專利名稱：一種含納米級阻燃劑的高韌無鹵阻燃abs樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無卣阻燃ABS樹脂及其制備方法，特別是一種 種含納米級阻燃劑的高韌無鹵阻燃ABS樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
ABS樹脂是丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物，具有良好的韌性、 硬度、剛性等力學(xué)性能，以及較好的耐化學(xué)品性、尺寸穩(wěn)定性、表面 光澤度、耐低溫特性、加工流動性等。作為目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣 的工程塑料，被廣泛應(yīng)用在住宅、家用電器、管道等方面。
但ABS易燃，其水平燃燒速度很快，約為2.5 5.1cm/min，燃 燒時產(chǎn)生大量黑煙，離火后仍繼續(xù)燃燒。傳統(tǒng)的阻燃方法是加入含鹵 有機(jī)阻燃劑，所得到的制品雖然阻燃效果良好，但在燃燒時放出大量 的有毒的煙氣，給消防工作及環(huán)境帶來很大的影響。自2002年6月 起，歐洲議會各成員國禁止在塑料中使用多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑，自此， 無鹵阻燃劑特備是金屬氫氧化物阻燃劑因其良好的阻燃和抑煙性能 受到了廣泛的重視。
公開號CN101457010A的發(fā)明專利公開了 "一種低煙無鹵阻燃 ABS類樹脂"，該專利是在ABS中加入微膠囊化紅磷并輔以金屬氫 氧化物來實(shí)現(xiàn)無鹵阻燃的。但紅磷和金屬氫氧化物與ABS樹脂的相 容性都很差，直接使用很難在ABS樹脂中分散均勻，不但影響阻燃 性能，而且影響產(chǎn)品的韌性。公開號CN101353000A的發(fā)明專利公 開了 "一種聚烯烴用磷系無鹵復(fù)合阻燃劑及其制備方法"，該專利是 采用改性紅磷和含有羰基和不飽和雙鍵的共聚乳液，加水混合均勻， 置于高速剪切設(shè)備中，在一定條件下剪切研磨，然后加入納米氫氧化 物、含有羰基和不飽和雙鍵的共聚單體、自由基引發(fā)劑，繼續(xù)研磨至 反應(yīng)完全，制得該阻燃劑的。該方法過于復(fù)雜，為保證反應(yīng)完全，研 磨時間必須很長，且為保證產(chǎn)品中沒有水分，烘干溫度較高，會使過 量的自由基引發(fā)劑成為不安全因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于克服背景技術(shù)中以金屬氫氧化物為阻燃劑時存在的 添加量高的、產(chǎn)品韌性低、難以分散的問題，提供一種含納米級阻燃 劑的高韌無鹵阻燃ABS樹脂，該樹脂具有有阻燃劑添加量低、產(chǎn)品 無鹵阻燃、低煙、高韌性的特點(diǎn)。本發(fā)明還提供了一種含納米級阻燃 劑的高韌無鹵阻燃ABS樹脂的制備方法。
本發(fā)明解決其問題可通過如下技術(shù)方案來達(dá)到該高韌納米無鹵 阻燃ABS樹脂其組分及配比按重量百分比如下-
ABS類樹脂50 88%
主阻燃劑8 20%
輔助阻燃劑A1 10%
輔助阻燃劑B1 5%
輔助阻燃劑c1 5%
抑煙劑0.1 4%
潤滑劑1 3%
表面處理劑0.01 0.50/0
分散劑0.0卜2%
抗氧劑0.01 0.5%
所述的主阻燃劑是粒徑為納米級的鎂、鋁氫氧化物中的一種或 兩種復(fù)配物。
所述的ABS是ABS粒料或ABS粉料與SAN復(fù)配物；所述的 輔助阻燃劑A是紅磷；所述的輔助阻燃劑B是PVC;所述的輔助阻 燃劑C是交聯(lián)劑與增韌劑的混合物；所述的抑煙劑是銨鹽類物質(zhì)； 所述的表面處理劑為偶聯(lián)劑。
所述的紅磷是微膠囊化紅磷；所述的PVC是5型PVC;所述的 交聯(lián)劑是ECHO-1820;所述的增韌劑是ABS高膠粉；所述的銨鹽類 物質(zhì)是硫酸鉸或磷酸銨；所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅或硬脂酸 鈣中的一種或幾種；所述的分散劑是己烷、正己烷或無水乙醇；所述 的抗氧劑是1010、 1076、 DLTP、 DSTP、 DSTDP中的一種或幾種; 所述的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑、 硅烷與鈦酸酯偶聯(lián)劑的一種或幾種復(fù)合物。
以納米級金屬氫氧化物為主阻燃劑的無鹵阻燃ABS樹脂，解決了相似方法中產(chǎn)品韌性低的問題表面處理劑用以對主阻燃劑進(jìn)行表 面處理，分散劑用以分散表面處理劑，經(jīng)過偶聯(lián)劑的濕法表面處理后， 納米金屬氫氧化物粒子被充分浸潤和包覆，降低了表面能，增加了與
