一種環(huán)保低煙阻燃abs類樹脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及阻燃樹脂【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種ABS類樹脂及其制備方法。該樹脂由包含以下重量份的組分制成：ABS類樹脂1000份，鹵系阻燃劑150~350份，協(xié)效阻燃劑30~70份，抑煙劑30~70份，抗氧劑1~10份，潤滑劑1~10份。制備方法如下：將1000份ABS類樹脂、150~350份鹵系阻燃劑、30~70份協(xié)效阻燃劑、30~70份抑煙劑、1~10份抗氧劑和1~10份潤滑劑充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料。本發(fā)明的ABS類樹脂在燃燒時(shí)發(fā)煙量低、不產(chǎn)生二噁英等有害氣體、不產(chǎn)生熔融滴落，符合歐盟ROHS指令，并且成本低，加工方便。
【專利說明】一種環(huán)保低煙阻燃ABS類樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及阻燃樹脂【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種環(huán)保低煙阻燃ABS類樹脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)是一種常見的通用樹脂，ABS綜合性能良好、高韌性、易電鍍著色，而且易加工，廣泛的應(yīng)用于汽車、家電、電子電器、機(jī)械等行業(yè)，并且隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展ABS的需求也在快速的增長，目前的產(chǎn)量排在樹脂產(chǎn)量的第五位。雖然說ABS有很多的優(yōu)點(diǎn)，但仍然存在一些缺陷，比如說阻燃性差，氧指數(shù)僅為18-20，垂直燃燒僅為UL94標(biāo)準(zhǔn)的HB級(jí)。阻燃性差制約了 ABS的發(fā)展，因?yàn)樗芰弦兹家l(fā)的火災(zāi)、導(dǎo)致火災(zāi)面積擴(kuò)大、釋放的毒氣導(dǎo)致人員傷亡等事故比比皆是，因此阻燃ABS的研發(fā)成為了一大研究熱點(diǎn)，經(jīng)過多年的發(fā)展，阻燃ABS體系已經(jīng)日趨成熟，鹵-銻協(xié)效體系成為了阻燃樹脂技術(shù)的一個(gè)經(jīng)典案例。但是阻燃ABS仍然有發(fā)煙量大、毒氣重的缺點(diǎn)。
[0003]水滑石是一類新型的層狀硅酸鹽礦物，主要用于吸酸劑和PVC穩(wěn)定劑。水滑石在受熱時(shí)結(jié)構(gòu)水合層板羥基及層間離子以水和CO2的形式脫出，可以起到降低燃燒氣體濃度、阻隔O2的阻燃作用，并且其受熱分解產(chǎn)物為堿性多空物質(zhì)比表面積大，能吸收有害氣體和懸浮顆粒，同時(shí)水滑石中特有的金屬根離子在燃燒過程中可生成鹵化物覆蓋在材料表面起到隔絕氧氣的作用，因此對(duì)鹵-銻阻燃的ABS有很好的阻燃協(xié)效和抑煙作用。目前的低煙阻燃ABS，所使用的抑煙劑多為氧化鑰、鑰酸銨或鑰酸鋅一類的鑰化物，價(jià)格昂貴，利水滑石來降低阻燃ABS發(fā)煙量可以有效的降低阻燃ABS的成本，有具有生煙量低、阻燃效果好的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有阻燃ABS類樹脂技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保低煙阻燃ABS類樹脂，該阻燃ABS類樹脂在燃燒時(shí)發(fā)煙量低、不產(chǎn)生二噁英等有害氣體、不產(chǎn)生熔融滴落，符合歐盟ROHS指令，并且成本低，加工方便。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種上述ABS類樹脂的制備方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明提供了一種環(huán)保低煙阻燃ABS類樹脂，該樹脂由包含以下重量份的組分制成:
[0008]ABS 類樹脂1000 份，
[0009]鹵系阻燃劑150~350份，
[0010]協(xié)效阻燃劑30~70份，
[0011]抑煙劑30~70份，
[0012]抗氧劑I~10份，
[0013]潤滑劑I~10份。[0014]本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種環(huán)保低煙阻燃ABS類樹脂，該樹脂由包含以下重量份的組分制成:
[0015]ABS 類樹脂1000 份，
[0016]鹵系阻燃劑180~300份，
[0017]協(xié)效阻燃劑40~60份，
[0018]抑煙劑40~60份，
[0019]抗氧劑3~8份，
[0020]潤滑劑3~5份。
[0021]所述的ABS類樹脂選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)中的一種或一種以上 。
