CN110483941A - 低烟环保5va级阻燃abs材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料领域，公开了一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料及其制备方法，其是由ABS树脂53‑65份，SAN树脂5‑10份，CPE树脂12‑15份，溴代三嗪8.5份，三氧化二锑3份，聚磷酸三聚氰胺及其衍生物2‑3份，氢氧化镁晶须4‑6份，抗滴落剂0.5份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.5份，水滑石0.5份组成。同时也公开了这种低烟环保5VA级阻燃ABS材料的制备方法。本发明制备方法简单，工艺操作易于实现，所制得ABS复合材料可以满足家电、汽车、电子电气行业对产品安全性的要求。

Description

低烟环保5VA级阻燃ABS材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料及其制备方法。
背景技术
ABS树脂是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料，广泛应用于电子、家电、汽车、建筑等领域。然而ABS树脂为可燃材料，其极限氧指数仅为18.3％-18.8％，按UL94标准属于HB级别。与此同时，其着火时会放出大量毒气和黑烟，会给人们的生命安全和生存环境带来极大的威胁。因此，人们对阻燃ABS进行了大量研究工作，很多商品化的阻燃ABS树脂已推向市场。
近年来电子电气、通讯、机电设备向高性能微型化发展，对材料的阻燃性能要求越来越高。常规的阻燃ABS材料大多都能满足V0的要求，但阻燃等级却难以进一步提高至5VA级别，特别是对于厚度低于2.0mm的薄壁制件。公开文件CN 106633525A中尽管也可以达到5VA，但对应厚度仅为2.5mm,而且大量使用了很对法规中明文禁用的PVC材料。中国专利CN103740082B中的5VA仅仅为2.0mm,且其使用了成本高昂的碳纤维，在实际中的应用价值并不高。
众所周知，发生火灾时对人们最大的威胁不是火焰，而是烟气。目前ABS的阻燃改性主要还是集中在预防燃烧上，而在一定程度上忽视了降低燃烧发烟量的问题。尽管公开文件CN109111677A综合考虑到了5VA以及低烟问题，但成本相对较高，且阻燃无法达到0.8mmV0。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料及其制备方法，降低火灾发生时的火焰区的气体温度，并减少燃烧产生的烟量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料，该复合材料包括以下组分及含量(wt％)：
本发明引入环保型的CPE树脂进行协效阻燃，有效降低了传统溴锑阻燃剂的用量。氢氧化镁晶须高温脱水反应可以吸收大量的外界热量从而降低基体材料的温度，而且脱水生成的水蒸气不仅能降低火焰区气体的温度，还能吸收燃烧产生的烟雾，从而很好的解决了阻燃ABS燃烧烟量过大的问题；此外，其特殊的晶须结构对ABS材料的机械强度有一定的改善。聚磷酸三聚氰胺及其衍生物的加入在5VA燃烧过程中对防止烧穿有非常明显的效果，CPE树脂，氢氧化镁晶须，聚磷酸三聚氰胺及其衍生物以及抗滴落剂四者之间协同作用，进而使得ABS阻燃材料达到0.8mmV0以及1.5mm 5VA。
进一步的是：所述ABS树脂为本体或者乳液法生产。
进一步的是：所述CPE(氯化聚乙烯)树脂的氯含量至少为30％以上。
进一步的是：所述聚磷酸三聚氰胺及其衍生物为聚磷酸三聚氰胺、金属离子改性聚磷酸三聚氰胺中的任一种或几种的组合。
进一步的是：所述氢氧化镁晶须的晶须直径≤2μm，长径比为100以上。
进一步的是：所述抗滴落剂为SAN树脂包覆处理的聚四氟乙烯。
进一步的是：所述润滑剂为为脂肪酰胺类润滑剂，包括乙撑双硬脂酰胺。
进一步的是：所述水滑石，其MgO/Al2O3为4.3，平均粒径≤0.6μm。
一种一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料的制备方法，首先将ABS树脂，SAN树脂干燥，备用；其次，按权利要求1中所述的组成称取原料，混合均匀，得到混合料；最后，将混合料加入双螺杆挤出机中挤出，造粒，干燥，得到低烟环保5VA级阻燃ABS材料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1～5和对比例1～8制备的ABS复合材料的原料组成如表1所示，其制备方法如下：将各原料在80℃下干燥4h后加入高速搅拌机，调整搅拌机转速至500r/min，搅拌5min，再转入双螺杆挤出机，挤出、冷却、造粒、干燥，得到ABS复合材料。
