一種阻燃abs復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種阻燃ABS復合材料，其組成按重量計，ABS為82份?85份；阻燃劑為20份?23份；針狀納米碳酸鈣為2份?4份；抗氧化劑為0.1份?0.5份；潤滑劑為0.1份?0.5份；光穩定劑為0.1份?0.3份。通過針狀納米碳酸鈣的防滴落作用，降低了阻燃器的使用量，在節約了材料的同時，保證了阻燃效果，并且使用復合材料的剛性得到不同程度的提高，且保證的復合材料的流動性。
【專利說明】
一種阻燃ABS復合材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于高分子材料技術領域，特別是指一種阻燃ABS復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 丙烯晴-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)是五大合成樹脂之一，其具有良好的加工性 能，在材料加工領域有廣泛的應用，但ABS阻燃性比較差，且燃燒時發熱量大，會產生大量的 熔滴，火焰傳播速度快，不易熄滅。所以在對防火性能有一定要求的領域使用時，必須對ABS 進行阻燃改性。
[0003] 就目前阻燃劑來說，主要有有鹵阻燃和無鹵阻燃兩大類。在實際研究及應用中，為 了在達到理想的阻燃效果的同時，還要減少主阻燃劑的用量，往往是在聚合物中加入抗滴 落劑與主阻燃劑復配使用，這樣可以起到較好的效果。目前抗滴落劑市面上幾乎全為含氟 類抗滴落劑(比如說聚四氟乙烯）。
[0004] 為了提高ABS的性能，現使用ABS材料的一些復合材料中，均是通過與其它的材質 如PC、PVC等材質混合使用，比如CN201310482863.2公開了一種高韌性的ABS合金材料，其中 ABS的用量為50-60%;CN201310559219.0公開了一種電器外殼改性材料，其中ABS的用量為 65-80%;0似01310212190.9公開了一種八83復合?(：的高韌性合金材料，其中八83的用量為 35-47%<吧01410370306.6公開了一種高硬度電器塑料，其中483的用量為25-36%。
[0005] 這些技術中，均使用了除ABS外的其它高分子材料，以其望同ABS形成骨架結構，但 是通過研究發現，使用多種高分子材料制備的復合材料，其對剛性的提高并不明顯，而且抗 阻燃性基本沒有提高，依然需要在復合材料中添加大量的阻燃劑，并且因為阻燃劑的大量 使用，導致復合材料的剛性及流動性均受到影響。即現有的高分子材料的剛性是依靠犧牲 復合材料的流動性來實現的，而若實現復合材料即具有一定的剛度又保證一定的流動性， 就必需在復合材料中添加流動性高的高分子材料，而流動性高的材料的剛度不高，這是本 領域技術人員均清楚的問題。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種阻燃ABS復合材料及其制備方法，以解決現有技術中需 要大量的阻燃劑及需要多種高分子材料來實現復合材料高剛度的同時又保證一定流動性 的矛盾問題。
[0007] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0008] -種阻燃ABS復合材料，其組成按重量計， ABS 82 份-85 份; 阻燃劑 20份-2 3份； 針狀納米碳酸4丐 2份-4份:；
[0009] 抗氧化劑 0. 1份-Q. 5份; 潤滑劑 0, 1份-0. 5份； 光穩定劑 0. 1份-0. 3份；
[0010] 所述針狀納米碳酸鈣的長徑比為8:1-16:1，粒徑為2500-3000目。
[0011]所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、八溴雙酚S醚、三氧化二銻、無鹵氮磷阻燃劑 MELAPUR200-70中的一種或兩種以上組合。
[0012]所述抗氧化劑為三(2，4_二叔丁基）亞磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯 基)丙酸]季戊四醇酯及1，3,5_三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯甲基）苯中的一種 或幾種的組合。
[0013] 所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺或二甲基硅油中的一種。
[0014] 所述的光穩劑為2-(2-羥基-5-叔辛基苯基)苯并三唑。
[0015]上述任一項所述阻燃ABS復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0016] 1)按設定配比選取ABS、阻燃劑、針狀納米碳酸鈣、抗氧化劑、潤滑劑及光穩定劑；
[0017] 2)將步驟1)的組分通過高速攪拌機攪拌10-12min，形成混合物料，其中高速攪拌 機的攪拌溫度為70-120°(：，轉速120~24(^/1^11 ;
