CN113667264A - 一种阻燃改性abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种阻燃改性ABS复合材料及其制备方法，包括如下重量份的原料：石墨烯1‑3份、阻燃剂4‑8份、第一偶联剂1‑5份、引发剂1‑3份、ABS树脂20‑40份、抗老化剂1‑3份、分散剂1‑3份、玻璃纤维1‑5份、纳米硼纤维1‑5份和巯基树脂4‑12份。本发明的阻燃改性ABS复合材料具有优良的力学性能、化学稳定性以及阻燃性能，通过在ABS树脂中添加阻燃剂和石墨烯大大提升该阻燃改性ABS复合材料的改性ABS材料阻燃性，同时加入玻璃纤维和纳米硼纤维，大大提高该阻燃改性ABS复合材料的力学性能。

Description

一种阻燃改性ABS复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种阻燃改性ABS复合材料及其制备方法。

背景技术

ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物组成，通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂，是五大合成树脂之一，其抗冲击性、化学稳定性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，广泛应用于汽车、机械、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途最广泛的工程塑料之一。然其热稳定性差，极易燃烧，而且其力学性能也有待提高

然而ABS树脂本身阻燃性能极低，属易燃材料，所以必须添加阻燃剂来满足使用要求。但是ABS树脂添加阻燃剂后其物理性能会降低，尤其是产品的冲击性能会大幅度降低，而且阻燃剂的价格和ABS树脂相比较高，其添加量越多产品成本也会相应增加。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种阻燃改性ABS复合材料，该阻燃改性ABS复合材料具有优良的力学性能、化学稳定性以及阻燃性能，通过在ABS树脂中添加阻燃剂和石墨烯大大提升该阻燃改性ABS复合材料的改性ABS材料阻燃性，同时加入玻璃纤维和纳米硼纤维，大大提高该阻燃改性ABS复合材料的力学性能，而所采用的巯基树脂上的巯基在引发剂的作用下能够与ABS树脂上的不饱和烯键发生点击反应形成网络结构，有效改善了塑料的综合性能和性能稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种阻燃改性ABS复合材料的制备方法，该制备方法简单高效，操作控制方便，生产的产品质量高，利于工业化生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种阻燃改性ABS复合材料，包括如下重量份的原料：石墨烯1-3份、阻燃剂4-8份、第一偶联剂1-5份、引发剂1-3份、ABS树脂20-40份、抗老化剂1-3份、分散剂1-3份、玻璃纤维1-5份、纳米硼纤维1-5份和巯基树脂4-12份；每份所述分散剂为乙烯双硬脂酰胺。

本发明中的阻燃改性ABS复合材料具有优良的力学性能、化学稳定性以及阻燃性能，通过在ABS树脂中添加阻燃剂和石墨烯大大提升该阻燃改性ABS复合材料的改性ABS材料阻燃性，同时加入玻璃纤维和纳米硼纤维，大大提高该阻燃改性ABS复合材料的力学性能，而所采用的巯基树脂上的巯基在引发剂的作用下能够与ABS树脂上的不饱和烯键发生点击反应形成网络结构，有效改善了塑料的综合性能和性能稳定性；而乙烯双硬脂酰胺的加入使其在加工过程中处于熔融状态，很好的解决了阻燃剂的分散问题，大大提高了阻燃效率。

优选的，每份所述阻燃剂是由改性阻燃剂和辅助阻燃剂按照重量比为0.8-1.2:0.1-0.5组成的混合物，所述辅助阻燃剂为十溴二苯乙烷。更优选的，所述改性阻燃剂包括如下重量份的原料：三聚氰胺甲醛树脂15-30份、环氧树脂4-12份、纳米纤维素5-10份、纳米二氧化硅1-3份、第二偶联剂1-5份、聚磷酸铵1-5份、亚磷酸锑1-3份和氧化铝1-5份；所述三聚氰胺甲醛树脂为东莞米林纳塑化有限公司生产的牌号为99的三聚氰胺甲醛树脂，所述环氧树脂为环氧树脂e44。

优选的，所述改性阻燃剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂将入反应装置中加热至70-90℃，保温40-60min，之后再将纳米纤维素和纳米二氧化硅加入并以200-400r/min的速率持续搅拌1-3h，得到混合物A，备用；

