CN110016199A - 一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃abs材料及其制备方法 - Google Patents

一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃abs材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料及其制备方法。按重量百分比记为：ABS树脂5％～55％wt；ABS无卤阻燃母粒30％～60％wt；PMMA树脂10％～20％wt；金属粉0.5％～4％wt；增韧剂3％～10％wt；稳定剂0.5％～1％wt；分散剂0.5％～1％wt。本发明的高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料配合低流痕免喷涂技术颜色调整的自由度较高，可达到一次注塑成型，降低喷涂的污染及减少综合成本；同时其无卤阻燃体系燃烧时不会产生有毒有害气体，发烟较少，是一种新型的环保阻燃ABS材料，在家用电器、卫浴外观材料具有极大的应用前景。

Description

一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能高分子材料技术领域，具体的说是一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料及其制备方法。
背景技术
ABS树脂是一种具有高光泽、高韧性、易于加工成型的高分子材料，目前在家用电器、卫浴、电子电器、汽车等领域都有广泛的应用。由于ABS属于易燃材料，与电子元件接触时容易燃烧引起火灾。
传统的阻燃ABS常使用卤素有机物如十溴联苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A、溴化聚乙烯CPE等与无机阻燃剂三氧化二锑、氢氧化镁等复配使用，提高材料的氧指数达到阻燃目的。但卤素阻燃剂在燃烧时会产生大量卤化氢等有毒有害和腐蚀性气体，并伴随大量黑烟，一旦发生火灾严重影响救火及人员疏散。且含卤阻燃剂添加至材料中后对材料的物理性能和加工性影响较大，会降低光稳定剂等耐候剂的效果，导致材料不耐候易变黄，不适合用于对光泽及耐候性有要求的外观部件。
目前家用电器、卫浴、汽车材料等对材料的外观提出了新的要求：高光免喷涂、珠光效果、金属效果等特殊效果应运而生。配合高光无痕免喷涂技术可极大的丰富材料颜色及效果，满足外观材料的多彩化、特殊效果的要求。由于卤素阻燃剂一般为白色粉体，遮盖能力较强，无法调配一些艳丽的颜色，同时金属粉及珠光粉会被卤素阻燃剂覆盖，导致光泽及特殊效果差，甚至无特殊效果。
发明内容
为解决现用阻燃ABS使用过程中的缺点与不足，本发明提供一种具有高光泽金属质感免喷涂，对环境友好的新型阻燃ABS材料。一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，组成按重量百分比记为：
优选地，所述的ABS树脂为在聚丁二烯乳胶的基础上接枝丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯反应而得到，其表面硬度为HB，在200℃/10KG的条件下测试熔指大于30g/10min。
优选地，所述的ABS无卤阻燃母粒中无卤阻燃剂为磷系阻燃剂及氮系阻燃剂中的一种或两种以上的复合物，如双酚A双磷酸酯BDP、间苯二酚双磷酸酯RDP、三聚氰胺尿酸盐及聚磷酸三聚氰胺中的一种或两种以上的阻燃剂复配组合而成；ABS无卤阻燃母粒中的载体为ABS树脂，其表面硬度为HB，熔指在200℃/10KG的条件下测试为15～25g/10min；无卤阻燃剂与载体的重量比为30:70。
优选地，所述的PMMA树脂为聚甲基丙烯酸甲酯，表面铅笔硬度大于2H，洛氏硬度(R级)大于108。
优选地，所述的金属粉是指具有金属光泽或闪烁效果的铝粉或珠光粉类的金属颜料，其粒径在10～150μm之内。
优选地，所述的增韧剂为丙烯酸酯类接枝橡胶和具有特定橡胶粒径的高胶粉中的一种或两种以上的混合物。其中丙烯酸酯类接枝橡胶为具有核-壳结构的聚甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝橡胶MBS；其中高胶粉为具有核壳结构的苯乙烯、丙烯腈-丁二烯橡胶，由橡胶粒径为400nm及70nm的橡胶粒子组成的混合物，二者的比例在4:6～6:4范围内。
优选地，所述的稳定剂为按一定比例混合的酚类抗氧剂(1076或1010)、亚磷酸酯类抗氧剂(168)、硫酯类辅助抗氧剂(DLTP)的混合物。
优选地，所述的分散剂为双季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、乙撑双硬脂酰胺、高效润滑剂TAF、硅酮粉、硬脂酸类润滑剂中的一种或两种以上的组合物。
一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料的制备方法包含以下步骤：将ABS树脂及PMMA树脂在85℃条件下使用鼓风干燥机干燥至少3h，水分小于0.03％wt；将上述烘干的ABS树脂、PMMA树脂和ABS无卤阻燃母粒及增韧剂按一定的比例投入混料机预混3～5min；再加入金属粉、分散剂及稳定剂混合3～5min；将上步混合均匀的材料投入双螺杆挤出机，经过挤出、冷却、风干、切粒后得到一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料。
优选地，所述的ABS无卤阻燃母粒，其制备方法为将ABS树脂、酚类抗氧剂1076、亚磷酸酯类抗氧剂168、超分散剂TAS-2A按质量比70：0.2：0.2：0.5投入低混机内混合2～3min；将上述混好的物料投入到挤出机中，液体无卤阻燃剂用液体泵从液体加料口注入螺杆，固体无卤阻燃剂通过侧喂料加入，无卤阻燃剂与载体的重量比为30：70，再经双螺杆挤出机挤出造粒即得到ABS无卤阻燃母粒，其挤出温度为170～200℃。
优选地，双螺杆挤出机的主机转速为250～500r/min，双螺杆挤出机的加工温度为180℃～210℃。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料中引入的亚克力成份不仅提高了材料的光泽还提高了材料的耐划伤性能；
(2)本发明的高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料中添加的金属粉类特殊效果色粉可满足外观材料对外观件特殊效果的要求，丰富阻燃ABS材料使用过程中的颜色及效果选择；