先对ABS复合材料进行干燥，再注塑成型(注塑温度为200℃)为标准测试样条，进行性能测试，测试结果如表2所示。
表1实施例1～5和对比例1～8的ABS复合材料的原料组成表
备注：
ABS：8364，上海高桥；
SAN：80HF，LG化学；
溴系阻燃剂：RDT-8，寿光卫东；
三氧化二锑：99.5％，日星；
氢氧化镁：Aitemag 12，平均粒径为1.2μm，江苏艾特克阻燃材料有限公司；
聚磷酸三聚氰胺：MPP-A,四川精化；
抗氧剂：Irganox 1010：Irganox 168＝1:2，巴斯夫；
水滑石：ALCAMIZER 1-C，丹东松元化学。
表2实施例1～5和对比例1～8的ABS复合材料的性能测试数据
备注(性能测试方法)：
拉伸强度：按照ISO 527标准进行测试；
弯曲强度：按照ISO 178标准进行测试；
弯曲模量：按照ISO 178标准进行测试；
缺口冲击强度：按照ISO 180标准进行测试；
阻燃性能：V0级和5V级按照UL94标准进行测试；
烟密度：按照GB/T8627-2007标准进行测试。
通过表2中的实施例1-5以及对比例1-2可知，无CPE时(对比例1)，尽管溴锑阻燃剂从原来的11.5份增加至20份，其所制备的ABS复合材料都无法通过1.5mm 5VA测试。只有当CPE的含量达到一定份数后(对比例2)，其才能显著降低传统溴锑阻燃剂的用量，进而降低产品的成本。由实施例1-5以及对比例1-8可知，氢氧化镁的引入(对比例3)则可以显著降低传统溴锑阻燃ABS的烟密度。相对于普通氢氧化镁(对比例4-5)，含晶须状氢氧化镁所制得的阻燃ABS材料的烟密度更低，1.5mm 5V测试级别更高。而聚磷酸三聚氰胺的引入(对比例6)可在5VA测试试验中提高碳层的致密度，进而使得材料更不容易被烧穿。综合表2可知，CPE树脂，氢氧化镁晶须，聚磷酸三聚氰胺以及抗滴落剂四者之间表现出对传统溴锑阻燃ABS协同作用的效果。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料，其特征在于：该复合材料包括以下组分及含量(wt％)：
2.根据权利要求1所述的一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料，其特征在于：所述ABS树脂为本体或者乳液法生产。
3.根据权利要求1所述的一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料，其特征在于：所述CPE(氯化聚乙烯)树脂的氯含量至少为30％以上。
4.根据权利要求1所述的一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料，其特征在于：所述聚磷酸三聚氰胺及其衍生物为聚磷酸三聚氰胺、金属离子改性聚磷酸三聚氰胺中的任一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料，其特征在于：所述氢氧化镁晶须的晶须直径≤2μm，长径比为100以上。
6.根据权利要求1所述的一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料，其特征在于：所述抗滴落剂为SAN树脂包覆处理的聚四氟乙烯。
7.根据权利要求1所述的一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料，其特征在于：所述润滑剂为为脂肪酰胺类润滑剂，包括乙撑双硬脂酰胺。
8.根据权利要求1所述的一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料，其特征在于：所述水滑石，其MgO/Al2O3为4.3，平均粒径≤0.6μm。
9.一种低烟环保5VA级阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：首先将ABS树脂，SAN树脂干燥，备用；其次，按权利要求1中所述的组成称取原料，混合均匀，得到混合料；最后，将混合料加入双螺杆挤出机中挤出，造粒，干燥，得到低烟环保5VA级阻燃ABS材料。
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