[0022]所述的鹵系阻燃劑選自氯化聚乙烯、聚四氟乙烯、十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧樹脂、溴化聚苯乙烯、四溴雙酚A、溴代三嗪或三溴酚異氰酸酯中的一種或一種以上。
[0023]所述的協(xié)效阻燃劑為三氧化二銻(Sb2O3)和硅鎂石的復(fù)配物，其比例為3: f 1:1。
[0024]所述的抑煙劑選自鎂鋁基水滑石 。
[0025]所述的鎂鋁基水滑石選自硼酸根插層鎂鋁基水滑石、磷酸根插層鎂鋁基水滑石或硬脂酸根插層鎂鋁基水滑石中的一種或一種以上。
[0026]所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑。
[0027]所述的受阻酚類抗氧劑選自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β- (4’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)丙烯酸十八基酯(抗氧劑1076)、β - (3，5- 二叔丁基羥基苯基)丙烯酸十八碳酸酯、亞磷酸三苯酯、三壬基苯基亞磷酸酯、三(2，4-叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)、四[亞甲基-3，-3’，5- (二叔丁基-4-羥基-苯基)丙烯酸]甲烷或3，9-雙[I, 1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]_2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] 十一烷(抗氧劑A080)中的一種或一種以上。
[0028]所述的潤滑劑選自硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、N，N'-乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、聚乙烯蠟或甲基硅油中的一種或一種以上。
[0029]本發(fā)明還提供了一種上述阻燃ABS類樹脂的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0030]將1000份ABS類樹脂、150~350份鹵系阻燃劑、30~70份協(xié)效阻燃劑、30~70份抑煙劑、f 10份抗氧劑和f 10份潤滑劑充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料。
[0031]所述的雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為20: f 60:1，帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿各區(qū)的溫度設(shè)置為170℃~230°C。
[0032]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0033]本發(fā)明利用水滑石為抑煙劑，不影響ABS材料的流動(dòng)性能和加工性能，可適用于擠出和注塑。水滑石在受熱時(shí)結(jié)構(gòu)水合層板羥基及層間離子以水和CO2的形式脫出，可以起到降低燃燒氣體濃度、阻隔O2的阻燃作用，并且其受熱分解產(chǎn)物為堿性多空物質(zhì)比表面積大，能吸收有害氣體和懸浮顆粒，同時(shí)水滑石中特有的金屬根離子在燃燒過程中可生成鹵化物覆蓋在材料表面起到隔絕氧氣的作用，因此對(duì)鹵-銻阻燃的ABS有很好的阻燃協(xié)效和抑煙作用，本發(fā)明中優(yōu)選的硼酸根插層鎂鋁基水滑石、磷酸根插層鎂鋁基水滑石或硬脂酸根插層鎂鋁基水滑石作為抑煙劑，其效果更為突出。
[0034]同時(shí)，該阻燃ABS仍使用鹵銻協(xié)效體系阻燃，能保證材料的阻燃效果，可通過ROHS測(cè)試，同時(shí)降低了材料燃燒時(shí)的發(fā)煙量，并且成本低廉。在保證阻燃效果的前提下，并不降低材料的力學(xué)性能，有很好的市場(chǎng)空間。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0036]實(shí)施例1
[0037]ABS (錦湖，750N)1000 份，
[0038]氯化聚乙烯100份，
[0039]溴化環(huán)氧樹脂200份，
[0040]Sb2O320 份，
[0041]硅鎂石20份 ，
[0042]硼酸根插層鎂鋁基水滑石 60份，
[0043]抗氧劑1072份，
[0044]抗氧劑1683份，
[0045]硬脂酸鈣5份；
[0046]按照上述物料的投料重量份，ABS類樹脂、鹵系阻燃劑、協(xié)效阻燃劑、抑煙劑、抗氧劑和潤滑劑加入高速攪拌機(jī)中充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，其中雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為45:1，帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿各區(qū)的溫度設(shè)置為180-210°C，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料，其力學(xué)性能詳見表1。