非極性的ABS樹脂的相容性，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融混合后，與ABS 大分子鏈相互纏繞，在ABS樹脂中達(dá)到納米級分散，同時起到了增 韌和阻燃的效用，結(jié)果，降低了金屬氫氧化物阻燃劑的添加量，在添 加量低至8%時仍使阻燃ABS達(dá)到UL94 V-0級，韌性接近或達(dá)到14 KJ/m2 (現(xiàn)行阻燃ABS的韌性指標(biāo))。
輔助阻燃劑A、 B、 C與主阻燃劑一起使用，具有協(xié)效作用，使 主阻燃劑的效果更加明顯。
現(xiàn)有的增韌劑如EVA、 SBS、三元乙丙橡膠、EPDM等，在增韌 的同時能降低阻燃性能。而本發(fā)明選用的增韌劑ABS高膠粉與 ECHO-1820的混合物與輔助阻燃劑A、 B與主阻燃劑一起使用，增 韌的同時又有輔助阻燃的效果。
一種含納米級阻燃劑的高韌無鹵阻燃ABS樹脂的制備方法表 面處理劑、分散劑按l: 1 1: IO的體積比例配制成溶液；將烘干后 的主阻燃劑與該溶液混合，攪拌成糊狀，然后分別在35。C和8(TC通 風(fēng)條件下烘干；將經(jīng)過表面處理的主阻燃劑與輔助阻燃劑A、輔助阻 燃劑B、輔助阻燃劑C、潤滑劑、增韌劑、抗氧劑、抑煙劑按比例一 起投入到高速混料機(jī)內(nèi)，充分混合1 10分鐘；將物料送入長徑比》 20的雙螺桿壓出機(jī)中，在150 225"C范圍內(nèi)擠出造粒，制得本高韌 低煙無鹵阻燃ABS樹脂。
本發(fā)明與上述背景技術(shù)相比較可具有如下有益效果該高韌低煙 無鹵阻燃ABS樹脂通過在加入納米級阻燃劑和增韌劑，使阻燃ABS 達(dá)到UL94 V-O級，金屬氫氧化物阻燃劑添加量低至8%，仍使韌性 接近或達(dá)到14 KJ/m2 (現(xiàn)行阻燃ABS的韌性指標(biāo))，具有低煙、無 毒、韌性好的特點(diǎn)。本方法簡單易行，原材料豐富，均為價格低廉的 市售產(chǎn)品，因此成本低，突破了有鹵阻燃的傳統(tǒng)，擴(kuò)大了阻燃ABS 的應(yīng)用范圍。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
取ABS類樹脂及各種添加成分，按下述配比(重量百分比)及
6制備方法制得專用原料:
ABS (粉料)50%
納米級氫氧化鎂20%
微膠囊化紅磷10%
5型PVC5%
ECHO-l820與ABS高膠粉(1: 1)5%
硫酸銨4%
硬脂酸3%
硅烷偶聯(lián)劑0.5%
無水乙醇2%
10100.5%
表面處理劑、分散劑按一定體積比例配制成溶液；將烘干后的 主阻燃劑與該溶液混合，攪拌成糊狀，然后分別在35r和8(TC通風(fēng) 條件下烘千；將ABS、經(jīng)過表面處理的主阻燃劑與輔助阻燃劑A、 輔助阻燃劑B、輔助阻燃劑C、潤滑劑、增韌劑、抗氧劑、抑煙劑按 比例一起投入到高速混料機(jī)內(nèi)，充分混合1 10分鐘；將物料送入長 徑比>20的雙螺桿壓出機(jī)中，在150 225。C范圍內(nèi)擠出造粒，制得 本高韌低煙無鹵阻燃ABS樹脂。
該專用料經(jīng)注射成型制成的樣品，其韌性達(dá)到12KJ/m2以上(國 標(biāo)GB13525/T-92)，阻燃性能達(dá)到V-0級(美國電工協(xié)會UL94標(biāo)準(zhǔn))。
實(shí)施例2
取ABS類樹脂及各種添加成分，按下述配方(重量百分比)及 制備方法制得專用原料
ABS (粉料)60%
納米級氫氧化鋁15%
微膠囊化紅磷；7%
5型PVC4.5%
ECHO-1820與ABS高膠粉(1: 1)4.5%
硫酸銨3.5%、
硬脂酸鋅2.7%
硅垸偶聯(lián)劑0.5%無水乙醇 1.8% 1076 0.5%
制備方法同實(shí)施例1，混合3分鐘。
該專用料經(jīng)注射成型制成的樣品，其韌性達(dá)到12KJ/m2以上(國 標(biāo)GB13525/T-92)，阻燃性能達(dá)到V-0級(美國電工協(xié)會UL94標(biāo)準(zhǔn))。
實(shí)施例3
取ABS類樹脂及各種添加成分，按下述配方及前述方法制得專 用原料-
ABS (粉料)70%
納米級氫氧化鎂加氫氧化鋁(1:1)10%
微膠囊化紅磷5%
5型PVC4%
ECHO-1820與ABS高膠粉(1:3.7%
磷酸銨3%、
硬脂酸2%
鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5%
無水乙醇1.3%
10100.5%
制備方法同實(shí)施例1 ，混合4分鐘。
該專用料經(jīng)注射成型制成的樣品，其韌性達(dá)到13KJ/m2以上(國 標(biāo)GB13525/T-92)，阻燃性能達(dá)到V-0級(美國電工協(xié)會UL94標(biāo)準(zhǔn))。
實(shí)施例4
取ABS類樹脂及各種添加成分，按下述配方(重量百分比)及
制備方法制得專用原料
ABS 80%
納米級氫氧化鎂 8%
微膠囊化紅磷 3%
5型PVC 2% ECHO-1820與ABS高膠粉(1:1) 2%
