CN112778661A - 高抗冲高流动性阻燃pvc-abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发公开了一种高抗冲高流动性阻燃PVC‑ABS合金材料的制备方法，生产原料配方包括如下质量份数比例的各组分：PVC复合材料30～70份，ABS树脂30～70份，分散剂1～2份，抗氧化剂0.1～0.8份，增韧剂10～20份，硫酸钡5～10份，AS树脂5～15份。其优点是：1)能够显著提高PVC‑ABS合金材料的低温抗冲击性；2)生产成本低，利于产业化。3)产品合金材料阻燃性能优异，可达到UL94标准V‑0级，且流动性优异；4)减少了抗冲改性剂、阻燃剂以及增塑剂的用量，减小了环境风险。

Description

高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料生产技术，尤其是一种PVC-ABS合金材料生产技术。
背景技术
PVC材料具有良好的力学性能、耐化学性能和优异的阻燃性能，被广泛应用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、电力、公用事业等领域，但其自身存在熔体流动指数低、加工过程易降解、冲击性能差、耐热性差等缺点，严重限制PVC树脂的推广应用。另一方面，尽管ABS树脂具备良好的加工性、韧性、机械强度以及尺寸稳定性，但其自身较差的耐候性和阻燃性制约了应用范围。PVC-ABS合金在性能上可以取长补短，目前国内主要是对PVC-ABS合金阻燃改性的研究较多。但PVC-ABS合金材料本身流动性和低温抗冲击性能较差的缺点限制了PVC-ABS的应用范围。
发明内容
为提高PVC-ABS合金材料的低温抗冲击性和流动性，本发明提供了一种高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料及其制备方法。
本发明所采用的技术方案是：高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，生产原料配方包括如下质量份数比例的各组分：PVC复合材料30～70份，ABS树脂30～70份，分散剂1～2份，抗氧化剂0.1～0.8份，增韧剂10～20份，硫酸钡5～10份，AS树脂5～15份。
作为本发明的进一步改进，所述PVC复合材料包括如下质量份数比例的各组分：PVC树脂100份，稳定剂3～7份，润滑剂0.25～0.45份，加工助剂5～8份，塑化剂1～1.5份，抗冲改性剂5～15份，阻燃剂10～16份。
作为本发明的进一步改进，所述PVC树脂的聚合度为300～800。
作为本发明的进一步改进，所述稳定剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、亚磷酸酯、钙锌复合稳定剂中的一种或任意几种。
作为本发明的进一步改进，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸盐中的一种或两种。
作为本发明的进一步改进，所述加工助剂为甲基丙烯酸甲酯。
作为本发明的进一步改进，所述塑化剂选自邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或任意几种。
作为本发明的进一步改进，所述抗冲改性剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物、氯化聚氯乙烯中的一种或两种。
作为本发明的进一步改进，所述阻燃剂选自溴类阻燃剂、锑类阻燃剂、复合溴锑类阻燃剂中的一种。
作为本发明的进一步改进，所述分散剂为N,N'-亚乙基双硬脂酰胺。
作为本发明的进一步改进，所述抗氧化剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯中的一种或任意几种。
作为本发明的进一步改进，所述增韧剂为苯乙烯、丙烯腈－丁二烯橡胶、高胶粉中的一种。
作为本发明的进一步改进，所述硫酸钡为纳米级硫酸钡。
本发明可按照如下具体步骤实施：
S1、按照所述生产原料配方量取各组分；
S2、将PVC树脂，稳定剂，润滑剂，加工助剂，塑化剂，抗冲改性剂，阻燃剂放入高速混合机中于60～80℃搅拌；然后将混合后的物料转移至双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到所述PVC复合材料；
S3、将PVC复合材料，ABS树脂，分散剂，抗氧化剂，增韧剂，硫酸钡，AS树脂放入高速混合机中搅拌；然后将混合后的物料转入双螺杆挤出机中，挤出造粒，即得。
本发明的有益效果是：1)能够显著提高PVC-ABS合金材料的低温抗冲击性；2)生产成本低，利于产业化。3)产品合金材料阻燃性能优异，可达到UL94标准V-0级，且流动性优异；4)减少了抗冲改性剂、阻燃剂以及增塑剂的用量，减小了环境风险。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例一：
按照如下方法制备PVC-ABS合金材料：
(1)按照如下质量份数比例准备原料：聚合度为460的PVC树脂100份，钙锌复合稳定剂3份，聚乙烯蜡0.25份，甲基丙烯酸甲酯5份，邻苯二甲酸二丁酯1份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5份，复合溴锑类阻燃剂10份。其中抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯按照质量比2:1:1组成的混合物。
(2)将上述原料放入高速混合机中于70℃下搅拌，然后将混合后的物料转移至双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到所述PVC复合材料。