[0047]實(shí)施例2
[0048]ABS (高橋石化,8434) 1000 份，
[0049]四溴雙酚A250份，
[0050]Sb2O345 份，
[0051]硅鎂石15份，
[0052]磷酸根插層鎂鋁基水滑石 40份，
[0053]抗氧劑10763份，
[0054]抗氧劑A0805份，
[0055]EBS4 份；
[0056]按照上述物料的投料重量份，ABS類樹脂、鹵系阻燃劑、協(xié)效阻燃劑、抑煙劑、抗氧劑和潤滑劑加入高速攪拌機(jī)中充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，其中雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為45:1，帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿各區(qū)的溫度設(shè)置為170-200°C，其力學(xué)性能詳見表1。
[0057]實(shí)施例3
[0058]ABS (高橋石化,8434) 1000 份，
[0059]十溴二苯乙燒150份，
[0060]Sb2O330 份，[0061]硅鎂石10份，
[0062]硬脂酸根插層鎂鋁基水滑石50份，
[0063]抗氧劑10762份，
[0064]抗氧劑1684份，
[0065]硬脂酸5份；
[0066]按照上述物料的投料重量份，ABS類樹脂、鹵系阻燃劑、協(xié)效阻燃劑、抑煙劑、抗氧劑和潤滑劑加入高速攪拌機(jī)中充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，其中雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為45:1，帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿各區(qū)的溫度設(shè)置為180-210°C，其力學(xué)性能詳見表1。
[0067]實(shí)施例4
[0068]ABS (錦湖，750) 1000 份，
[0069]溴代三嗪220份，
[0070]Sb2O330 份，
[0071]硅鎂石20份，
[0072]硼酸根插層鎂鋁基水滑石 40份，
[0073]抗氧劑10761份，
[0074]抗氧劑A0802份
[0075]聚乙烯蠟3份；
[0076]按照上述物料的投料重量份，ABS類樹脂、鹵系阻燃劑、協(xié)效阻燃劑、抑煙劑、抗氧劑和潤滑劑加入高速攪拌機(jī)中充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，其中雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為45:1，帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿各 區(qū)的溫度設(shè)置為200-230°C，其力學(xué)性能詳見表1。
[0077]實(shí)施例5
[0078]ABS (錦湖，750)1000 份，
[0079]溴代三嗪280份，
[0080]Sb2O340 份，
[0081]硅鎂石20份，
[0082]硼酸根插層鎂鋁基水滑石50份，
[0083]抗氧劑10762份，
[0084]抗氧劑1684份，
[0085]EBS5 份；
[0086]按照上述物料的投料重量份，ABS類樹脂、鹵系阻燃劑、協(xié)效阻燃劑、抑煙劑、抗氧劑和潤滑劑加入高速攪拌機(jī)中充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，其中雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為45:1，帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿各區(qū)的溫度設(shè)置為180-210°C，其力學(xué)性能詳見表1。
[0087]對(duì)比例
[0088]ABS (錦湖，750N)1000 份，
[0089]溴代三嗪250份，
[0090]Sb2O370 份，[0091]抗氧劑10761份，
[0092]抗氧劑1682份，
[0093]EBS3 份；
[0094]按照上述物料的投料重量份，將各組分物料加入高速攪拌機(jī)中充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，其中雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為45:1，螺桿各區(qū)的溫度設(shè)置為180-210°C，其力學(xué)性能詳見表1。
[0095]實(shí)施例6
[0096]AS (錦湖，80HF)600 份，
[0097]ABS (錦湖，181H)400 份，
