CN111534039A - 一种耐候阻燃abs材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐候阻燃ABS材料及其制备方法，其中耐候阻燃ABS材料包括以下组分和重量份数：ABS类树脂55‑80、胶囊阻燃剂10‑25、阻燃协效剂3‑8、增韧剂2‑10、遮光剂2‑5、耐候剂0.5‑1.5、加工助剂0.6‑1。本发明的耐候阻燃ABS材料通过改性阻燃剂从而调整了材料的酸性环境，并采用双螺杆挤出工艺制备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点，显著改善了阻燃ABS材料耐候性能差、冲击强度差的缺陷。

Description

一种耐候阻燃ABS材料及其制备方法
技术领域
本发明属于ABS材料领域，具体涉及一种耐候阻燃ABS材料及其制备方法。
背景技术
ABS是五大通用塑料之一，具有良好的加工性能、电气性能、耐化学药品性能、力学性能，而ABS的易燃、耐候性能差等缺点限制了它的应用。目前，ABS主要的阻燃改性方式主要是通过卤素，从而达到VO级阻燃等级，但材料的耐候性能会显著降低，大幅缩短了材料的使用时间，材料极易老化发黄。而普通的耐候剂在酸性环境下容易失效，因此很难直接加入以满足材料的耐候要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种耐候阻燃ABS材料及其制备方法，通过改性阻燃剂从而调整了材料的酸性环境，并通过双螺杆挤出制备的耐候阻燃ABS材料，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点，显著改善了阻燃ABS材料耐候性能差、冲击强度差的缺陷。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种耐候阻燃ABS材料，为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，包括以下组分和重量份数：
ABS类树脂 55-80，
胶囊阻燃剂 10-25，
阻燃协效剂 3-8，
增韧剂 2-10，
遮光剂 2-5，
耐候剂 0.5-1.5，
加工助剂 0.6-1。
优选的，所述胶囊阻燃剂，至少由核和包覆所述核的壳组成，所述核为阻燃剂，所述壳为含有天然纤维素的高分子聚合物。
优选的，所述阻燃剂核为溴代三嗪、四溴双酚A、十溴二苯乙烷、BT-93W中的至少一种。
优选的，所述天然纤维素为棉纤维、麻纤维、木纤维、草纤维或醋酸纤维素；所述高分子聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、脲醛树脂、三聚氰胺- 甲醛树脂、三聚氰胺脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚甲醛、聚氧化乙烯、聚己二酰己二胺、聚己内酰胺、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁基橡胶或丁二烯异戊二烯共聚物。
优选的，所述阻燃协效剂为三氧化二锑、五氧化二锑、硼酸锌、CPE、PVC中至少一种。
优选的，所述增韧剂为高胶粉、聚氨酯、聚烯烃、聚酯、间规1，2- 聚丁二烯中的至少一种。
优选的，所述遮光剂为金红石型钛白粉、炭黑、氧化锌中的一种。
优选的，所述耐候剂为UV 770、UV329、UV327、UV531、UV328、UV944、UV783、UV-P、UV622中的至少一种。
优选的，所述加工助剂为乙烯基双硬脂酰胺、聚硅氧烷、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、PE 蜡、PP 蜡、ABS 蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌与PE 蜡的复配物中的至少一种；以及三(2,4- 二叔丁基) 亚磷酸苯酯、2，6- 三级丁基-4- 甲基苯酚、双(3，5- 三级丁基-4-羟基苯基) 硫醚、四〔β-(3，5- 三级丁基-4- 羟基苯基) 丙酸〕季戊四醇酯中的至少一种。
一种耐候阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将ABS 在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.03% 以下，干燥后备用；
（2）按重量配比称取胶囊阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂、遮光剂、耐候剂和加工助剂，混合均匀后，再与ABS 的混合物一起加入到混合器中继续混合2～5 分钟；
（3）将上述充分混合好的原料投入双螺杆挤出机，经熔融挤出并造粒，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，经充分塑化、熔融、复合、机头挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装，即得一种耐候阻燃ABS材料。
本发明的有益效果是：
通过将阻燃剂胶囊化，降低阻燃剂在生产加工过程中产生的酸性物质，且可防止产生的酸性物质与碱性的光稳剂产生对抗作用，从而提高了受阻胺型光稳剂的活性，使阻燃材料的耐候性能提高，在力学性能、加工性能、阻燃耐候性能上能够满足多领域对原料树脂的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
先制备胶囊阻燃剂：将1000g 天然木棉纤维用机械外力均匀切短到50-200μm；将切短的天然木棉纤维微管分散于50％ ( 质量百分含量) 的溴代三嗪的丙酮溶液中，超声波中浸泡1.5 小时使微管对溴代三嗪的丙酮溶液的毛细吸收达到平衡，使切短的天然微管内充满溴代三嗪的丙酮溶液，获得阻燃微管；将阻燃微管中的丙酮挥发掉，然后浸渍于浓度为5％ ( 质量百分含量) 的醋酸纤维素的二氯甲烷溶液中，利用界面沉积反应使阻燃微管外包封醋酸纤维素层，获得阻燃微胶囊；
实施例1：ABS 树脂70 份，胶囊阻燃剂11 份，阻燃协效剂三氧化二锑4 份，增韧剂高胶粉HR181取 8份，遮光剂金红石型钛白粉5份，耐候剂UV-P取 1.5 份，加工助剂抗氧剂1010取0.2份、抗氧剂168取0.2份、硬脂酸镁0.3 份、双(3，5- 三级丁基-4- 羟基苯基) 硫醚0.3份。
实施例2：ABS 树脂55份，阻燃微胶囊25 份，阻燃协效剂五氧化二锑4 份和CPE 4份，增韧剂聚烯烃10份，遮光剂炭黑4份，耐候剂UV 770 取0.5 份、UV-P 取0.6 份，加工助剂聚硅氧烷0.3份、硬脂酸钙0.3 份、三(2,4- 二叔丁基) 亚磷酸苯酯0.3 份。
实施例3：ABS 树脂80 份，阻燃微胶囊10 份，阻燃协效剂硼酸锌2 份和CPE 1份，增韧剂间规1，2- 聚丁二烯2份，遮光剂氧化锌2份，耐候剂UV329取0.3 份、UV 531 取0.2份，加工助剂乙烯基双硬脂酰胺0.2份、硬脂酸锌0.1 份、2，6- 三级丁基-4- 甲基苯酚0.3份。
对比例1：ABS 树脂70 份，溴代三嗪16份， CPE 8份，三氧化二锑4 份，抗氧剂1010取0.3份，抗氧剂168取0.3份，硬脂酸镁0.3 份，UV326 0.5 份，光稳定剂770 取0.6 份。
制备方法：
将ABS 在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.03% 以下，干燥后备用；
按重量配比称取胶囊阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂、遮光剂、耐候剂和加工助剂，混合均匀后，再与ABS 的混合物一起加入到混合器中继续混合2～5 分钟；
将上述充分混合好的原料投入双螺杆挤出机，经熔融挤出并造粒，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，经充分塑化、熔融、复合、机头挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装，即得一种耐候阻燃ABS材料。将所得材料按照垂直燃烧级别 UL-94进行测试，同时将材料根据GB/T14522标准置于紫外老化箱中在UVA340灯光下老化168小时，并测试材料色差变化，实验结果见表1。
表1 UL94垂直燃烧实验与紫外老化实验结果
Figure 501003DEST_PATH_IMAGE002
从表1中可以看出，通过对阻燃剂的胶囊化改性后材料的阻燃性能仍然能达到V0级，与对比例1比较材料的老化性能显著提高，材料的黄变程度显著降低，由此可见材料的老化程度明显降低。