S2、按照重量份，将聚磷酸铵、亚磷酸锑和氧化铝分散到环氧树脂中，加热至70-100℃搅拌120-160min，得到混合物B，备用；

S3、将硅烷偶联剂和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至80-110℃搅拌反应1-3h，洗涤、干燥后得到具有核壳结构的改性阻燃剂。

本发明中针对以往在ABS树脂添加阻燃剂后其物理性能会降低，尤其是产品的冲击性能会大幅度降低的问题，采用了具有核壳结构的改性阻燃剂，该核壳结构的改性阻燃剂以聚磷酸铵、亚磷酸锑、氧化铝和环氧树脂组成的物料为核，在内核的表面包覆着一层三聚氰胺甲醛树脂作为气源，三聚氰胺甲醛树脂外层吸附着一层纳米纤维素作为炭源，碳源纳米纤维素分散在酸源表面，增大了碳源和酸源的接触面积，提高了成炭能力，具有良好的阻燃性能，而最外层的纳米纤维素和纳米二氧化硅具有良好的高分子基材相容性，可以提高阻燃剂与ABS树脂基材的相容性；其中聚磷酸铵、亚磷酸锑在材料燃烧时，吸热分解出磷酸其协同膨胀阻燃型；同时亚磷酸锑还分解产生出氢氧化锑，在高温下形成泡沫层或玻璃层，隔离空气，从而达到阻燃的作用，而氢氧化铝可大大提高该阻燃改性ABS复合材料的抗氧化性，避免使用久造成该阻燃改性ABS复合材料老化，延长该阻燃改性ABS复合材料的寿命。

优选的，每份所述第二偶联剂是由带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂按照重量比为4.5-5.5:1组成的混合物。

本发明中采用的第二偶联剂在制备改性阻燃剂时可以很好的将核表面与壳层物质交联结合提升了核壳结构的稳定性。

优选的，每份所述第一偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560和硅烷偶联剂KH570中的至少一种；更优先的，每份所述第一偶联剂是由硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560和硅烷偶联剂KH570按照重量比为0.4-0.8:0.6-1.0:0.1-0.5组成的混合物。

本发明中采用的第一偶联剂在制备阻燃改性ABS复合材料的过程中可以将巯基树脂和ABS树脂进行交联反应，提升了化学稳定性。

优选的，每份所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化环己酮中的至少一种；更优先的，每份所述引发剂是由过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化环己酮按照重量比为0.6-1.0:0.4-0.8:0.8-1.2组成的混合物。

本发明中采用的引发剂可使巯基树脂上的巯基与ABS树脂上的不饱和烯键发生点击反应形成网络结构。

优选的，每份所述抗老化剂为多酚类抗氧剂或亚磷酸酯抗氧剂。

本发明还提供了一种阻燃改性ABS复合材料，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将ABS树脂、石墨烯、第一偶联剂和巯基树脂加入搅拌装置中混合搅拌均匀，得的混合物A，备用；

2)按照重量份，将玻璃纤维、纳米硼纤维和引发剂混合混合搅拌均匀，得的混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗老化剂、分散剂、阻燃剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至170-210℃，螺以转速75-95rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、过冷水拉条、造粒，得到阻燃改性ABS复合材料。

本发明阻燃改性ABS复合材料通过上述制得，而利用上述方法制得阻燃改性ABS复合材料具有优良的力学性能、化学稳定性以及阻燃性能，通过在ABS树脂中添加阻燃剂和石墨烯大大提升该阻燃改性ABS复合材料的改性ABS材料阻燃性，同时加入玻璃纤维和纳米硼纤维，大大提高该阻燃改性ABS复合材料的力学性能，而所采用的巯基树脂上的巯基在引发剂的作用下能够与ABS树脂上的不饱和烯键发生点击反应形成网络结构，有效改善了塑料的综合性能和性能稳定性。

