，PC树脂50份，EPDM树脂6份，抗氧化剂8份，纳米银6份，复合阻燃剂8份，耐低温增塑剂6份，抗静电剂6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所述的抗静电高阻燃ABS复合材料，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.根据权利要求1或2所述的抗静电高阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述抗氧化剂为季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和/或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
5.根据权利要求4所述的抗静电高阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述抗氧化剂为季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按质量比2:3的混合物。
6.一种权利要求1-5任意一项所述的抗静电高阻燃ABS复合材料的制备方法，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ABS树脂、PC树脂、EPDM树脂、抗氧化剂、纳米银、耐低温增塑剂、抗静电剂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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