CN108623980A - 一种蓄电池外壳专用阻燃abs材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蓄电池外壳专用阻燃ABS材料及其制备方法，涉及高分子合金材料技术领域。本发明由以下原料制成：ABS树脂、抗应力开裂剂、增韧剂、阻燃剂、光热稳定剂、润滑剂。本发明蓄电池外壳专用阻燃ABS材料具有良好的力学性能、阻燃性能外，而且加工性能良好、外观优良、环保阻燃，耐铅酸溶液性能良好以及制品低应力开裂，尤其适合气候温差较大地域的蓄电池外壳制品。本发明制备方法流程简单、连续、效率高、产品质量稳定。

Description

一种蓄电池外壳专用阻燃ABS材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种蓄电池外壳专用阻燃ABS材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)是一种性能优良的热塑性树脂，由于其具有的种种优点，ABS被广泛应用于工业零配件、电子电器产品的外壳、办公设备等领域。由于ABS树脂本身的阻燃性极低，且垂直燃烧实验无法达到V-0标准，然而很多使用ABS树脂的场合往往需要产品具有阻燃性，因此目前ABS树脂的阻燃改性显得非常重要，现有技术中，通过一定的方法，使得ABS树脂材料提高了阻燃性，但冲击韧性往往会大幅下降。
蓄电池外壳很多要求使用阻燃ABS材料，并且要求环保，目前市场上的蓄电池外壳大部分还是以铅酸蓄电池为主，外壳使用胶封或者热封后还会残留应力，这些应力也容易导致材料开裂，因此要求阻燃ABS材料在保证环保阻燃的情况下，还需要冲击韧性良好，耐溶剂、耐应力开裂性能良好。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种蓄电池外壳专用阻燃ABS材料及其制备方法，解决了现有技术中蓄电池外壳专用阻燃ABS材料冲击韧性、耐溶剂、耐应力开裂性能不足的技术问题。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种蓄电池外壳专用阻燃ABS材料，所述蓄电池外壳专用阻燃ABS材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂60～80份、抗应力开裂剂1～10份、增韧剂5～15份、阻燃剂8～20份、光热稳定剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份。
优选的，所述ABS树脂选自相对密度为1.04g/cm3～1.06g/cm3、丁二烯橡胶含量＞30％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物中的至少一种，且丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物采用乳液聚合法制备而成。
优选的，所述抗应力开裂剂选自乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、无规三元共聚物、丙烯晴-丁二烯-丙烯酸酯与马来酸酐接枝物中的至少一种，其中丙烯晴-丁二烯-丙烯酸酯与马来酸酐接枝物中活性丙烯酸酯含量≥15％。
优选的，所述增韧剂选自氯化聚乙烯、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、硅橡胶中的至少一种，其中丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物中丁二烯含量≥60％。
优选的，所述阻燃剂包含主阻燃剂和阻燃剂协效剂，且主阻燃剂和阻燃剂协效剂的质量比为5:3～16:4，其中主阻燃剂选自四溴双酚A、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂中的至少一种，阻燃剂协效剂选自三氧化二锑、硼酸锌中的至少一种。
优选的，所述光热稳定剂选自硫代酯类热稳定剂、受阻胺、受阻酚、亚磷酸酯中的至少一种。
优选的，所述硫代酯类热稳定剂选自硫代二丙酸二酯、硫代二丙酸二酯、硫代二丙酸二酯或硫代二丙酸二酯中的一种；所述受阻胺选自萘胺、二苯胺、对苯二胺中的一种；所述受阻酚选自2，6-三丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三丁基-4-羟基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一种。
优选的，所述润滑剂选自液体石蜡、硬脂酸酰胺、硅油或者N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的至少一种。
一种蓄电池外壳专用阻燃ABS材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、称取重量份的原料ABS树脂、抗应力开裂剂、增韧剂、阻燃剂、光热稳定剂、润滑剂混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1得到混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒，即可。