(3)按照如下质量分数比例准备原料：上述PVC复合材料70份，ABS树脂30份，N,N'-亚乙基双硬脂酰胺1份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.1份，高胶粉10份，纳米级硫酸钡5份，AS树脂5份。
(4)将上述原料放入高速混合机中搅拌，然后将混合后的物料转移至双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到PVC-ABS合金材料。
检测所得PVC-ABS合金材料的常温冲击强度、低温冲击强度、拉伸强度、熔融指数、阻燃级别，结果见表1。
实施例二：
按照如下方法制备PVC-ABS合金材料：
(1)按照如下质量份数比例准备原料：聚合度为460的PVC树脂100份，钙锌复合稳定剂5份，聚乙烯蜡0.35份，甲基丙烯酸甲酯6份，邻苯二甲酸二丁酯1.2份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份，复合溴锑类阻燃剂10份。其中抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯按照质量比2:1:1组成的混合物。
(2)将上述原料放入高速混合机中于70℃下搅拌，然后将混合后的物料转移至双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到所述PVC复合材料。
(3)按照如下质量分数比例准备原料：上述PVC复合材料70份，ABS树脂30份，N,N'-亚乙基双硬脂酰胺1.5份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5份，高胶粉15份，纳米级硫酸钡8份，AS树脂10份。
(4)将上述原料放入高速混合机中搅拌，然后将混合后的物料转移至双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到PVC-ABS合金材料。
检测所得PVC-ABS合金材料的常温冲击强度、低温冲击强度、拉伸强度、熔融指数、阻燃级别，结果见表1。
实施例三：
按照如下方法制备PVC-ABS合金材料：
(1)按照如下质量份数比例准备原料：聚合度为460的PVC树脂100份，钙锌复合稳定剂5份，聚乙烯蜡0.3份，甲基丙烯酸甲酯8份，邻苯二甲酸二丁酯1.5份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物15份，复合溴锑类阻燃剂10份。其中抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯按照质量比2:1:1组成的混合物。
(2)将上述原料放入高速混合机中于70℃下搅拌，然后将混合后的物料转移至双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到所述PVC复合材料。
(3)按照如下质量分数比例准备原料：上述PVC复合材料70份，ABS树脂30份，N,N'-亚乙基双硬脂酰胺2份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.8份，高胶粉20份，纳米级硫酸钡5份，AS树脂15份。
(4)将上述原料放入高速混合机中搅拌，然后将混合后的物料转移至双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到PVC-ABS合金材料。
检测所得PVC-ABS合金材料的常温冲击强度、低温冲击强度、拉伸强度、熔融指数、阻燃级别，结果见表1。
对比例一：(既未使用纳米级硫酸钡，也未使用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)
该对比例为实施例二的对照实验，按照与实施例二完全相同的条件和步骤实施，其区别仅在于：
1、步骤(1)未使用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，原料配方具体为：聚合度为460的PVC树脂100份，钙锌复合稳定剂5份，聚乙烯蜡0.35份，甲基丙烯酸甲酯6份，邻苯二甲酸二丁酯1.2份，复合溴锑类阻燃剂10份。其中抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯按照质量比2:1:1组成的混合物。
2、步骤(3)未使用纳米级硫酸钡，原料配方具体为：由本对比例所制得的PVC复合材料70份，ABS树脂30份，N,N'-亚乙基双硬脂酰胺1.5份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5份，高胶粉15份，AS树脂10份。
检测所得PVC-ABS合金材料的常温冲击强度、低温冲击强度、拉伸强度、熔融指数、阻燃级别，结果见表1。
对比例二：(仅使用纳米级硫酸钡，不使用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)
该对比例为实施例二的对照实验，按照与实施例二完全相同的条件和步骤实施，其区别仅在于：步骤(1)未使用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，原料配方具体为：聚合度为460的PVC树脂100份，钙锌复合稳定剂5份，聚乙烯蜡0.35份，甲基丙烯酸甲酯6份，邻苯二甲酸二丁酯1.2份，复合溴锑类阻燃剂10份。其中抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯按照质量比2:1:1组成的混合物。
检测所得PVC-ABS合金材料的常温冲击强度、低温冲击强度、拉伸强度、熔融指数、阻燃级别，结果见表1。
对比例三：(仅使用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，不使用纳米级硫酸钡)