Claims (10)

1.一种耐候阻燃ABS材料，其特征在于，所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，包括以下组分和重量份数：
ABS类树脂 55-80，
胶囊阻燃剂 10-25，
阻燃协效剂 3-8，
增韧剂 2-10，
遮光剂 2-5，
耐候剂 0.5-1.5，
加工助剂 0.6-1。
2.根据权利要求1 所述的一种耐候阻燃ABS材料，其特征在于，所述胶囊阻燃剂，至少由核和包覆所述核的壳组成，所述核为阻燃剂，所述壳为含有天然纤维素的高分子聚合物。
3.根据权利要求2 所述的一种耐候阻燃ABS材料，其特征在于，所述阻燃剂核为溴代三嗪、四溴双酚A、十溴二苯乙烷、BT-93W中的至少一种。
4.根据权利要求2 所述的一种耐候阻燃ABS材料，其特征在于：所述天然纤维素为棉纤维、麻纤维、木纤维、草纤维或醋酸纤维素；所述高分子聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚甲醛、聚氧化乙烯、聚己二酰己二胺、聚己内酰胺、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁基橡胶或丁二烯异戊二烯共聚物。
5.根据权利要求1 所述的一种耐候阻燃ABS材料，其特征在于，所述阻燃协效剂为三氧化二锑、五氧化二锑、硼酸锌、CPE、PVC中至少一种。
6.根据权利要求1 所述的一种耐候阻燃ABS材料，其特征在于，所述增韧剂为高胶粉、聚氨酯、聚烯烃、聚酯、间规1，2- 聚丁二烯中的至少一种。
7.根据权利要求1 所述的一种耐候阻燃ABS材料，其特征在于，所述遮光剂为金红石型钛白粉、炭黑、氧化锌中的一种。
8.根据权利要求1 所述的一种耐候阻燃ABS材料，其特征在于，所述耐候剂为UV 770、UV329、UV327、UV531、UV328、UV944、UV783、UV-P、UV622中的至少一种。
9.根据权利要求1 所述的一种耐候阻燃ABS材料，其特征在于，所述加工助剂为乙烯基双硬脂酰胺、聚硅氧烷、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、PE 蜡、PP 蜡、ABS 蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌与PE 蜡的复配物中的至少一种；以及三(2,4- 二叔丁基) 亚磷酸苯酯、2，6- 三级丁基-4- 甲基苯酚、双(3，5- 三级丁基-4- 羟基苯基) 硫醚、四〔β-(3，5- 三级丁基-4- 羟基苯基) 丙酸〕季戊四醇酯中的至少一种。
10.根据权利要求1 所述的一种耐候阻燃ABS材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将ABS 在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.03% 以下，干燥后备用；
（2）按重量配比称取胶囊阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂、遮光剂、耐候剂和加工助剂，混合均匀后，再与ABS 的混合物一起加入到混合器中继续混合2～5 分钟；
（3）将上述充分混合好的原料投入双螺杆挤出机，经熔融挤出并造粒，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，经充分塑化、熔融、复合、机头挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装，即得一种耐候阻燃ABS材料。
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