无卤阻燃ABS复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种无卤阻燃ABS复合材料及其制备方法。该复合材料由ABS树脂100份，相容增韧剂1～10份，润滑分散剂0.5～2.0份，抗氧剂0.1～0.6份，无卤复合阻燃剂10～30份制成。制备方法为：先称取各组分待用；然后将ABS树脂、相容增韧剂、润滑分散剂、抗氧剂、硼酸锌以及酚醛树脂倒入高速混合机中混合，直至温度升高至80℃～90℃，再将磷酸酯倒入继续混合，随即出料冷却；冷却后的混合物料经熔融挤出、水槽冷却、牵引、造粒制得无卤阻燃ABS复合材料。本发明制得的无卤阻燃ABS复合材料综合的力学强度高、阻燃性好、熔体流动性好、生产成本低、环保无毒。

权利要求

1.一种无卤阻燃ABS复合材料，其特征在于由下述重量份的组分制成：ABS树脂100份，相容增韧剂1～10份，润滑分散剂0.5～2.0份，抗氧剂0.1～0.6份，无卤复合阻燃剂10～30份；

所述无卤复合阻燃剂由磷酸酯、硼酸锌以及酚醛树脂按照（10～20）∶1∶（5～10）的重量比组成；

所述的相容增韧剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物和/或ABS-马来酸酐接枝共聚物。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述的润滑分散剂为超高分子量聚硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的无卤阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂1010。

4.根据权利要求1所述的无卤阻燃ABS复合材料，其特征在于：所述的无卤复合阻燃剂中的磷酸酯为磷酸三苯酯或者磷酸二甲苯酯。

5.一种权利要求1所述的无卤阻燃ABS复合材料的制备方法，其特征在于具有以下步骤：①按照配方分别称取ABS树脂、相容增韧剂、润滑分散剂、抗氧剂、磷酸酯、硼酸锌、酚醛树脂待用；

所述的相容增韧剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物和/或ABS-马来酸酐接枝共聚物，所述的润滑分散剂为超高分子量聚硅氧烷，所述的抗氧剂为抗氧剂1010，所述的磷酸酯为磷酸三苯酯或者磷酸二甲苯酯； ②先将步骤①称取的ABS树脂、相容增韧剂、润滑分散剂、抗氧剂、硼酸锌以及酚醛树脂倒入高速混合机中混合，直至混合所产生的摩擦热使得物料温度升高至80℃～90℃，然后将磷酸酯倒入该高速混合机中继续混合1～2min，随即出料冷却；

③将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，所挤出的条料经水槽冷却、牵引进入切粒机造粒，即得到无卤阻燃ABS复合材料。

6.根据权利要求5所述的无卤阻燃ABS复合材料的制备方法，其特征在于：步骤①中所称取的ABS树脂先要置于鼓风烘箱中在80℃～90℃温度下干燥3h～5h。

7.根据权利要求5所述的无卤阻燃ABS复合材料的制备方法，其特征在于：步骤②中所述的高速混合机的工作转速为800转/分钟～1000转/分钟。

8.根据权利要求5至7之一所述的无卤阻燃ABS复合材料的制备方法，其特征在于：步骤③中，双螺杆挤出机各区的温度为：T1=140℃～170℃，T2=180℃～190℃，T3=190℃～

200℃，T4=200℃，T模=190℃～210℃。

说明书

无卤阻燃ABS复合材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高分子复合材料及其制备方法，具体涉及一种无卤阻燃ABS复合材料及其制备方法。

背景技术

[0002] ABS是一种通用工程塑料，具有较好的综合力学性能。因此被广泛电子、电器配件上。其中电冰箱、电视机、电话、现代办公用品以及其他小家电等约占ABS树脂总消费量的80％左右，而玩具和汽车配件则各占ABS树脂总消费量的10％左右。ABS树脂本身属于易燃、可燃材料，氧指数为18.8％～20.2％，在燃烧时热释放速率高，热值大，火焰传播速度快，不易熄灭，有时还产生浓烟和有毒气体，这不仅会造成严重的财产损失，还会给人类的生命安全和生存环境带来极大威胁。

[0003] 而且，随着人们对健康、环境及生态保护的日益重视，塑料的阻燃标准及环保标准也日益严格，材料燃烧烟气毒性和发烟性能问题越来越受到重视，要求塑料材料或制品既具有良好的阻燃性能，又要低毒化和低发烟化。如瑞典的TCO-99及北欧的Ecolable-9(白天鹅)环保标志要求，计算机材料不能采用聚氯乙烯树脂及含溴阻燃剂。德国的蓝天使标志(BlueAngel)也要求打印机和复印机外壳材料不含卤素。欧洲的EbobelEU-99要求计算机的外壳塑料中不含卤系阻燃剂。特别是2003年欧盟各成员国公布的WEEE指令和RoHS指令。

