CN1962751A - 一种耐热阻燃abs类树脂及其制备方法 - Google Patents

一种耐热阻燃abs类树脂及其制备方法 Download PDF

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叶晓光
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Abstract

本发明公开了一种耐热阻燃ABS类树脂及其制备方法。其组分和重量份数为：ABS类树脂100份，阻燃剂2－30份，耐热改性剂5－20份，增韧剂1－10份，光热稳定剂0.2－2份，加工助剂1－5份。本发明的耐热阻燃ABS类树脂，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。在保持ABS阻燃性能的同时，提高产品的耐热温度，扩大了产品的使用范围，可以替代工程塑料用于部分对阻燃以及耐热均有苛刻要求严酷的场合，具有广阔的应用前景。

Description

一种耐热阻燃ABS类树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐热阻燃ABS类树脂及其制备方法。
背景技术
ABS树脂是一种性能优良的热塑性塑料，具有较高的冲击强度，耐热性和尺寸稳定性，由于其具有的种种优点，被广泛应用于工业零配件，电子电器产品的外壳和传动件，办公设备，以及其它领域。但ABS树脂其本身的阻燃性极低，氧指数仅为18左右，且垂直燃烧实验无法达到UL94V-2标准，但使用ABS树脂的场合往往需要产品具有阻燃性，因此目前使用ABS树脂的的阻燃改性显得非常重要；由于通用ABS树脂本身的耐热性能不高，一般热变形温度约82-84℃(ASTM D648，1.82MPa)，经过阻燃改性后的ABS树脂耐热温度会进一步下降，以目前常见的四溴双酚A为阻燃剂的阻燃ABS为例，热变形温度一般会下降至73-75℃这样一个水平，用十溴二苯醚作为阻燃剂的阻燃ABS树脂热变形温度也只有约80℃，但是我们知道在一些阻燃ABS的应用领域，恰恰对阻燃ABS的耐热性能有一定的要求，比如一些应用在充电器外壳的阻燃ABS要求球压痕温度大于90℃或更高，这样热变形温度至少在85℃以上，因此经过简单阻燃改性的ABS树脂显然不能满足这样的要求。本发明正是从这些角度出发，提供了一种新型的耐热阻燃ABS类树脂，利用复合改性技术在保留了阻燃ABS树脂原有优良阻燃性能和加工性能的基础上，又利用耐热改性的方法提高其热变形温度，从而满足在特点场合对ABS树脂阻燃性和耐热的双重要求。
目前市场上最常见的改性手段是采用PC/ABS合金技术来提高阻燃ABS树脂的热变形温度，由于PC树脂本身的热变形温度高达120℃以上，因此PC树脂的加入对阻燃ABS树脂的耐热性能有明显提高，且由于PC树脂本身的阻燃性能较高，氧指数达26，PC的加入对提高体系的阻燃性，减少阻燃剂的用量也有帮助；但是由于PC本身的加工温度和ABS相差较大，且PC属于极易降解的树脂，因此加工条件和阻燃ABS有较大的区别，加工难度会提高，而且由于PC价格较ABS贵很多，因此性价比难以令人满意。
发明内容
本发明需要解决的技术问题在于提供一种耐热阻燃ABS类树脂及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的耐热阻燃ABS类树脂，其组分和重量份数为：
ABS类树脂     100份
阻燃剂        2-30份
耐热改性剂    5-20份
增韧剂        1-10份
光热稳定剂    0.2-2份
加工助剂      1-5份
所说的ABS类树脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-乙烯丙烯弹性体-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物(ASA)或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(MBS)等中的一种或其混合物；
所说的阻燃剂选自十溴二苯醚、四溴双酚A及其衍生物、溴化环氧树脂及其衍生物、十溴二苯乙烷、溴化茚、三-三溴苯基三啨或乙基-双(四溴苯邻二甲酰亚胺)等中的一种或其混合物；
耐热改性剂选自取代苯乙烯的聚合物、马来酰亚胺或马来酸酐或马来酸酐接枝物及其衍生物中的一种或其混合物；
取代苯乙烯包括4-丁基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、2，5-二甲基苯乙烯或α-甲基苯乙烯等；
马来酰亚胺包括N-异丙基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、聚(N-n-十八烷基马来酰亚胺)、N-苯基马来酰亚胺或聚(N-n-丁基马来酰亚胺)等；
所说的增韧剂包括氯化聚乙烯、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基或乙基丙烯酸酯共聚物及其衍生物、乙基或丁基丙烯酸酯共聚物及其衍生物或热塑性聚氨酯等中的一种或其混合物；
所说的光热稳定剂为烷基化单酚，烷基化多酚，亚磷酸二苯酯，亚磷酸三苯酯，碱金属或碱土金属的硅酸盐，位阻酚，羟基苯并三唑和/或其混合物，如汽巴公司生产的牌号为Irganox1010、Irganox168、Irganox1076的产品；
所说的加工助剂包括润滑剂和偶联剂，这些加工助剂在加工和成型时能有效改善各组分分散性、减少有害磨擦；润滑剂包括某些脂肪酸盐、脂肪酸酰胺和/或这些化合物的混合物，具体包括固体石蜡、液体石蜡、低分子量聚乙烯、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)等。偶联剂包括钛酸酯和铝酸酯化合物，如KH-550、KH-560、A-189、101等。
本发明的耐热阻燃ABS类树脂的制备方法包括如下步骤：
将ABS类树脂，阻燃剂，耐热改性剂，增韧剂，光热稳定剂和其它加工助剂混合后送入双螺杆挤出机中，混炼、挤出，拉条，冷却，切粒，获得成品；
双螺杆挤出机的长径比至少为32～40；
各段螺杆温度为180～260℃之间，螺杆转速在100～600转/分钟之间。
本发明的耐热阻燃ABS类树脂，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，产品性能在保持ABS阻燃性能的同时，提高产品的耐热温度，扩大了产品的使用范围，可以替代工程塑料用于部分对阻燃以及耐热均有苛刻要求严酷的场合，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1
本发明的新型耐热阻燃ABS类树脂制备及其物理性能见附表1和2。
其中ABS树脂为台湾CHIMEI公司的747，其为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物阻燃剂为以色列四海溴公司的FR-1210(十溴联苯醚)和华昌锑业的三氧化二锑；
耐热改性剂为日本电化公司的AS-MS-NA，为N-苯基马来酰亚胺和AS的共聚物
增韧剂为DUPONT公司的1125AC，乙烯-丙烯酸酯共聚物；
光热稳定剂为CIBA精化的Irganox 1010和Irganox 168；
加工助剂为国产EBS，还有少量白矿油。
将ABS类树脂，耐热改性剂，阻燃剂，增韧剂，光热稳定剂及其它组分经高速搅拌混合均匀；第二步是将上述混合物经精密计量的喂料器送入挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装。
双螺杆挤出机的长径比为36，各段螺杆温度控制在250℃之间，螺杆转速为400转/分钟。
各实施例制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，各实施例中的物理性能分别按我国国家标准和美国UL标准测试，如表1所示。
表1
物理性能     测试方法
拉伸强度断裂伸长率Izod缺口冲击强度弯曲模量燃烧性热变形温度(1.82MPa)     GB1040GB1040GB1843GB9341UL94ASTM D648
实施例1～3
配方见表2，均为重量份。
检测结果接表3。
表2
  组分名称 化学名称  实施例1  实施例2  实施例3
 ABS 747AS-MS-NAFR-1210三氧化二锑1125AC1010168EBS白矿油   ABS树脂耐热改性剂阻燃剂阻燃剂增韧剂光热稳定剂光热稳定剂加工助剂加工助剂 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物N-苯基马来酰亚胺和AS的共聚物十溴联苯醚三氧化二锑乙烯-丙烯酸酯共聚物四[β-(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯乙撑双硬脂酰胺烷烃混合物  73.5613330.30.20.50.5  71.5813330.30.20.50.5  67.51013350.30.20.50.5
表2
实施例  1  2     3
拉伸强度MPa伸长率％缺口冲击KJ/m2弯曲强度MPa弯曲模量MPa阻燃等级热变形温度  386165820503.2mmV-085  396146120903.2mmV-087     417136121203.2mmV-090
                                                                           。

