CN107903567A - 一种阻燃abs/pok合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃ABS/POK合金及其制备方法，该阻燃ABS/POK合金由以下质量份的组分组成：ABS树脂：30～65份；聚酮树脂：10～45份；阻燃剂：13～25份；阻燃协效剂：3～8份；相容剂：2～5份；抗氧剂：0.3～1份；加工助剂：0.3～1份。其制备方法如下：1)原料的干燥和共混；2)原料由双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒和干燥。本发明的阻燃ABS/POK合金的耐热性能优异，热变形温度最高可达130℃，且具有很好的力学性能、阻燃性能和加工性能，极大地拓宽了ABS材料的使用范围，其制备工艺简单，便于大规模生产。

Description

一种阻燃ABS/POK合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃ABS/POK合金及其制备方法，属于阻燃高分子合金材料技术领域。
背景技术
ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，丙烯腈赋予其良好的耐溶剂、耐油性能，苯乙烯赋予其良好的加工性能，丁二烯赋予其优异的抗冲击性能，使其可以广泛应用在汽车、家电、电子等领域。然而，随着科技的发展和人们需求的不断提高，ABS在以下两方面已经不能满足实际需求：1)ABS的热变形温度只有85℃左右，需要进一步提高其耐热性能；2)ABS属于易燃材料，需要对其进行阻燃改性。
CN 102391608A公开了一种超高耐热阻燃ABS组合物及其制备方法，通过添加含溴阻燃剂和三氧化二锑来改善ABS的阻燃性能，并通过添加SMI类耐热改性剂将ABS的热变形温度提高到115℃左右，可以有效改善ABS的阻燃性能和耐热性能，但会造成材料的力学性能显著下降。将ABS与PC共混制备成PC/ABS合金也可以提高ABS的耐热性能，合金的热变形温度可达120℃，但是高熔点PC的引入会导致合金的加工温度高，且ABS容易烧黄，PC容易分解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃ABS/POK合金及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种阻燃ABS/POK合金，由以下质量份的组分组成：
ABS树脂：30～65份；
聚酮树脂：10～45份；
阻燃剂：13～25份；
阻燃协效剂：3～8份；
相容剂：2～5份；
抗氧剂：0.3～1份；
加工助剂：0.3～1份。
所述的ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物中的至少一种。
所述的聚酮树脂的熔融指数为40～120g/10min，测试条件为240℃/2.16kg。
所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷、三(三溴苯氧基)三嗪、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂中的至少一种。
所述的阻燃协效剂为三氧化二锑和氯化聚乙烯的复配物。
所述的相容剂为ABS接枝马来酸酐、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。
所述的加工助剂为硅酮母粒、硬脂酸锌、芥酸酰胺中的至少一种。
上述阻燃ABS/POK合金的制备方法，包括以下步骤：
1)先对原料进行干燥，再将各原料加入搅拌机充分搅拌混合均匀；
2)将搅拌机中的原料转入双螺杆挤出机，挤出、冷却、造粒、干燥，得到阻燃ABS/POK合金。
步骤1)所述的干燥在80～100℃下进行，干燥时间为1～2h。
步骤1)中搅拌机的转速为400～800r/min，搅拌时间为6～10min。
步骤2)中双螺杆挤出机各温区的温度为150～230℃，喂料转速为12～24r/min，主机转速为220～600r/min。
本发明的有益效果是：本发明的阻燃ABS/POK合金的耐热性能优异，热变形温度最高可达130℃，且具有很好的力学性能、阻燃性能和加工性能，极大地拓宽了ABS材料的使用范围，其制备工艺简单，便于大规模生产。
1)本发明通过添加聚酮树脂将ABS的热变形温度从90℃提高到130℃以上，使得ABS/POK合金的耐热性能优异；
2)本发明采用溴-锑-氯复配阻燃体系，仅需较小的添加量便可以使ABS/POK合金具有较好的阻燃性能；
3)本发明通过添加相容剂改善了ABS和POK的界面相容性，使得ABS/POK合金的力学性能良好；
4)本发明采用共混法制备阻燃ABS/POK合金，制备工艺简单，生产成本低，便于进行工业化大规模生产。
具体实施方式
一种阻燃ABS/POK合金，由以下质量份的组分组成：
ABS树脂：30～65份；
聚酮树脂：10～45份；
阻燃剂：13～25份；
阻燃协效剂：3～8份；
相容剂：2～5份；
抗氧剂：0.3～1份；
加工助剂：0.3～1份。
优选的，所述的ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)中的至少一种。
优选的，所述的聚酮树脂(POK)为乙烯、丙烯和一氧化碳的共聚物，熔融指数为40～120g/10min，测试条件为240℃/2.16kg。
优选的，所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷、三(三溴苯氧基)三嗪、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂中的至少一种。
优选的，所述的阻燃协效剂为三氧化二锑和氯化聚乙烯(CPE)的复配物。
优选的，所述的三氧化二锑、氯化聚乙烯的质量比为(4～5)：2。
优选的，所述的相容剂为ABS接枝马来酸酐、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(SAG)中的至少一种。
优选的，所述的苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的环氧当量为200～1200g/mol。