优选的，步骤S2所述双螺杆挤出机的一区螺杆温度为190～200℃，二区至机头的螺杆温度均为190～230℃；螺杆转速为200～300r/min，双螺杆挤出机长径比为50～65，且90℃啮合块≤3组。
本发明提供一种蓄电池外壳专用阻燃ABS材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
本发明蓄电池外壳专用阻燃ABS材料具有力学性能好、阻燃性能良好、耐溶剂性能良好、耐应力开裂性能良好等特点，材料环保可靠，并且材料具有优良的低温韧性，适用于对低温以及耐溶剂性能较高的蓄电池外壳场合，尤其适合温度差异较大的地域使用；
本发明的蓄电池外壳专用阻燃ABS材料的制备方法，采用双螺杆挤出工艺制备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定等优点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中所制备的蓄电池外壳专用阻燃ABS材料物理性能测试标准见表1。
表1蓄电池外壳专用阻燃ABS材料物理性能测试标准
另外，制件的耐溶剂开裂性能可利用热焊接以后的样块在四氯化碳溶液中浸泡5分钟，看热焊接处是否出现开裂。
实施例中原料选用情况：
ABS树脂为奇美的ABS PA-747。
抗应力开裂剂甲基丙烯酸缩水甘油酯(法国阿科玛的AX8900)，丙烯晴-丁二烯-丙烯酸酯与马来酸酐接枝物(帕斯特的B308T)。
增韧剂为CPE135A(市售)，高胶粉181H(韩国锦湖)，硅橡胶S2030(三菱丽阳)。
实施例1：
本实施例蓄电池外壳专用阻燃ABS材料由以下重量份的原料制成：60份ABS PA-747树脂，5份抗应力开裂剂AX8900，15份增韧剂高胶粉181H，20份阻燃剂(主阻燃剂四溴双酚A：阻燃剂协效剂三氧化二锑＝16:4，重量比)，0.3份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)及0.1份润滑剂EBS；
本实施例电池外壳专用阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取重量份的原料ABSPA-747树脂、抗应力开裂剂AX8900、增韧剂高胶粉181H、阻燃剂、光热稳定剂、润滑剂EBS经高速搅拌混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1得到混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒，即可。
其中，步骤S2中双螺杆挤出机一区螺杆温度为190℃；二区至机头的螺杆温度为200℃，螺杆转速250r/min，双螺杆挤出机长径比65，90℃啮合块2组。
制备的电池外壳专用阻燃ABS材料按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例2：
本实施例蓄电池外壳专用阻燃ABS材料由以下重量份的原料制成：80份ABS PA-747树脂，1份抗应力开裂剂B308T，10份增韧剂CPE135A，8份阻燃剂(主阻燃剂十溴二苯乙烷：阻燃剂协效剂三氧化二锑＝5:3，质量比)，1份光热稳定剂硫代二丙酸二(十二醇)酯(DLTP)及0.5份润滑剂液体石蜡；
本实施例电池外壳专用阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将80份ABS PA-747树脂，1份抗应力开裂剂B308T，10份增韧剂CPE135A，8份阻燃剂(主阻燃剂十溴二苯乙烷：阻燃剂协效剂三氧化二锑＝5:3，质量比)，1份光热稳定剂硫代二丙酸二(十二醇)酯(DLTP)及0.5份润滑剂液体石蜡经高速搅拌混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1得到混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒，即可。
其中，步骤S2中双螺杆挤出机一区螺杆温度为190℃；二区至机头的螺杆温度为210℃，螺杆转速200r/min，双螺杆挤出机长径比65，90℃啮合块3组。
制备的电池外壳专用阻燃ABS材料按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例3：
本实施例蓄电池外壳专用阻燃ABS材料由以下重量份的原料制成：将74份ABS PA-747树脂，5份抗应力开裂剂B308T，5份增韧剂S2030，16份阻燃剂(主阻燃剂溴化环氧树脂：阻燃剂协效剂硼酸锌＝12:4，质量比)，0.1份光热稳定剂2，6-三丁基-4-甲基苯酚及0.3份润滑剂硬脂酸酰胺(SR)；
本实施例电池外壳专用阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将74份ABS PA-747树脂，5份抗应力开裂剂B308T，5份增韧剂S2030，16份阻燃剂(主阻燃剂溴化环氧树脂：阻燃剂协效剂硼酸锌＝12:4，质量比)，0.1份光热稳定剂2，6-三丁基-4-甲基苯酚及0.3份润滑剂硬脂酸酰胺(SR)经高速搅拌混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1得到混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒，即可。
