CN115819915A

CN115819915A - 一种耐溶剂阻燃abs材料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN115819915A
Application number: CN202211637065.8A
Authority: CN
Inventors: 刘凯; 陈平绪; 叶南飚; 付锦锋; 吴俊�; 王亮; 秦旺平
Original assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2022-12-19
Filing date: 2022-12-19
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2042-12-19
Also published as: CN115819915B

Abstract

本发明属于改性塑料技术领域，公开了一种耐溶剂阻燃ABS材料及其制备方法和应用。本发明的耐溶剂阻燃ABS材料按重量份数计包括以下组分：ABS树脂45～55份、PBT树脂10～18份、水滑石3～8份、阻燃剂18～20份和增韧剂9～15份；所述水滑石的平均粒径为0.3μm～0.7μm；所述增韧剂为马来酸酐接枝SEBS，其马来酸酐的接枝率≥1.6％。本发明采用ABS树脂、PBT树脂、水滑石和马来酸酐接枝SEBS增韧剂和阻燃剂复配，制备的耐溶剂阻燃ABS材料的韧性和耐溶剂性能优良，且可以悬臂梁缺口冲击强度≥16.0kJ/m²，可直接注塑成型，易加工。适用于汽车、卫浴、厨电等领域。

Description

一种耐溶剂阻燃ABS材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及改性塑料技术领域，具体涉及一种耐溶剂阻燃ABS材料及其制备方法和应用。

背景技术

ABS树脂，即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，具有刚韧平衡、高光泽、易着色和易成型的优点。ABS树脂属于易燃物，需要通过加工改性成阻燃ABS材料，才能被应用于汽车、家电和电子电气等领域。但是，阻燃ABS材料受限于ABS树脂的特性，其耐溶剂性能一般，这制约了阻燃ABS在需要耐溶剂性能的产品中的应用，例如厨房电器、卫浴和汽车内饰件等。

目前，制备耐溶剂ABS的途径主要是制备ABS与其他树脂的合金材料。例如，中国专利文献CN 105504658A制备了具有优异的耐溶剂性和抗压性的ABS/PI合金，但是，其流动性极差，只能用于挤出成型，无法满足注塑加工的要求。与此类似的，还有中国专利文献CN103772882A，所制备的ABS/PET合金具有优异的耐溶剂性能，然而只能应用于挤出型材。此外，中国专利文献CN106221151A制备了ABS/PBT/PCTG三元合金，材料具有高韧性和强耐溶剂性，但由于PCTG吸水性较强，材料比较难干燥；同时PCTG的耐热性温度低，导致合金的耐热性能显著下降。ABS/PBT合金也具有耐溶剂性能，但是PBT需要加入较多份数才能使材料具有一定的耐溶剂性能，由于二者相容性差，大量加入PBT会导致材料的韧性大大降低。在阻燃ABS体系中，PBT成分对冲击强度恶化更严重。

因此，有必要开发一种耐溶剂阻燃ABS材料，能够兼顾阻燃ABS的韧性、耐溶剂和易加工的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种耐溶剂阻燃ABS材料及其制备方法和应用，以期克服现有阻燃ABS难以兼顾韧性、耐溶剂和易加工的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种耐溶剂阻燃ABS材料，按重量份数计，包括以下组分：ABS树脂45～55份、PBT树脂10～18份、水滑石3～8份、阻燃剂18～20份和增韧剂9～15份；

所述水滑石的平均粒径为0.3μm～0.7μm；

所述增韧剂为马来酸酐接枝SEBS，其马来酸酐的接枝率≥1.6％。

本发明采用ABS树脂、PBT树脂、水滑石和增韧剂，制备了兼顾韧性、耐溶剂和易加工的耐溶剂阻燃ABS材料。其中，PBT树脂提升了材料的耐溶剂性能。水滑石起到成核剂的作用，促进PBT树脂的结晶，进一步提高材料的耐溶剂性能，且水滑石作为层状二维材料，分散在材料中，对溶剂的侵蚀具有一定的物理阻隔作用，协同提高材料的耐溶剂性能。特定粒径的水滑石，由于粒径合适，成核效果好，且对冲击影响较小。采用平均粒径小于0.3μm的水滑石，由于其粒径过小，成核效果不佳，且物理阻隔作用稍差；平均粒径大于0.7μm的水滑石，成核效果也不好，同时会导致材料韧性大幅下降。