优选的，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。
优选的，所述的受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1:1。
进一步优选的，所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)的复配物。
优选的，所述的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的质量比为1:1。
优选的，所述的加工助剂为硅酮母粒、硬脂酸锌、芥酸酰胺中的至少一种。
上述阻燃ABS/POK合金的制备方法，包括以下步骤：
1)先对原料进行干燥，再将各原料加入搅拌机充分搅拌混合均匀；
2)将搅拌机中的原料转入双螺杆挤出机，挤出、冷却、造粒、干燥，得到阻燃ABS/POK合金。
优选的，步骤1)所述的干燥在80～100℃下进行，干燥时间为1～2h。
优选的，步骤1)中搅拌机的转速为400～800r/min，搅拌时间为6～10min。
优选的，步骤2)中双螺杆挤出机各温区的温度为150～230℃，喂料转速为12～24r/min，主机转速为220～600r/min。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例：
实施例1～8的阻燃ABS/POK合金和对比例1～2的耐热阻燃ABS的原料组成如下表所示(质量份)：
表1实施例1～8的阻燃ABS/POK合金和对比例1～2的耐热阻燃ABS的原料组成表
将以上配好的原料分别在85℃环境下烘干2小时，再投入高速搅拌机搅拌10分钟，搅拌机转速为600转/分钟。将混合后的原料加入到双螺杆挤出机挤出，冷却，造粒，干燥。双螺杆挤出机的11个温区分别设定为150℃、190℃、220℃、220℃、220℃、220℃、215℃、215℃、215℃、215℃、220℃。喂料转速15转/分钟，主机转速为350转/分钟。
注：
ABS：DG-417，天津大姑化工股份有限公司；
AS：PN-117L200，台湾奇美实业股份有限公司；
ABS高胶粉：HR181，韩国锦湖石油化学株式会社；
聚酮树脂：M330A，韩国晓星株式会社；
十溴二苯乙烷：RDT-3，寿光卫东化工股份有限公司；
三氧化二锑(Sb2O3)：广东宇星阻燃新材料股份有限公司；
氯化聚乙烯(CPE)：三友塑料助剂有限公司；
苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物：SAG-002，环氧当量400～850g/mol，南通日之升高分子新材料科技有限公司；
抗氧剂：Irganox 1010、Irganox 168，巴斯夫；
硅酮母粒：MB50-002，道康宁；
耐热改性剂：MS-NB，日本电气化学株式会社。
测试例：
1)对实施例1～5制备的阻燃ABS/POK合金进行性能测试，测试结果如下表所示：
表2实施例1～5的阻燃ABS/POK合金的性能测试数据
2)对实施例6～8制备的阻燃ABS/POK合金和对比例1～2制备的耐热阻燃ABS进行性能测试，测试结果如下表所示：
表3实施例6～8的阻燃ABS/POK合金和对比例1～2的耐热阻燃ABS的性能测试数据
由表1～3可知：随着聚酮POK用量的提高，ABS/POK合金的热变形温度不断提高，实施例4的阻燃ABS/POK合金的热变形温度达到130℃，表明本发明取得了显著的效果。另外，从实施例和对比例2可看出，本发明的阻燃ABS/POK合金材料比普通的耐热阻燃ABS的综合力学性能要好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃ABS/POK合金，其特征在于：由以下质量份的组分组成：
ABS树脂：30～65份；
聚酮树脂：10～45份；
阻燃剂：13～25份；
阻燃协效剂：3～8份；
相容剂：2～5份；
抗氧剂：0.3～1份；
加工助剂：0.3～1份。
2.根据权利要求1所述的阻燃ABS/POK合金，其特征在于：所述的ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的阻燃ABS/POK合金，其特征在于：所述的聚酮树脂的熔融指数为40～120g/10min，测试条件为240℃/2.16kg。
4.根据权利要求1所述的阻燃ABS/POK合金，其特征在于：所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷、三(三溴苯氧基)三嗪、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的阻燃ABS/POK合金，其特征在于：所述的阻燃协效剂为三氧化二锑和氯化聚乙烯的复配物。
6.根据权利要求1所述的阻燃ABS/POK合金，其特征在于：所述的相容剂为ABS接枝马来酸酐、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的阻燃ABS/POK合金，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。
8.根据权利要求1所述的阻燃ABS/POK合金，其特征在于：所述的加工助剂为硅酮母粒、硬脂酸锌、芥酸酰胺中的至少一种。
9.权利要求1～8中任意一项所述的阻燃ABS/POK合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)先对原料进行干燥，再将各原料加入搅拌机充分搅拌混合均匀；
2)将搅拌机中的原料转入双螺杆挤出机，挤出、冷却、造粒、干燥，得到阻燃ABS/POK合金。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的干燥在80～100℃下进行，干燥时间为1～2h；步骤1)中搅拌机的转速为400～800r/min，搅拌时间为6～10min；步骤2)中双螺杆挤出机各温区的温度为150～230℃，喂料转速为12～24r/min，主机转速为220～600r/min。
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