[0018] 3)將步驟2)中的混合物料通過雙螺桿擠出機，經過熔融反應后，通過擠出造粒、冷 卻、切粒及干燥制備阻燃ABS復合材料。
[0019]所述雙螺桿擠出機包含七個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為:一區溫度190~ 210°C，二區溫度230~270°C，三區溫度230~270°C，四區溫度230~270°C，五區溫度230~ 270°C，六區溫度230~270°C，機頭溫度230~270°C ;螺桿轉速200~260r/min。
[0020] 所述冷卻為水冷卻。
[0021] 本發明的有益效果為：
[0022]本發明的阻燃ABS復合材料使用針狀納米碳酸鈣作為抗滴落劑，與傳統的抗滴落 劑比如聚四氟乙烯相比，因為針狀納米碳酸鈣的長徑比為8:1-16 :1，且粒徑為2500-3000 目，在ABS中的分散性好，在雙螺桿擠出機進行熔融擠壓時，針狀納米碳酸鈣會搭接成網狀 結構，該網狀結構能夠防止火焰滴落的作用。
[0023]本發明的另一方面，通過針狀納米碳酸鈣的防滴落作用，降低了阻燃器的使用量， 在節約了材料的同時，保證了阻燃效果，并且使用復合材料的剛性得到不同程度的提高，且 保證的復合材料的流動性。
[0024]本發明的再一方面是，使用單一的ABS材料，能夠突出ABS的特性。
【具體實施方式】
[0025]以下通過實施例來詳細說明本發明的技術方案，以下的實施例僅是示例性的，僅 能用來解釋和說明本發明的技術方案，而不能解釋為是對本發明技術方案的限制。
[0026] 本發明提供一種阻燃ABS復合材料，其組成按重量計， ABS 82 份-85 份； 阻燃劑 20份-2 3份; 針狀納米碳酸鈣 2份-4份;
[0027] 抗氧化劑 0,1份5份； 潤滑劑 G. 1份-0. 5份； 光穩定劑 0. 1份-0. 3份；
[0028] 所述針狀納米碳酸鈣的長徑比為8:1-16:1，粒徑為2500-3000目。
[0029]所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、八溴雙酚S醚、三氧化二銻、無鹵氮磷阻燃劑 MELAPUR200-70中的一種或兩種以上組合。在本申請中的，無鹵氮磷阻燃劑MELAPUR200-70 為巴斯夫公司生產的無鹵阻燃劑。
[0030]所述抗氧化劑為三(2,4_二叔丁基)亞磷酸苯酯，在本申請中，簡稱Irgan〇xl68,為 巴斯夫公司生產、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，簡稱IrganoxlOlO， 為巴斯夫公司生產、及1，3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯甲基）苯，簡稱 Irganoxl330,為巴斯夫公司生產中的一種或幾種的組合。
[0031]所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺或二甲基硅油中的一種。
[0032] 所述的光穩劑為2-(2-羥基-5-叔辛基苯基)苯并三唑，簡稱UV-5411。
[0033] 實施例1
[0034]稱取ABS 82份，十溴二苯乙烷13份，三氧化二銻7份，針狀納米碳酸鈣4份， IrganoxlOlO 0.15份，Irganoxl68 0.15份，乙撐雙硬脂酰胺0.4份，UV-5411 0.3份。
[0035] 將所需物料通過高速攪拌機攪拌10min，形成混合物料;其中所述的高速攪拌機溫 度為 70°C，轉速 120r/min。
[0036] 將混合好的混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，擠出造粒、水 冷、切粒及干燥等步驟。
[0037] 雙螺桿擠出機包含七個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度190°C，二 區溫度230°C，三區溫度230°C，四區溫度230°C，五區溫度230°C，六區溫度230°C，機頭溫度 230°C ;螺桿轉速200r/min。
[0038] 對比例1
[0039] 稱取ABS 82份，十溴二苯乙烷13份，三氧化二銻7份，聚四氟乙烯4份，IrganoxlOlO 0.15份，Irganoxl68 0.15份，乙撐雙硬脂酰胺0.4份，UV-5411 0.3份。
[0040] 將所需物料通過高速攪拌機攪拌10min，形成混合物料;其中所述的高速攪拌機溫 度為 70°C，轉速 120r/min。
[0041] 將混合好的混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，擠出造粒、水 冷、切粒及干燥等步驟。
[0042] 雙螺桿擠出機包含七個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度190°C，二 區溫度230°C，三區溫度230°C，四區溫度230°C，五區溫度230°C，六區溫度230°C，機頭溫度 230°C ;螺桿轉速200r/min。