本发明的有益效果在于：本发明的阻燃改性ABS复合材料具有优良的力学性能、化学稳定性以及阻燃性能，通过在ABS树脂中添加阻燃剂和石墨烯大大提升该阻燃改性ABS复合材料的改性ABS材料阻燃性，同时加入玻璃纤维和纳米硼纤维，大大提高该阻燃改性ABS复合材料的力学性能，而所采用的巯基树脂上的巯基在引发剂的作用下能够与ABS树脂上的不饱和烯键发生点击反应形成网络结构，有效改善了塑料的综合性能和性能稳定性。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

一种阻燃改性ABS复合材料，包括如下重量份的原料：石墨烯1份、阻燃剂4份、第一偶联剂1份、引发剂1份、ABS树脂20份、抗老化剂1份、分散剂1份、玻璃纤维1份、纳米硼纤维1份和巯基树脂4份；每份所述分散剂为乙烯双硬脂酰胺，所述采用新乡赛普瑞特环保科技有限公司生产的牌号为巯基树脂MTS9240巯基树脂。

每份所述阻燃剂是由改性阻燃剂和辅助阻燃剂按照重量比为0.8:0.1组成的混合物，所述辅助阻燃剂为十溴二苯乙烷。

所述改性阻燃剂包括如下重量份的原料：三聚氰胺甲醛树脂15份、环氧树脂4份、纳米纤维素5份、纳米二氧化硅1份、第二偶联剂1份、聚磷酸铵1份、亚磷酸锑1份和氧化铝1份；所述三聚氰胺甲醛树脂为东莞米林纳塑化有限公司生产的牌号为99的三聚氰胺甲醛树脂，所述环氧树脂为环氧树脂e44。

所述改性阻燃剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂将入反应装置中加热至70℃，保温40min，之后再将纳米纤维素和纳米二氧化硅加入并以200r/min的速率持续搅拌1h，得到混合物A，备用；

S2、按照重量份，将聚磷酸铵、亚磷酸锑和氧化铝分散到环氧树脂中，加热至70℃搅拌120min，得到混合物B，备用；

S3、将硅烷偶联剂和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至80℃搅拌反应1h，洗涤、干燥后得到具有核壳结构的改性阻燃剂。

每份所述第二偶联剂是由带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂按照重量比为4.5:1组成的混合物。

每份所述第一偶联剂是由硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560和硅烷偶联剂KH570按照重量比为0.4:0.6:0.1组成的混合物。

每份所述引发剂是由过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化环己酮按照重量比为0.6:0.4:0.8组成的混合物。

每份所述抗老化剂为多酚类抗氧剂。

所述阻燃改性ABS复合材料，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将ABS树脂、石墨烯、第一偶联剂和巯基树脂加入搅拌装置中混合搅拌均匀，得的混合物A，备用；

2)按照重量份，将玻璃纤维、纳米硼纤维和引发剂混合混合搅拌均匀，得的混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗老化剂、分散剂、阻燃剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至170℃，螺以转速75rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、过冷水拉条、造粒，得到阻燃改性ABS复合材料。

实施例2

一种阻燃改性ABS复合材料，包括如下重量份的原料：石墨烯1.5份、阻燃剂5份、第一偶联剂2份、引发剂1.5份、ABS树脂25份、抗老化剂1.5份、分散剂1.5份、玻璃纤维2份、纳米硼纤维2份和巯基树脂6份；每份所述分散剂为乙烯双硬脂酰胺，所述采用新乡赛普瑞特环保科技有限公司生产的牌号为巯基树脂MTS9240巯基树脂。

每份所述阻燃剂是由改性阻燃剂和辅助阻燃剂按照重量比为0.9:0.2组成的混合物，所述辅助阻燃剂为十溴二苯乙烷。

所述改性阻燃剂包括如下重量份的原料：三聚氰胺甲醛树脂18份、环氧树脂6份、纳米纤维素6份、纳米二氧化硅1.5份、第二偶联剂2份、聚磷酸铵2份、亚磷酸锑1.5份和氧化铝2份；所述三聚氰胺甲醛树脂为东莞米林纳塑化有限公司生产的牌号为99的三聚氰胺甲醛树脂，所述环氧树脂为环氧树脂e44。

所述改性阻燃剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂将入反应装置中加热至75℃，保温45min，之后再将纳米纤维素和纳米二氧化硅加入并以250r/min的速率持续搅拌1.5h，得到混合物A，备用；