其中，步骤S2中双螺杆挤出机一区螺杆温度为190℃；二区至机头的螺杆温度为210℃，螺杆转速300r/min，双螺杆挤出机长径比65，90℃啮合块1组。
制备的电池外壳专用阻燃ABS材料按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例4：
本实施例蓄电池外壳专用阻燃ABS材料由以下重量份的原料制成：69份ABS PA-747树脂，10份抗应力开裂剂AX8900，5份增韧剂CPE135A，15份阻燃剂(主阻燃剂四溴双酚A：阻燃剂协效剂三氧化二锑＝11:4，质量比)，0.6份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)及1份润滑剂硅油；
本实施例电池外壳专用阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将69份ABS PA-747树脂，10份抗应力开裂剂AX8900，5份增韧剂CPE135A，15份阻燃剂(主阻燃剂四溴双酚A：阻燃剂协效剂三氧化二锑＝11:4，质量比)，0.6份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)及1份润滑剂硅油经高速搅拌混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1得到混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒，即可。
其中，步骤S2中双螺杆挤出机一区螺杆温度为190℃；二区至机头的螺杆温度为200℃，螺杆转速300r/min，双螺杆挤出机长径比52，90℃啮合块2组。
制备的电池外壳专用阻燃ABS材料按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例5：
本实施例蓄电池外壳专用阻燃ABS材料由以下重量份的原料制成：67份ABS PA-747树脂，4份抗应力开裂剂，15份增韧剂(增韧剂CPE135A：高胶粉181H＝6:9)，14份阻燃剂(主阻燃剂溴化环氧树脂：阻燃剂协效剂三氧化二锑＝10：4)，0.1份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)及0.3份润滑剂EBS；
本实施例电池外壳专用阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将67份ABS PA-747树脂，4份抗应力开裂剂，15份增韧剂(增韧剂CPE135A：高胶粉181H＝6:9)，14份阻燃剂(主阻燃剂溴化环氧树脂：阻燃剂协效剂三氧化二锑＝10：4)，0.1份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)及0.3份润滑剂EBS经高速搅拌混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1得到混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒，即可。
其中，步骤S2中双螺杆挤出机一区螺杆温度为190℃；二区至机头的螺杆温度为205℃，螺杆转速250r/min，双螺杆挤出机长径比52，90℃啮合块1组。
制备的电池外壳专用阻燃ABS材料按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
对比例：
本对比例蓄电池外壳专用阻燃ABS材料由以下重量份的原料制成：73份ABS 750树脂，10份增韧剂CPE135A，16份阻燃剂(主阻燃剂四溴双酚A：阻燃剂协效剂三氧化二锑＝12:4)，1份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)及0.1份润滑剂EBS；
本对比例电池外壳专用阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将73份ABS 750树脂，10份增韧剂CPE135A，16份阻燃剂(主阻燃剂四溴双酚A：阻燃剂协效剂三氧化二锑＝12:4)，1份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)及0.1份润滑剂EBS经高速搅拌混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1得到混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒，即可。
其中，步骤S2中双螺杆挤出机一区螺杆温度为190℃；二区至机头的螺杆温度为200℃，螺杆转速200r/min。
制备的电池外壳专用阻燃ABS材料按标准尺寸注塑成测试用的标
准样条，性能测试结果如表2所示。
表2不同样品性能测试结果