该对比例为实施例二的对照实验，按照与实施例二完全相同的条件和步骤实施，其区别仅在于：1、步骤(3)未使用纳米级硫酸钡，原料配方具体为：由本对比例所制得的PVC复合材料70份，ABS树脂30份，N,N'-亚乙基双硬脂酰胺1.5份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5份，高胶粉15份，AS树脂10份。
检测所得PVC-ABS合金材料的常温冲击强度、低温冲击强度、拉伸强度、熔融指数、阻燃级别，结果见表1。
表1PVC-ABS合金材料性能检测结果表
Figure BDA0002864853060000051
由表1可以看出，采用本发明的方法制备的PVC-ABS合金材料具有优异的阻燃性能、加工性能和强度。
由对比例一、对比例二、对比例三的实验数据可以看出，当加入纳米级硫酸钡或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物时材料的常温抗冲击强度有不同程度的提高，但是材料的低温抗冲击强度无明显变化，说明纳米级硫酸钡或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物单独使用时不具有明显的提高PVC-ABS合金材料低温抗冲击强度的效果。
由实施例二、对比例一、对比例二、对比例三的实验数据可以看出，当同时使用纳米级硫酸钡和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物时PVC-ABS合金材料的低温抗冲击强度获得了明显的提升。表明纳米级硫酸钡和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物联合使用能够显著提高PVC-ABS合金材料的低温抗冲击强度。

Claims (15)

1.高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于，生产原料配方包括如下质量份数比例的各组分：PVC复合材料30～70份，ABS树脂30～70份，分散剂1～2份，抗氧化剂0.1～0.8份，增韧剂10～20份，硫酸钡5～10份，AS树脂5～15份。
2.根据权利要求1所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于，所述PVC复合材料包括如下质量份数比例的各组分：PVC树脂100份，稳定剂3～7份，润滑剂0.25～0.45份，加工助剂5～8份，塑化剂1～1.5份，抗冲改性剂5～15份，阻燃剂10～16份。
3.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述PVC树脂的聚合度为300～800。
4.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述稳定剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、亚磷酸酯、钙锌复合稳定剂中的一种或任意几种。
5.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸盐中的一种或两种。
6.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述加工助剂为甲基丙烯酸甲酯。
7.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述塑化剂选自邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或任意几种。
8.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述抗冲改性剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚氯乙烯中的一种或两种。
9.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述阻燃剂选自溴类阻燃剂、锑类阻燃剂、复合溴锑类阻燃剂中的一种。
10.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述分散剂为N,N'-亚乙基双硬脂酰胺。
11.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯中的一种或任意几种。
12.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述增韧剂为苯乙烯、丙烯腈－丁二烯橡胶、高胶粉中的一种。
13.根据权利要求2所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述硫酸钡为纳米级硫酸钡。
14.根据权利要求2～13中任一权利要求所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按照所述生产原料配方量取各组分；
S2、将PVC树脂，稳定剂，润滑剂，加工助剂，塑化剂，抗冲改性剂，阻燃剂放入高速混合机中于60～80℃搅拌；然后将混合后的物料转移至双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到所述PVC复合材料；
S3、按照生产原料配方将所述PVC复合材料，ABS树脂，分散剂，抗氧化剂，增韧剂，硫酸钡，AS树脂放入高速混合机中搅拌；然后将混合后的物料转入双螺杆挤出机中，挤出造粒，即得。
15.由权利要求1～15中任一权利要求所述的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料的制备方法制得的高抗冲高流动性阻燃PVC-ABS合金材料。
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