S2、按照重量份，将聚磷酸铵、亚磷酸锑和氧化铝分散到环氧树脂中，加热至76℃搅拌130min，得到混合物B，备用；

S3、将硅烷偶联剂和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至87℃搅拌反应1.5h，洗涤、干燥后得到具有核壳结构的改性阻燃剂。

每份所述第二偶联剂是由带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂按照重量比为4.7:1组成的混合物。

每份所述第一偶联剂是由硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560和硅烷偶联剂KH570按照重量比为0.5:0.7:0.2组成的混合物。

每份所述引发剂是由过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化环己酮按照重量比为0.7:0.5:0.9组成的混合物。

每份所述抗老化剂为亚磷酸酯抗氧剂。

所述阻燃改性ABS复合材料，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将ABS树脂、石墨烯、第一偶联剂和巯基树脂加入搅拌装置中混合搅拌均匀，得的混合物A，备用；

2)按照重量份，将玻璃纤维、纳米硼纤维和引发剂混合混合搅拌均匀，得的混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗老化剂、分散剂、阻燃剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至180℃，螺以转速80rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、过冷水拉条、造粒，得到阻燃改性ABS复合材料。

实施例3

一种阻燃改性ABS复合材料，包括如下重量份的原料：石墨烯2份、阻燃剂6份、第一偶联剂3份、引发剂2份、ABS树脂30份、抗老化剂2份、分散剂2份、玻璃纤维3份、纳米硼纤维3份和巯基树脂8份；每份所述分散剂为乙烯双硬脂酰胺，所述采用新乡赛普瑞特环保科技有限公司生产的牌号为巯基树脂MTS9240巯基树脂。

每份所述阻燃剂是由改性阻燃剂和辅助阻燃剂按照重量比为1.0:0.3组成的混合物，所述辅助阻燃剂为十溴二苯乙烷。

所述改性阻燃剂包括如下重量份的原料：三聚氰胺甲醛树脂23份、环氧树脂8份、纳米纤维素8份、纳米二氧化硅2份、第二偶联剂3份、聚磷酸铵3份、亚磷酸锑2份和氧化铝3份；所述三聚氰胺甲醛树脂为东莞米林纳塑化有限公司生产的牌号为99的三聚氰胺甲醛树脂，所述环氧树脂为环氧树脂e44。

所述改性阻燃剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂将入反应装置中加热至80℃，保温50min，之后再将纳米纤维素和纳米二氧化硅加入并300r/min的速率持续搅拌2h，得到混合物A，备用；

S2、按照重量份，将聚磷酸铵、亚磷酸锑和氧化铝分散到环氧树脂中，加热至85℃搅拌140min，得到混合物B，备用；

S3、将硅烷偶联剂和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至95℃搅拌反应2h，洗涤、干燥后得到具有核壳结构的改性阻燃剂。

每份所述第二偶联剂是由带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂按照重量比为5:1组成的混合物。

每份所述第一偶联剂是由硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560和硅烷偶联剂KH570按照重量比为0.6:0.8:0.3组成的混合物。

每份所述引发剂是由过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化环己酮按照重量比为0.8:0.6:1.0组成的混合物。

每份所述抗老化剂为多酚类抗氧剂。

所述阻燃改性ABS复合材料，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将ABS树脂、石墨烯、第一偶联剂和巯基树脂加入搅拌装置中混合搅拌均匀，得的混合物A，备用；

2)按照重量份，将玻璃纤维、纳米硼纤维和引发剂混合混合搅拌均匀，得的混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗老化剂、分散剂、阻燃剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至190℃，螺以转速85rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、过冷水拉条、造粒，得到阻燃改性ABS复合材料。

实施例4

一种阻燃改性ABS复合材料，包括如下重量份的原料：石墨烯2.5份、阻燃剂7份、第一偶联剂4份、引发剂2.5份、ABS树脂35份、抗老化剂2.5份、分散剂2.5份、玻璃纤维4份、纳米硼纤维4份和巯基树脂10份；每份所述分散剂为乙烯双硬脂酰胺，所述采用新乡赛普瑞特环保科技有限公司生产的牌号为巯基树脂MTS9240巯基树脂。