本发明采用马来酸酐接枝SEBS作为增韧剂，特定接枝率的马来酸酐接枝的SEBS可以有效提升材料的冲击强度，且平衡了PBT树脂和水滑石对材料韧性的影响；而且，马来酸酐接枝SEBS兼具极性的马来酸酐部分和非极性的SEBS部分，特定接枝率的马来酸酐接枝SEBS可以在整体非极性的ABS/PBT树脂和极性的水滑石中间起到桥梁作用，增强ABS和PBT间相互作用，促进ABS和PBT的相容性(马来酸酐部分和PBT的酯基相亲，SEBS部分和ABS的丁二烯嵌段相亲)，使ABS和PBT的分子链缠绕更紧密，提升耐溶剂性能。

作为本发明所述的耐溶剂阻燃ABS材料的优选实施方式，所述马来酸酐的接枝率为1.6％～2.0％。马来酸酐接枝率为1.6％～2.0％的SEBS，其增韧效果最佳。

作为本发明所述的耐溶剂阻燃ABS材料的优选实施方式，所述水滑石的平均粒径为0.3μm～0.5μm。

作为本发明所述的耐溶剂阻燃ABS材料的优选实施方式，所述组分还包括抗氧剂和润滑剂。

优选的，按重量份数计，所述抗氧剂0.2～0.4份、所述润滑剂0.4～0.6份。

优选的，所述阻燃剂包括质量比为(2～4):1的溴系阻燃剂和锑系阻燃剂。

优选的，所述溴系阻燃剂为溴代三嗪、四溴双酚A和溴化环氧中至少一种。

优选的，所述锑系阻燃剂为三氧化二锑和/或五氧化二锑。

优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。

优选的，所述润滑剂为硅酮类润滑剂、酰胺类润滑剂、酯类润滑剂中的至少一种。

第二方面，本发明提供了所述的耐溶剂阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：

按所述配比取各组分，混合，混炼、挤出、后加工，即成。

第三方面，本发明将所述的耐溶剂阻燃ABS材料在汽车、卫浴和厨电零件制品中应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用ABS树脂、PBT树脂、水滑石和马来酸酐接枝SEBS增韧剂和阻燃剂复配，制备的耐溶剂阻燃ABS材料的韧性和耐溶剂性能优良，且可以悬臂梁缺口冲击强度≥16.0kJ/m²，可直接注塑成型，易加工。适用于汽车、卫浴、厨电等领域。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下述实施例和对比例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例和对比例中，如无特别说明，阻燃剂、抗氧剂和润滑剂均通过市售获得，且平行实验中使用的是相同的阻燃剂、抗氧剂和润滑剂。下述马来酸酐接枝SEBS的马来酸酐接枝率采用酸碱滴定法测得。

下述实施例及对比例所用的原材料说明如下，但不限于这些材料：

ABS树脂：ABS 8391，上海高桥石油化工有限公司；

PBT树脂：PBT L08XM，江苏和时利新材料股份有限公司；

水滑石1：VN126347，平均粒径0.5μm，德国科莱恩公司；

水滑石2：DHT-4A-2，平均粒径0.3μm，日本协和化学工业公司；

水滑石3：FM-300，平均粒径0.7μm，康高特新材料科技有限公司；

水滑石4：DNT-09，平均粒径0.9μm，韩国丹石产业株式会社；

水滑石5：AC-320，平均粒径0.15μm，呈和科技股份有限公司；

增韧剂1：SEBS FG1901 GT，马来酸酐接枝率1.7％，美国科腾公司；

增韧剂2：SEBS 7131，马来酸酐接枝率1.6％，中国台湾台橡集团；

增韧剂3：TAIPOL 7126，马来酸酐接枝率2.0％，中国台湾台橡集团；

增韧剂4：SEBS St-4，马来酸酐接枝率1.2％，塑泰高分子科技有限公司；

增韧剂5：SEBS MD6684，马来酸酐接枝率1.0％，美国科腾公司；

增韧剂6：SEBS 6151，马来酸酐接枝率0.0％，中国台湾台橡集团；

增韧剂7：高胶粉ABS POW HR181，韩国锦湖石油化学公司；

滑石粉：TYT-777A，厦门海川达工贸有限公司；

云母粉：YM-SW500，江门市精达云母材料有限公司；

阻燃剂：由重量比为3:1的溴系阻燃剂和锑系阻燃剂组成；所述溴系阻燃剂为溴化环氧，市售；锑系阻燃剂为三氧化二锑，市售；

抗氧剂：亚磷酸酯类抗氧剂亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，市售；

润滑剂：硬脂酸锌(酯类润滑剂)，市售。

实施例1～11和对比例1～12的耐溶剂阻燃ABS材料的组成组分如表1和表2所示。

实施例1～11和对比例1～12的耐溶剂阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取ABS树脂、PBT树脂、水滑石、增韧剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂加入高混机中混合均匀，得到预混物；

