CN102010563A - 纳米黏土复配阻燃abs树脂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种纳米黏土复配阻燃ABS树脂，该树脂由以下重量份的组分共混而成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯40～60份，复配阻燃剂20～30份，纳米黏土1～5份，相容剂3～10份，增韧剂10～30份，抗氧剂0.1～2份。按配方比例称取原料，将ABS和纳米黏土在中速混合器中预混2～5分钟，然后再加入其他原料混合5～10分钟；将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出、造粒得本发明的纳米黏土复配阻燃ABS树脂。本发明的树脂可达到UL94-V0级，加工性能和机械性能稳定，产品在使用过程中无小分子阻燃剂渗出，对环境友好，可广泛用于电子、电器及汽车工业等领域。

Description

纳米黏土复配阻燃ABS树脂
技术领域
本发明属于环保阻燃ABS树脂技术领域，尤其是涉及一种纳米黏土复配阻燃ABS树脂。
背景技术
ABS树脂是一种通用的热塑性工程塑料，是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)的三元共聚物。它协调了三种组分的优越性能，具有较高的抗冲击强度、良好的加工性能和化学稳定性，易于模塑成型，因此在居民住宅、家电、管道等方面有广泛的应用。然而，ABS是一种易燃的高分子材料，燃烧速度很快，燃烧时产生大量黑烟，离火后仍继续燃烧，这一缺点限制了其应用范围。
目前，国内外用于ABS树脂的阻燃剂普遍为多溴联苯醚等，如CN1962751、CN1412238A、CN1765985中提到的复配阻燃剂虽然具有很高的阻燃效果和较低的价格，但多溴联苯醚等为欧盟已发布的《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(简称《RoHS指令》)中明确严禁使用的有害物质，这就使得使用此类阻燃剂的ABS树脂在应用上受到了很大的冲击。
另外，也有使用无机阻燃剂制备ABS树脂，主要的无机阻燃剂为氢氧化镁及氢氧化铝等，但这类阻燃剂的阻燃性能不明显，只有在大量添加时才能得到一定的阻燃效果，而大量添加虽然满足了阻燃效果却会使ABS的力学性能和加工性能严重恶化。
此外，目前也有使用磷系阻燃剂，但该类阻燃剂品种、数量较少，且多数为液体及低熔点化合物，如CN1616545A、US64621125中公开了ABS树脂成型加工温度在200℃以上，因此磷系阻燃剂在高温成型中使用受到很大的限制。又由于ABS树脂中不含羟基，当燃烧时由于有含磷阻燃剂的存在几乎不形成炭化膜，造成阻燃作用不明显。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种阻燃性能好、不使用有害物质，并能保持ABS良好的力学性能和加工性能的纳米黏土复配阻燃ABS树脂。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种纳米黏土复配阻燃ABS树脂，该树脂是由以下重量份的各组分共混而成：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)       40～60份
复配阻燃剂                            20～30份
纳米黏土    1～5份
相容剂      3～10份
增韧剂      10～30份
抗氧剂      0.1～2份
本发明上述的复配阻燃剂为10～20重量份的溴代环氧树脂低聚物(BEO，分子式为(C18H16O3Br4)n)、2～6重量份的三氧化二锑和3～8重量份的三聚氰胺混合而成，且上述三种物料的用量总和为20～30份。
本发明上述的纳米黏土是以双十八烷基二甲基溴化铵(CAS号：3700-67-2)为插层剂的有机化蒙脱土。
所说的相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体(SEBS-g-MAH)或马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS-g-MAH)。
所说的增韧剂为ABS高胶粉或乙烯-辛烯共聚物(POE)。
所说的抗氧剂为多酚抗氧剂1010。
本发明的纳米黏土复配阻燃ABS树脂制备方法为：按配方比例称取各原料，先将ABS和纳米黏土在中速混合器中预混2～5分钟，然后加入相容剂、复配阻燃剂、增韧剂、抗氧剂在中速混合器中预混5～10分钟，再将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒(为行业内常规技术)。
本发明的纳米黏土复配阻燃ABS树脂具有如下有益效果：
1.本发明采用高分子量的溴代环氧树脂低聚物为主阻燃剂，溴代环氧树脂具有较高的阻燃效率，优良的热稳定性和光稳定性，且能赋予被阻燃基材良好的力学性能，因此，它的使用解决了由于ABS加工温度高所引起的小分子阻燃剂挥发的问题；同时，由于阻燃剂的分子量高，对ABS的力学性能影响较小；
2.本发明成功地应用了低成本纳米黏土，在达到预期阻燃级别的前提下，可以减少阻燃剂的用量，降低阻燃剂对ABS基材物理性能的不良影响，使材料同时通过锥形量热实验及传统阻燃测试，具有良好的阻燃性能；
3.本发明采用三聚氰胺为协助阻燃剂，三聚氰胺不仅具有很好的阻燃作用，而且对溴化环氧树脂具有交联作用，从而降低了阻燃剂对ABS树脂力学性能的不良影响。
具体实施方式
下面给出实施例进一步说明本发明所述的纳米黏土复配阻燃ABS树脂。有必要指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据本发明内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
本发明以下实施例使用的各原料，不做特殊说明均为市售产品。
实施例1
表1实施例1各原料配比
Figure BSA00000352893600031
将A组分在中速混合器中预混3分钟，然后再加入B组分混合10分钟；将混合料置于双螺杆机中，在温度120～260℃(双螺杆挤出机一区温度120℃、二区温度180℃、三区温度200℃、四区温度240℃、五区温度240℃、六区温度240℃)下经熔融挤出，造粒即可。
实施例2
表2实施例2各原料配比
所用步骤同实施例1。
实施例3
表3实施例3各原料配比
Figure BSA00000352893600033
Figure BSA00000352893600041
所用步骤同实施例1。
实施例4
表4实施例4各原料配比
Figure BSA00000352893600042
所用步骤同实施例1。
为了考察本发明制备的纳米黏土复配阻燃ABS树脂的相关性能，本发明将实施例所得样品按照GB/T 1040.2-2006测试拉伸强度，按照GB/T1843-2008测试悬臂梁缺口冲击强度，按照GB/T2408-2008测试垂直燃烧级别，按照ISO11358-1997测试热分解温度。其中点燃时间和峰值热释放速率采用FTT锥形量热仪，测试标准为ISO5660，辐照功率35kW/m2。所有的测试结果见表1。
表5实施例1-4制备样品的相关性能

Claims (6)

1.一种纳米黏土复配阻燃ABS树脂，其特征在于：该树脂是由以下重量份的各组分共混而成：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯      40～60份
复配阻燃剂                20～30份
纳米黏土                  1～5份
相容剂                    3～10份
增韧剂                    10～30份
抗氧剂                    0.1～2份。
2.根据权利要求1所述的纳米黏土复配阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的复配阻燃剂为10～20重量份的溴代环氧树脂低聚物、2～6重量份的三氧化二锑和3～8重量份的三聚氰胺混合而成，且上述三种物料的用量总和为20～30份。
3.根据权利要求1所述的纳米黏土复配阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的纳米黏土为以双十八烷基二甲基溴化铵为插层剂的有机化蒙脱土。
4.根据权利要求1所述的纳米黏土复配阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体或马来酸酐接枝丙烯腈丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
5.根据权利要求1所述的纳米黏土复配阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的增韧剂为ABS高胶粉或乙烯-辛烯共聚物。
6.根据权利要求1所述的纳米黏土复配阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的抗氧剂为多酚抗氧剂1010。
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