(3)本发明的高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，阻燃体系选择磷氮系阻燃剂，燃烧时不产生有毒有害气体，发烟较少，同时对材料的光泽、加工性能、耐候性能影响较小，是一种新型的环保阻燃ABS材料，在家用电器、卫浴外观材料具有极大的应用前景。
(4)本发明的高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料配合低流痕免喷涂技术颜色调整的自由度较高，可达到一次注塑成型，降低喷涂的污染及减少综合成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，下述实施例仅用于说明本发明，但不限制本发明。下述实施例中未提及的工艺参数、操作方式和检测方法，均为本技术领域人员使用的常规方法。以下各具体实施例所使用的物料均按照重量百分比计。
实施例及对比例：
将上述ABS树脂(A)、PMMA树脂(C)在85℃条件下使用鼓风干燥机干燥至少3h，水分小于0.03％wt，按下表比例将烘干后的ABS树脂(A)、ABS无卤阻燃剂(B)、PMMA树脂(C)及增韧剂(D)投入混料机预混3～5min；再加入金属粉(E)、稳定剂(F)及分散剂(G)混合3～5min；将上步混合均匀的材料投入双螺杆挤出机，经过挤出、冷却、风干、切粒后得到一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料。双螺杆挤出机的主机转速为250～500r/min，双螺杆挤出机的加工温度为180℃～210℃。
本发明提到的熔融指数采用GB/T3682相关标准，选用220℃/10KG条件测试所得的数据，且测试熔指前材料的水分控制在0.06％wt及以下。
本发明提到的缺口冲击强度采用GB/T1843相关标准测试。
本发明提到的阻燃性能采用UL-94垂直燃烧测试方法测试。
实施例1～4及对比例1～2的组分及测试结果如表1所示：
表1实施例1～4及对比例1～2的组分及测试结果
通过对比可以看到本发明的高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料添加一定比例的无卤阻燃剂可使材料具有阻燃效果，通过调整无卤阻燃剂的含量还可得到不同阻燃效果，满足不同使用环境的阻燃要求，且材料具有很高的熔融指数，具有优异的加工性能。其高光泽金属效果配合低流痕技术，在家电、卫浴产品的外观选材上具有极大的优势，颜色调整的自由度空间极大，且一次注塑成型不需二次喷涂，减少环境污染的同时可降低综合成本。
同时本发明选择的阻燃剂为无卤阻燃体系，符合当今行业减少或禁止卤素阻燃剂使用的趋势，材料燃烧时不会产生有毒有害气体，发烟量较少。一旦发生火灾可大大降低救援难度，降低受困者中毒的风险。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，其特征在于，组成按重量百分比记为：
2.根据权利要求1所述的一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，其特征在于：所述ABS树脂为在聚丁二烯乳胶的基础上接枝丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯反应而得到，其表面硬度为HB，在200℃/10KG的条件下测试熔指大于30g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，其特征在于：所述ABS无卤阻燃母粒中无卤阻燃母粒为磷系阻燃剂及氮系阻燃剂中的一种或两种以上的复合物；所述ABS无卤阻燃母粒中的载体为ABS树脂，其表面硬度为HB，熔指在200℃/10KG的条件下测试为15～25g/10min；无卤阻燃母粒与载体的重量比为30:70。
4.根据权利要求3所述的一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，其特征在于：所述无卤阻燃母粒为双酚A双磷酸酯、间苯二酚双磷酸酯、三聚氰胺尿酸盐及聚磷酸三聚氰胺中的一种或两种以上的阻燃剂复配组合而成。
5.根据权利要求1所述的一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，其特征在于：所述PMMA树脂的表面铅笔硬度大于2H，洛氏硬度(R级)大于108。
6.根据权利要求1所述的一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，其特征在于：所述金属粉是指具有金属光泽或闪烁效果的铝粉或珠光粉类的金属颜料，其粒径在10～150μm之内。
7.根据权利要求1所述的一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，其特征在于：所述增韧剂为丙烯酸酯类接枝橡胶和具有特定橡胶粒径的高胶粉中的一种或两种以上的混合物；所述丙烯酸酯类接枝橡胶为具有核-壳结构的聚甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝橡胶；所述高胶粉为具有核壳结构的苯乙烯、丙烯腈-丁二烯橡胶，由橡胶粒径为400nm及70nm的橡胶粒子组成的混合物，二者的比例在4:6～6:4范围内。
8.根据权利要求1所述的一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，其特征在于：所述稳定剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类辅助抗氧剂中的一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料，其特征在于：所述分散剂为双季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺、高效润滑剂TAF、硅酮粉、硬脂酸类润滑剂中的一种或两种以上的组合物。
10.制备权利要求1～9任一项所述的一种高光泽金属质感免喷涂、环保阻燃ABS材料的方法，其特征在于，包含以下步骤：干燥、预混、双螺杆挤出造粒；所述的ABS无卤阻燃母粒的制备方法为将ABS树脂、酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、超分散剂按质量比70：0.2：0.2：0.5投入低混机内混合2～3min；将上述混好的物料投入到挤出机中，液体无卤阻燃剂用液体泵从液体加料口注入螺杆，固体无卤阻燃剂通过侧喂料加入，再经双螺杆挤出机挤出造粒即得到ABS无卤阻燃母粒，其挤出温度为170～200℃。
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