[0043] 實施例2
[0044] 稱取ABS 85份，八溴雙酚S醚21份，針狀納米碳酸鈣4份，IrganoxlOlO 0.15份， Irganox330 0.15份，二甲基硅油0.4份，UV-5411 0.3份。
[0045] 將所需物料通過高速攪拌機攪拌llmin，形成混合物料;其中所述的高速攪拌機溫 度為 95°C，轉速 180r/min。
[0046] 將混合好的混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，擠出造粒、水 冷、切粒及干燥等步驟。
[0047] 雙螺桿擠出機包含七個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度200°C，二 區溫度250°C，三區溫度250°C，四區溫度250°C，五區溫度250°C，六區溫度250°C，機頭溫度 250°C ;螺桿轉速230r/min。
[0048] 對比例2
[0049] 稱取ABS 85份，八溴雙酚S醚21份，聚四氟乙烯4份，IrganoxlOlO 0. 15份， Irganox330 0.15份，二甲基硅油0.4份，UV-5411 0.3份。
[0050] 將所需物料通過高速攪拌機攪拌llmin，形成混合物料;其中所述的高速攪拌機溫 度為 95°C，轉速 180r/min。
[0051] 將混合好的混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，擠出造粒、水 冷、切粒及干燥等步驟。
[0052] 雙螺桿擠出機包含七個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度200°C，二 區溫度250°C，三區溫度250°C，四區溫度250°C，五區溫度250°C，六區溫度250°C，機頭溫度 250°C ;螺桿轉速230r/min。
[0053] 實施例3
[0054] 稱取 ABS 83 份，MELAPUR200-70 23 份，針狀納米碳酸鈣 3.2 份，IrganoxlOlO 0.2 份，Irganoxl68 0.3份，乙撐雙硬脂酰胺0.5份，UV-5411 0.3份。
[0055] 將所需物料通過高速混合機攪拌10min，形成混合物料。其中所述的高速攪拌機溫 度為 100°C，轉速 180r/min。
[0056] 將混合好的混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，擠出造粒、水 冷、切粒及干燥等步驟。
[0057] 雙螺桿擠出機包含七個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度200°C，二 區溫度270°C，三區溫度260°C，四區溫度250°C，五區溫度250°C，六區溫度250°C，機頭溫度 250°C ;螺桿轉速250r/min。
[0058] 對比例3
[0059] 稱取六85 83份，]\^1^^1]1?200-70 23份，聚四氟乙烯3.2份，1鄺311(?1010 0.2份， Irganoxl68 0.3份，乙撐雙硬脂酰胺0.5份，UV-5411 0.3份。
[0000]將所需物料通過高速混合機攪拌10min，形成混合物料。其中所述的高速攪拌機溫 度為 100°C，轉速 180r/min。
[0061]將混合好的混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，擠出造粒、水 冷、切粒及干燥等步驟。
[0062]雙螺桿擠出機包含七個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度200°C，二 區溫度270°C，三區溫度260°C，四區溫度250°C，五區溫度250°C，六區溫度250°C，機頭溫度 250°C ;螺桿轉速250r/min。
[0063] 實施例4
[0064] 稱取ABS 85份，八溴雙酚S醚23份，針狀納米碳酸鈣2份，IrganoxlOlO 0.3份， Irganoxl330 0.2份，二甲基硅油0.2份，UV-5411 0.2份。
[0065]將所需物料通過高速混合機攪拌12min，形成混合物料。其中所述的高速攪拌機溫 度為90°C，轉速200r/min。
[0066] 將混合好的混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，擠出造粒、水 冷、切粒及干燥等步驟。
[0067] 雙螺桿擠出機包含七個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度210°C，二 區溫度260°C，三區溫度250°C，四區溫度250°C，五區溫度260°C，六區溫度260°C，機頭溫度 260°C ;螺桿轉速240r/min。