每份所述阻燃剂是由改性阻燃剂和辅助阻燃剂按照重量比为1.1:0.4组成的混合物，所述辅助阻燃剂为十溴二苯乙烷。

所述改性阻燃剂包括如下重量份的原料：三聚氰胺甲醛树脂26份、环氧树脂10份、纳米纤维素9份、纳米二氧化硅2.5份、第二偶联剂4份、聚磷酸铵4份、亚磷酸锑2.5份和氧化铝4份；所述三聚氰胺甲醛树脂为东莞米林纳塑化有限公司生产的牌号为99的三聚氰胺甲醛树脂，所述环氧树脂为环氧树脂e44。

所述改性阻燃剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂将入反应装置中加热至85℃，保温55min，之后再将纳米纤维素和纳米二氧化硅加入并以350r/min的速率持续搅拌2.5h，得到混合物A，备用；

S2、按照重量份，将聚磷酸铵、亚磷酸锑和氧化铝分散到环氧树脂中，加热至93℃搅拌150min，得到混合物B，备用；

S3、将硅烷偶联剂和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至103℃搅拌反应2.5h，洗涤、干燥后得到具有核壳结构的改性阻燃剂。

每份所述第二偶联剂是由带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂按照重量比为5.2:1组成的混合物。

每份所述第一偶联剂是由硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560和硅烷偶联剂KH570按照重量比为0.7:0.9:0.4组成的混合物。

每份所述引发剂是由过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化环己酮按照重量比为0.9:0.7:1.1组成的混合物。

每份所述抗老化剂为亚磷酸酯抗氧剂。

所述阻燃改性ABS复合材料，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将ABS树脂、石墨烯、第一偶联剂和巯基树脂加入搅拌装置中混合搅拌均匀，得的混合物A，备用；

2)按照重量份，将玻璃纤维、纳米硼纤维和引发剂混合混合搅拌均匀，得的混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗老化剂、分散剂、阻燃剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至200℃，螺以转速90rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、过冷水拉条、造粒，得到阻燃改性ABS复合材料。

实施例5

一种阻燃改性ABS复合材料，包括如下重量份的原料：石墨烯3份、阻燃剂8份、第一偶联剂5份、引发剂3份、ABS树脂40份、抗老化剂3份、分散剂3份、玻璃纤维5份、纳米硼纤维5份和巯基树脂12份；每份所述分散剂为乙烯双硬脂酰胺，所述采用新乡赛普瑞特环保科技有限公司生产的牌号为巯基树脂MTS9240巯基树脂。

每份所述阻燃剂是由改性阻燃剂和辅助阻燃剂按照重量比为1.2:0.5组成的混合物，所述辅助阻燃剂为十溴二苯乙烷。

所述改性阻燃剂包括如下重量份的原料：三聚氰胺甲醛树脂30份、环氧树脂12份、纳米纤维素10份、纳米二氧化硅3份、第二偶联剂5份、聚磷酸铵5份、亚磷酸锑3份和氧化铝5份；所述三聚氰胺甲醛树脂为东莞米林纳塑化有限公司生产的牌号为99的三聚氰胺甲醛树脂，所述环氧树脂为环氧树脂e44。

所述改性阻燃剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂将入反应装置中加热至90℃，保温60min，之后再将纳米纤维素和纳米二氧化硅加入并以400r/min的速率持续搅拌3h，得到混合物A，备用；

S2、按照重量份，将聚磷酸铵、亚磷酸锑和氧化铝分散到环氧树脂中，加热至100℃搅拌160min，得到混合物B，备用；

S3、将硅烷偶联剂和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至110℃搅拌反应3h，洗涤、干燥后得到具有核壳结构的改性阻燃剂。

每份所述第二偶联剂是由带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂按照重量比为5.5:1组成的混合物。

每份所述第一偶联剂是由硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560和硅烷偶联剂KH570按照重量比为0.8:1.0:0.5组成的混合物。

每份所述引发剂是由过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化环己酮按照重量比为1.0:0.8:1.2组成的混合物。