[0004] 中国专利文献CN101457010A、中国专利文献101659778A、中国专利文献101759949A、中国专利文献101608049A、中国专利文献101665611A均公开了一种无卤阻燃ABS复合材料，这些ABS复合材料有的力学强度不高、有的阻燃性不好，有的熔体流动性较差，有的采用的组分价格昂贵。

发明内容

[0005] 本发明的目的之一在于解决上述技术问题，提供一种无卤阻燃ABS复合材料，该无卤阻燃ABS复合材料综合的力学强度高、阻燃性好、熔体流动性好、生产成本低、环保无毒。

[0006] 本发明的另一目的则是提供上述无卤阻燃ABS复合材料的制备方法。

[0007] 实现本发明第一种目的的技术方案是：一种无卤阻燃ABS复合材料，由下述重量份的组分制成：ABS树脂100份，相容增韧剂1～10份，润滑分散剂0.5～2.0份，抗氧剂0.1～0.6份，无卤复合阻燃剂10～30份；所述无卤复合阻燃剂由磷酸酯、硼酸锌以及酚醛树脂按照(10～20)∶1∶(5～10)的重量比组成。

[0008] 所述的相容增韧剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物和/或ABS-马来酸酐接枝共聚物。

[0009] 所述的润滑分散剂为超高分子量聚硅氧烷。

[0010] 所述的抗氧剂为抗氧剂1010，即四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯。

[0011] 所述的无卤复合阻燃剂中的磷酸酯为磷酸三苯酯或者磷酸二甲苯酯。

[0012] 实现本发明第二种目的的技术方案是：一种无卤阻燃ABS复合材料的制备方法，具有以下步骤：①按照配方分别称取ABS树脂、相容增韧剂、润滑分散剂、抗氧剂、磷酸酯、硼酸锌、酚醛树脂待用；②先将步骤①称取的ABS树脂、相容增韧剂、润滑分散剂、抗氧剂、硼酸锌以及酚醛树脂倒入高速混合机中混合，直至混合所产生的摩擦热使得物料温度升高至80℃～90℃，然后将磷酸酯倒入该高速混合机中继续混合1～2min，随即出料冷却；③将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，所挤出的条料经水槽冷却、牵引进入切粒机造粒，即得到无卤阻燃ABS复合材料。

[0013] 所述配方为：ABS树脂100份，相容增韧剂1～10份，润滑分散剂0.5～2.0份，抗氧剂0.1～0.6份，无卤复合阻燃剂10～30份。无卤复合阻燃剂由磷酸酯、硼酸锌以及酚醛树脂按照(10～20)∶1∶(5～10)的重量比组成。

[0014] 上述步骤①中所称取的ABS树脂先要置于鼓风烘箱中在80℃～90℃温度下干燥3h～5h。

[0015] 所述的相容增韧剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物和/或ABS-马来酸酐接枝共聚物，所述的润滑分散剂为超高分子量聚硅氧烷，所述的抗氧剂为抗氧剂1010，所述的磷酸酯为磷酸三苯酯或者磷酸二甲苯酯。

[0016] 上述步骤②中所述的高速混合机的工作转速为800转/分钟～1000转/分钟。

[0017] 上述步骤③中，双螺杆挤出机各区的温度为：T1＝140℃～170℃，T2＝180℃～190℃，T3＝190℃～200℃，T4＝200℃，T模＝190℃～210℃。

[0018] 本发明具有的积极效果：(1)本发明的无卤阻燃ABS复合材料采用了磷酸酯、硼酸锌和酚醛树脂按照(10～20)∶1∶(5～10)的重量比组成无卤复合阻燃剂，一方面使该ABS复合材料不含卤素，环保无毒；另一方面该无卤复合阻燃剂存在良好的阻燃协同作用，使ABS复合材料具有阻燃效果好、低烟、本色、综合性能高的特点。(2)本发明的采用的无卤复合阻燃剂还具有用量少的优点，其中硼酸锌的量只有磷酸酯的十分之一至二十分之一，只有酚醛树脂的五分之一至十分之一，如果硼酸锌的量过高的话(如接近甚至超过酚醛树脂)，则会严重影响无卤阻燃ABS复合材料的力学性能。(3)本发明的无卤阻燃ABS复合材料的制备方法的一个创新在于：先将磷酸酯以外的组分加入到高速混合机中混合，并使温度升高到80℃～90℃，然后再加入磷酸酯混合1～2min，由于磷酸酯的熔点比较低，这样可以使磷酸酯在该高温下融化，从而使得其他阻燃剂和抗氧剂等粘附于ABS树脂和相容增韧剂表面，进一步提高其综合性能。