由表2可以看出，通过适当控制各组分之间的比例，使材料对比于现有的一般阻燃ABS材料来讲，不仅仅环保，对环境影响不大，在材料低温韧性方面得到了较大的提升，适合温度跨度比较大的地区，另外材料的耐溶剂性能良好，可以满足铅酸蓄电池外壳使用，也使焊接要求较高的材料的耐应力性能得到很大的改善，为蓄电池外壳专用阻燃ABS材料。
综上所述，本发明蓄电池外壳专用阻燃ABS材料具有力学性能好、阻燃性能良好、耐溶剂性能良好、耐应力开裂性能良好等特点，材料环保可靠，并且材料具有优良的低温韧性，适用于对低温以及耐溶剂性能较高的蓄电池外壳场合，尤其适合温度差异较大的地域使用；
本发明的蓄电池外壳专用阻燃ABS材料的制备方法，采用双螺杆挤出工艺制备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定等优点。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种蓄电池外壳专用阻燃ABS材料，其特征在于，所述蓄电池外壳专用阻燃ABS材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂60～80份、抗应力开裂剂1～10份、增韧剂5～15份、阻燃剂8～20份、光热稳定剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的蓄电池外壳专用阻燃ABS材料，其特征在于：所述ABS树脂选自相对密度为1.04 g/cm3～1.06 g/cm3、丁二烯橡胶含量＞30%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物中的至少一种，且丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物采用乳液聚合法制备而成。
3.根据权利要求1所述的蓄电池外壳专用阻燃ABS材料，其特征在于：所述抗应力开裂剂选自乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、无规三元共聚物、丙烯晴-丁二烯-丙烯酸酯与马来酸酐接枝物中的至少一种，其中丙烯晴-丁二烯-丙烯酸酯与马来酸酐接枝物中活性丙烯酸酯含量≥15%。
4.根据权利要求1所述的蓄电池外壳专用阻燃ABS材料，其特征在于：所述增韧剂选自氯化聚乙烯、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、硅橡胶中的至少一种，其中丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物中丁二烯含量≥60%。
5.根据权利要求1所述的蓄电池外壳专用阻燃ABS材料，其特征在于：所述阻燃剂包含主阻燃剂和阻燃剂协效剂，且主阻燃剂和阻燃剂协效剂的质量比为5:3～16:4，其中主阻燃剂选自四溴双酚A、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂中的至少一种，阻燃剂协效剂选自三氧化二锑、硼酸锌中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的蓄电池外壳专用阻燃ABS材料，其特征在于：所述光热稳定剂选自硫代酯类热稳定剂、受阻胺、受阻酚、亚磷酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的蓄电池外壳专用阻燃ABS材料，其特征在于：所述硫代酯类热稳定剂选自硫代二丙酸二酯、硫代二丙酸二酯、硫代二丙酸二酯或硫代二丙酸二酯中的一种；所述受阻胺选自萘胺、二苯胺、对苯二胺中的一种；所述受阻酚选自2，6-三丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三丁基-4-羟基苯基）硫醚或四〔β-(3，5-三丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一种。
8.根据权利要求1所述的蓄电池外壳专用阻燃ABS材料，其特征在于：所述润滑剂选自液体石蜡、硬脂酸酰胺、硅油或者N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的至少一种。
9.一种如权利要求1～8中任一所述蓄电池外壳专用阻燃ABS材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、称取重量份的原料ABS树脂、抗应力开裂剂、增韧剂、阻燃剂、光热稳定剂、润滑剂混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1得到混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒，即可。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤S2所述双螺杆挤出机的一区螺杆温度为190～200℃，二区至机头的螺杆温度均为190～230℃；螺杆转速为200～300 r/min，双螺杆挤出机长径比为50～65，且90℃啮合块≤3组。
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