每份所述抗老化剂为亚磷酸酯抗氧剂。

所述阻燃改性ABS复合材料，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将ABS树脂、石墨烯、第一偶联剂和巯基树脂加入搅拌装置中混合搅拌均匀，得的混合物A，备用；

2)按照重量份，将玻璃纤维、纳米硼纤维和引发剂混合混合搅拌均匀，得的混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗老化剂、分散剂、阻燃剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至210℃，螺以转速95rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、过冷水拉条、造粒，得到阻燃改性ABS复合材料。

对比例1

本对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例的阻燃改性ABS复合材料中直接采用氧化铝代替了改性阻燃剂，其余原料按照实施例1的比例混合物。本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。

对比例2

本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例的改性阻燃剂的原料中没有三聚氰胺甲醛树脂，其余原料按照实施例3的比例混合物。本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。

对比例3

本对比例与上述实施例5的区别在于：本对比例的阻燃改性ABS复合材料的原料中没有添加巯基树脂，其余原料按照实施例5的比例混合物。本对比例的其余内容与实施例5相同，这里不再赘述。

对实施例1、3和5和对比例1-3制得的阻燃改性ABS复合材料进行性能测试，拉伸强度按照GB/T 228-1987测试方法、指标≥20MPa，冲击强度按照GB/T1043.1-2008测试方法，阻燃等级采用GT/T17591-2006测试方法，结果如表1所示：

表1

项目	拉伸强度(MPa)	冲击强度(J/m)	阻燃等级
				实施例1	64.5	301	V-0
实施例3	67.5	305	V-0
				实施例5	66.4	303	V-0
对比例1	60.2	294	HB
				对比例2	56.2	296	V2
对比例3	50.1	284	V-1

由表中数据可知，本发明实施例1、3和5中制得的阻燃改性ABS复合材料具有很好的拉伸强度、冲击强度和阻燃等级，在耐热性能和耐老化性能等方面也具有较好的可靠性，而改性阻燃剂、三聚氰胺甲醛树脂和巯基树脂的加入有效改善了塑料的综合性能和性能稳定性。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：石墨烯1-3份、阻燃剂4-8份、第一偶联剂1-5份、引发剂1-3份、ABS树脂20-40份、抗老化剂1-3份、分散剂1-3份、玻璃纤维1-5份、纳米硼纤维1-5份和巯基树脂4-12份。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：每份所述阻燃剂是由改性阻燃剂和辅助阻燃剂按照重量比为0.8-1.2:0.1-0.5组成的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：所述改性阻燃剂包括如下重量份的原料：三聚氰胺甲醛树脂15-30份、环氧树脂4-12份、纳米纤维素5-10份、纳米二氧化硅1-3份、第二偶联剂1-5份、聚磷酸铵1-5份、亚磷酸锑1-3份和氧化铝1-5份。

4.根据权利要求3所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：所述改性阻燃剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂将入反应装置中加热至70-90℃，保温40-60min，之后再将纳米纤维素和纳米二氧化硅加入并以200-400r/min的速率持续搅拌1-3h，得到混合物A，备用；

S2、按照重量份，将聚磷酸铵、亚磷酸锑和氧化铝分散到环氧树脂中，加热至70-100℃搅拌120-160min，得到混合物B，备用；

S3、将硅烷偶联剂和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至80-110℃搅拌反应1-3h，洗涤、干燥后得到具有核壳结构的改性阻燃剂。

5.根据权利要求3所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：每份所述第二偶联剂是由带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂按照重量比为4.5-5.5:1组成的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：每份所述第一偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560和硅烷偶联剂KH570中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：每份所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化环己酮中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：每份所述抗老化剂为多酚类抗氧剂或亚磷酸酯抗氧剂。

9.根据权利要求1所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：每份所述分散剂为乙烯双硬脂酰胺

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将ABS树脂、石墨烯、第一偶联剂和巯基树脂加入搅拌装置中混合搅拌均匀，得的混合物A，备用；

2)按照重量份，将玻璃纤维、纳米硼纤维和引发剂混合混合搅拌均匀，得的混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗老化剂、分散剂、阻燃剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至170-210℃，螺以转速75-95rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、过冷水拉条、造粒，得到阻燃改性ABS复合材料。