硫酸銨 2%、硅烷偶聯(lián)劑 0.5% 無水乙醇 1.5% 制備方法同實(shí)施例1，混合6分鐘。
該專用料經(jīng)注射成型制成的樣品，其韌性達(dá)到14KJ/V以上(國 標(biāo)GB13525/T-92)，阻燃性能達(dá)到V-0級(美國電工協(xié)會UL94標(biāo)準(zhǔn))。
上述實(shí)施例使用的所有化合物均為市售商品，納米級氫氧化鎂、 氫氧化鋁的生產(chǎn)廠家為山東海龍鎂業(yè)公司。
權(quán)利要求
1、一種含納米級阻燃劑的高韌無鹵阻燃ABS樹脂，其特征在于其組分及配比按重量百分比如下ABS類樹脂 50～88％主阻燃劑 8～20％輔助阻燃劑A1～10％輔助阻燃劑B1～5％輔助阻燃劑C1～5％抑煙劑 0.1～4％潤滑劑 1～3％表面處理劑 0.01～0.5％分散劑 0.01～2％抗氧劑 0.01～0.5％
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌納米無鹵阻燃ABS樹脂，其特征 在于所述的主阻燃劑是粒徑為納米級的鎂、鋁氫氧化物中的一種或 兩種復(fù)配物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌納米無鹵阻燃ABS樹脂，其特征 在于所述的ABS類樹脂是ABS粒料或ABS粉料與SAN復(fù)配物； 所述的輔助阻燃劑A是紅磷；所述的輔助阻燃劑B是PVC;所述的 輔助阻燃劑C是交聯(lián)劑與增韌劑的混合物；所述的抑煙劑是銨鹽類 物質(zhì)；所述的表面處理劑為偶聯(lián)劑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高韌納米無鹵阻燃ABS樹脂，其特征 在于所述的紅磷是微膠囊化紅磷。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高韌納米無鹵阻燃ABS樹脂，其特征 在于所述的PVC是5型PVC。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高韌納米無鹵阻燃ABS樹脂，其特征 在于所述的交聯(lián)劑是ECHO-1820;所述的增韌劑是ABS高膠粉。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高韌納米無鹵阻燃ABS樹脂，其特征 在于所述的銨鹽類物質(zhì)是硫酸銨或磷酸銨。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌納米無鹵阻燃ABS樹脂，其特征在于所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅或硬脂酸鈣中的一種或幾種; 所述的分散劑是己烷、正己垸或無水乙醇；所述的抗氧劑是1010、 1076、 DLTP、 DSTP、 DSTDP中的一種或幾種。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高韌納米無鹵阻燃ABS樹脂，其特征 在于所述的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合硅烷偶 聯(lián)劑、硅烷與鈦酸酯偶聯(lián)劑的一種或幾種復(fù)合物。
10、 權(quán)利要求1所述的高韌低煙無鹵阻燃ABS樹脂的制備方法，其特征在于表面處理劑、分散劑按l: 1 1: IO的體積比例配制成 溶液；將烘千后的主阻燃劑與該溶液混合，攪拌成糊狀，然后分別在 35"C和8(TC通風(fēng)條件下烘干；將ABS原料、經(jīng)過表面處理的主阻燃 劑與輔助阻燃劑A、輔助阻燃劑B、輔助阻燃劑C、潤滑劑、增韌劑、 抗氧劑、抑煙劑按比例一起投入到高速混料機(jī)內(nèi)，充分混合1 10 分鐘；將物料送入長徑比》20的雙螺桿壓出機(jī)中，在150 225。C范 圍內(nèi)擠出造粒，制得本高韌低煙無鹵阻燃ABS樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含納米級阻燃劑的高韌無鹵阻燃ABS樹脂及其制備方法。主要解決了以金屬氫氧化物為主阻燃劑時添加量大并導(dǎo)致產(chǎn)品韌性降低的問題。其特征在于使用納米金屬氫氧化物作主阻燃劑，在ABS樹脂中既是阻燃劑，又是增韌劑，并與其它助阻燃劑有協(xié)效作用，結(jié)果，降低了金屬氫氧化物阻燃劑的添加量，在添加量低至8％時仍使阻燃ABS達(dá)到UL94 V-0級，韌性接近或達(dá)到14KJ/m²(現(xiàn)行阻燃ABS的韌性指標(biāo))。
文檔編號C08L55/00GK101665611SQ20091016346
公開日2010年3月10日 申請日期2009年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月16日
發(fā)明者楊瑞蘭 申請人:楊瑞蘭