Claims (9)

1.一种耐热阻燃ABS类树脂，其特征在于，组分和重量份数包括：
ABS类树脂       100份
阻燃剂          2-30份
耐热改性剂      5-20份
增韧剂          1-10份
光热稳定剂      0.2-2份
加工助剂        1-5份。
2.根据权利要求1所述的耐热阻燃ABS类树脂，其特征在于，所说的ABS类树脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-乙烯丙烯弹性体-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物(ASA)或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(MBS)中的一种或其混合物。
3.根据权利要求1所述的耐热阻燃ABS类树脂，其特征在于，所说的阻燃剂选自十溴二苯醚、四溴双酚A及其衍生物、溴化环氧树脂及其衍生物、十溴二苯乙烷、溴化茚、三-三溴苯基三啨或乙基-双(四溴苯邻二甲酰亚胺)中的一种或其混合物。
4.根据权利要求1所述的耐热阻燃ABS类树脂，其特征在于，耐热改性剂选自取代苯乙烯的聚合物、马来酰亚胺或马来酸酐或马来酸酐接枝物及其衍生物中的一种或其混合物。
5.根据权利要求1所述的耐热阻燃ABS类树脂，其特征在于，所说的增韧剂包括氯化聚乙烯、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基或乙基丙烯酸酯共聚物及其衍生物、乙基或丁基丙烯酸酯共聚物及其衍生物或热塑性聚氨酯等中的一种或其混合物。
6.根据权利要求1所述的耐热阻燃ABS类树脂，其特征在于，所说的光热稳定剂为烷基化单酚、烷基化多酚、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、碱金属或碱土金属的硅酸盐、位阻酚或羟基苯并三唑中的一种或其混合物。
7.根据权利要求1所述的耐热阻燃ABS类树脂，其特征在于，所说的加工助剂包括润滑剂和偶联剂。
8.根据权利要求4所述的耐热阻燃ABS类树脂，其特征在于，取代苯乙烯包括4-丁基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、2，5-二甲基苯乙烯或α-甲基苯乙烯；
马来酰亚胺包括N-异丙基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、聚(N-n-十八烷基马来酰亚胺)、N-苯基马来酰亚胺或聚(N-n-丁基马来酰亚胺)。
9.根据权利要求1～8任一项所述的耐热阻燃ABS类树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将ABS类树脂，阻燃剂，耐热改性剂，增韧剂，光热稳定剂和其它加工助剂混合后送入双螺杆挤出机中，混炼、挤出，拉条，冷却，切粒，获得成品；
双螺杆挤出机的长径比为32～40；
各段螺杆温度为180～260℃之间，螺杆转速在100～600转/分钟之间。
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