具体实施方式

[0019] (实施例1)

[0020] 本实施例的无卤阻燃ABS复合材料由下述重量份的组分制成：

[0021] 100kg的ABS树脂，采用的是台湾奇美公司生产的商品代号为747的ABS树脂；

[0022] 1.15kg的作为相容增韧剂的苯乙烯-马来酸酐共聚物，采用的是上海日之升化学有限公司生产的商品代号为MPC 1501R的相容增韧剂；

[0023] 0.99kg的作为润滑分散剂的超高分子量聚硅氧烷，其商品名称为硅酮塑料添加剂，具体采用的是中蓝晨光化工研究院有限公司生产的商品代号为GM100的硅酮塑料添加剂；

[0024] 0.15kg的作为抗氧剂的抗氧剂1010；

[0025] 21.81kg的无卤复合阻燃剂，其中磷酸三苯酯14.87kg、硼酸锌0.99kg、酚醛树脂5.95kg，重量比为15∶1∶6。

[0026] 上述无卤阻燃ABS复合材料的制备方法如下：

[0027] ①称取1.15kg的苯乙烯-马来酸酐共聚物、0.99kg的超高分子量聚硅氧烷、0.15kg的抗氧剂1010、14.87kg的磷酸三苯酯、0.99kg的硼酸锌以及5.95kg的酚醛树脂待用。另外称取110kg的ABS树脂置于鼓风烘箱中在85℃的温度下干燥4h，取出后再称取
100kg的ABS树脂待用。

[0028] ②先将步骤①称取的ABS树脂、苯乙烯-马来酸酐共聚物、超高分子量聚硅氧烷、抗氧剂1010、硼酸锌以及酚醛树脂倒入高速混合机中，在900转/分钟的工作转速下混合，直至混合所产生的摩擦热使得物料温度升高至85℃。然后将磷酸三苯酯倒入该高速混合机中继续混合1min，随即出料冷却。此时磷酸三苯酯(熔点约50.52℃)融化，从而使硼酸锌、酚醛树脂、以及抗氧剂1010均匀粘附于ABS树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物表面。

[0029] ③将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，所挤出的条料经水槽冷却、牵引进入切粒机造粒(粒径约为2mm～3mm)，即得到颗粒状的无卤阻燃ABS复合材料。

[0030] 双螺杆挤出机各区的温度依次为：第一加热区温度T1＝140℃～170℃，第二加热区温度T2＝180℃～190℃，第三加热区温度T3＝190℃～200℃，第四加热区温度T4＝200℃，挤出模头温度T模＝190℃～210℃。

[0031] (实施例2)

[0032] 本实施例的其余部分与实施例1相同，不同之处在于：本实施例的无卤阻燃ABS复合材料由下述重量份的组分制成：100kg的ABS树脂，1.52kg的ABS-马来酸酐接枝共聚物，0.99kg的超高分子量聚硅氧烷，0.15kg的抗氧剂1010，21.81kg的无卤复合阻燃剂，其中磷酸三苯酯12.39kg，硼酸锌0.99kg，酚醛树脂8.43kg，重量比为12.5∶1∶8.5。

[0033] (实施例3)

[0034] 本实施例的其余部分与实施例1相同，不同之处在于：本实施例的无卤阻燃ABS复合材料由下述重量份的组分制成：100kg的ABS树脂，1.28kg苯乙烯-马来酸酐共聚物，1.02kg的超高分子量聚硅氧烷，0.13kg的抗氧剂1010，25.54kg的无卤复合阻燃剂，其中磷酸三苯酯16.60kg，硼酸锌1.28kg，酚醛树脂7.66kg，重量比为13∶1∶6。

[0035] (实施例4)

[0036] 本实施例的其余部分与实施例1相同，不同之处在于：本实施例的无卤阻燃ABS复合材料由下述重量份的组分制成：100kg的ABS树脂，1.37kg的苯乙烯-马来酸酐共聚物，0.99kg的超高分子量聚硅氧烷，0.12kg的抗氧剂1010，21.84kg的无卤复合阻燃剂，其中磷酸三苯酯12.40kg，硼酸锌0.99kg，酚醛树脂8.45kg，重量比为12.5∶1∶8.5。

[0037] (应用例)

[0038] 将实施例1～实施例4制得的无卤阻燃ABS复合材料分别加入到注射成型机中生产出电子电器的接插件和注射塑料标准试样，并按国家标准对该标准试样进行试验测试其热学性能、力学性能和阻燃性，测试结果见表1。

[0039] 表1