(2)将制备得到的预混物送入挤出机中混炼、挤出、后加工制得；其中挤出机温度为190-210℃，转速为200～350rpm。

表1实施例的耐溶剂阻燃ABS材料的组分(重量份数)

表2对比例的耐溶剂阻燃ABS材料的组分(重量份数)

将上述实施例和对比例的耐溶剂阻燃ABS材料制备成样品试样，采用ISO标准测试其相关性能，性能检测方法具体为：

(1)阻燃测试标准：测试标准参照《UL 94-2018设备和器具部件材料的可燃性能试验》，样条厚度2.0mm；

(2)悬臂梁缺口冲击强度：测试标准参照《ISO 180-2000塑料IZOD冲击强度的测定》，缺口类型为A型缺口；

(3)弯曲模量：测试标准参照《ISO 178-2010塑料弯曲性能的测定》；

(4)耐溶剂测试：

耐溶剂测试用模具：钢质模具，内侧长度为165mm；

样品：根据ISO527标准制作的拉伸样条，长度为169mm，曲率为0.5％；

化学试剂：食用油和冰醋酸；

评价方法：将化学试剂均匀涂覆在样条上表面样条弯曲的最高处，然后记录样条断裂的时间或裂纹形态作为材料耐化学性评价标准。

检测结果如表3所示：

表3实施例和对比例的耐溶剂阻燃ABS材料的性能测试结果

注：+越多，代表耐溶剂性能越好。

可知，实施例1～13的耐溶剂阻燃ABS材料的韧性和耐溶剂性能优良，且可以直接注塑成型，易加工；阻燃等级均能达到V-0级。

与实施例相比，对比例1和2的耐溶剂阻燃ABS材料中，ABS树脂和PBT树脂间的配比不当，使得材料的耐溶剂性能或耐冲击性能差。

与实施例2相比，对比例3和4的耐溶剂阻燃ABS材料中，分别采用平均粒径为0.9μm和0.15μm的水滑石，使得材料的耐溶剂性能差；对比例5的耐溶剂阻燃ABS材料中，未添加水滑石，使得材料的耐溶剂性能差；对比例6和7的耐溶剂阻燃ABS材料中，未添加水滑石，分别添加了滑石粉和云母粉，使得材料的耐溶剂性能和耐冲击性能都较差；对比例8、9和10的耐溶剂阻燃ABS材料中，分别采用马来酸酐接枝率为1.2％、1.0％和0.0％的SEBS，使得材料的耐冲击性能差；对比例11的耐溶剂阻燃ABS材料中，采用高胶粉作为增韧剂，使得材料的耐冲击性能差；对比例12的耐溶剂阻燃ABS材料中，未添加增韧剂，使得材料的耐冲击性能差。

综上，本发明采用ABS树脂、PBT树脂、水滑石和马来酸酐接枝SEBS增韧剂和阻燃剂复配，制备的耐溶剂阻燃ABS材料的韧性和耐溶剂性能优良，且可以悬臂梁缺口冲击强度≥16.0kJ/m²，可直接注塑成型，易加工。适用于汽车、卫浴、厨电等领域。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种耐溶剂阻燃ABS材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：ABS树脂45～55份、PBT树脂10～18份、水滑石3～8份、阻燃剂18～20份和增韧剂9～15份；

所述水滑石的平均粒径为0.3μm～0.7μm；

2.根据权利要求1所述的耐溶剂阻燃ABS材料，其特征在于，所述马来酸酐的接枝率为1.6％～2.0％。

3.根据权利要求1所述的耐溶剂阻燃ABS材料，其特征在于，所述水滑石的平均粒径为0.3μm～0.5μm。

4.根据权利要求1所述的耐溶剂阻燃ABS材料，其特征在于，所述组分还包括抗氧剂和润滑剂。

5.根据权利要求4所述的耐溶剂阻燃ABS材料，其特征在于，按重量份数计，所述抗氧剂0.2～0.4份、所述润滑剂0.4～0.6份。

6.根据权利要求1所述的耐溶剂阻燃ABS材料，其特征在于，所述阻燃剂包括质量比为(2～4):1的溴系阻燃剂和锑系阻燃剂。

7.根据权利要求6所述的耐溶剂阻燃ABS材料，其特征在于，所述溴系阻燃剂为溴代三嗪、四溴双酚A和溴化环氧中至少一种。

8.根据权利要求6所述的耐溶剂阻燃ABS材料，其特征在于，所述锑系阻燃剂为三氧化二锑和/或五氧化二锑。

9.根据权利要求1～8任一项所述的耐溶剂阻燃ABS材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按所述配比取各组分，混合，混炼、挤出、后加工，即成。

10.权利要求1～8任一项所述的耐溶剂阻燃ABS材料在汽车、卫浴和厨电零件制品中的应用。