[0068] 對比例4
[0069] 稱取ABS 85份，八溴雙酚S醚23份，聚四氟乙烯2份，IrganoxlOlO 0.3份， Irganoxl330 0.2份，二甲基硅油0.2份，UV-5411 0.2份。
[0070]將所需物料通過高速混合機攪拌12min，形成混合物料。其中所述的高速攪拌機溫 度為90°C，轉速200r/min。
[0071] 將混合好的混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，擠出造粒、水 冷、切粒及干燥等步驟。
[0072] 雙螺桿擠出機包含七個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度210°C，二 區溫度260°C，三區溫度250°C，四區溫度250°C，五區溫度260°C，六區溫度260°C，機頭溫度 260°C ;螺桿轉速240r/min。
[0073] 將上述實施例1-4及對比例1-4制備的ABS復合材料用注塑機制成樣條測試，測試 數據如下表：
[0074]
[0075] 注:阻燃等級所測試的值指的是3.2mm厚度的阻燃樣條的數值
[0076] 從上表可以看出，實施例1 -4與對比例1-4相比，材料的彎曲模量均有不同程度的 提高，兩者阻燃等級雖然相同，但是實施例l_4(tl+t2)的時間也有一定程度的減少，這說明 在體系中加入同等份量的納米針狀碳酸鈣和聚四氟乙烯，納米針狀碳酸鈣充當抗滴落劑的 時候，ABS合金阻燃效果更好。這大大擴展了 ABS復合材料的應用領域，能夠滿足IT、通訊、電 子、汽車等領域對工程件的要求。
[0077]以上所述僅是本發明的優選實施方式的描述，應當指出，由于文字表達的有限性， 而在客觀上存在無限的具體結構，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明 原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種阻燃ABS復合材料，其特征在于:其組成按重量計， ABS 82 份-85 份； 阻燃劑 2 O份-2 3份； 針狀納米碳酸4丐 2份-4份; 抗氧化劑 0. 1份-0, 5份； 潤滑劑 0. 1份-0, 5份； 光穩定劑 0. 1份-0. 3份； 所述針狀納米碳酸鈣的長徑比為8:1-16:1，粒徑為2500-3000目。2. 根據權利要求1所述的阻燃ABS復合材料，其特征在于:所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、 八溴雙酚S醚、三氧化二銻、無鹵氮磷阻燃劑MELAPUR200-70中的一種或兩種以上組合。3. 根據權利要求1所述的阻燃ABS復合材料，其特征在于:所述抗氧化劑為三(2，4-二叔 丁基)亞磷酸苯酯、四[β-( 3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯及1，3，5-三甲基- 2,4,6-(3,5_二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯中的一種或幾種的組合。4. 根據權利要求1所述的阻燃ABS復合材料，其特征在于:所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰 胺或二甲基硅油中的一種。5. 根據權利要求1所述的阻燃ABS復合材料，其特征在于:所述的光穩劑為2-(2-羥基-5_叔辛基苯基)苯并三唑。6. 權利要求1至5中任一項所述阻燃ABS復合材料的制備方法，其特征在于:包括以下步 驟： 1) 按設定配比選取ABS、阻燃劑、針狀納米碳酸媽、抗氧化劑、潤滑劑及光穩定劑； 2) 將步驟1)的組分通過高速攪拌機攪拌10-12min，形成混合物料，其中高速攪拌機的 攪拌溫度為70_120°(：，轉速120~24(^/1^11 ; 3) 將步驟2)中的混合物料通過雙螺桿擠出機，經過熔融反應后，通過擠出造粒、冷卻、 切粒及干燥制備阻燃ABS復合材料。7. 根據權利要求6所述的阻燃ABS復合材料的制備方法，其特征在于:所述雙螺桿擠出 機包含七個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為:一區溫度190~210°C，二區溫度230~270 。(：，三區溫度230~270°C，四區溫度230~270°C，五區溫度230~270°C，六區溫度230~270 °C，機頭溫度230~270°C ;螺桿轉速200~260r/min。8. 根據權利要求6所述的阻燃ABS復合材料的制備方法，其特征在于:所述冷卻為水冷 卻。
【文檔編號】C08K13/04GK105885333SQ201610307647
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】劉凱, 黃家奇, 程健
【申請人】安徽江淮汽車股份有限公司