[0098]溴化聚苯乙烯350份，
[0099]Sb2O350 份，
[0100]硅鎂石20份，
`[0101]硼酸根插層鎂鋁基水滑石70份，
[0102]抗氧劑10764份，
[0103]抗氧劑1686份，
[0104]EBS10 份；
[0105]按照上述物料的投料重量份，AS、鹵系阻燃劑、協(xié)效阻燃劑、抑煙劑、抗氧劑和潤滑劑加入高速攪拌機(jī)中充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，其中雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為45:1，帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿各區(qū)的溫度設(shè)置為180-210°C，其力學(xué)性能詳見表1。
[0106]實(shí)施例7
[0107]ABS (高橋石化 839I)1000 份，
[0108]三溴酚異氰酸酯180份，
[0109]Sb2O350 份，
[0110]硅鎂石20份，
[0111]硼酸根插層鎂鋁基水滑石 70份，
[0112]抗氧劑10760.5 份，
[0113]抗氧劑1680.5 份，
[0114]EBS1份；
[0115]按照上述物料的投料重量份，AS、鹵系阻燃劑、協(xié)效阻燃劑、抑煙劑、抗氧劑和潤滑劑加入高速攪拌機(jī)中充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，其中雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為45:1，帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿各區(qū)的溫度設(shè)置為180-210°C。
[0116]表1
[0117]
ASTM~ 熔融指數(shù)g/10min 缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m2 UL94阻燃性能|煙密度(Dm)~實(shí)施例1 58183.2mmV01.6mmHB180
【權(quán)利要求】
1.一種ABS類樹脂，其特征在于:該樹脂由包含以下重量份的組分制成: ABS類樹脂1000份， 鹵系阻燃劑150~350份， 協(xié)效阻燃劑30~70份， 抑煙劑30-70份， 抗氧劑份， 潤滑劑1~10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS類樹脂，其特征在于:該樹脂由包含以下重量份的組分制成: ABS類樹脂 1000份， 鹵系阻燃劑 180~300份， 協(xié)效阻燃劑 40~60份， 抑煙劑40-60份， 抗氧劑3、份， 潤滑劑3飛份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS類樹脂，其特征在于:所述的ABS類樹脂選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或丙烯腈-苯乙烯共聚物中的一種或一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS類樹脂，其特征在于:所述的鹵系阻燃劑選自氯化聚乙烯、聚四氟乙烯、十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧樹脂、溴化聚苯乙烯、四溴雙酚Α、溴代三嗪或三溴酚異氰酸酯中的一種或一種以上；所述的協(xié)效阻燃劑為三氧化二銻和硅鎂石的復(fù)配物，其比例為3:1~1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS類樹脂，其特征在于:所述的抑煙劑選自鎂鋁基水滑石。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ABS類樹脂，其特征在于:所述的鎂鋁基水滑石選自硼酸根插層鎂鋁基水滑石、磷酸根插層鎂鋁基水滑石或硬脂酸根插層鎂鋁基水滑石中的一種或一種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS類樹脂，其特征在于:所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ABS類樹脂，其特征在于:所述的受阻酚類抗氧劑選自2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚、β - (4’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)丙烯酸十八基酯、β - (3，5- 二叔丁基羥基苯基)丙烯酸十八碳酸酯、亞磷酸三苯酯、三壬基苯基亞磷酸酯、三(2，4-叔丁基苯基)亞磷酸酯、四[亞甲基-3，-3’，5- (二叔丁基-4-羥基-苯基)丙烯酸]甲烷或3，9-雙[1，1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]_2，4, 8, 10-四氧雜螺[5.5] 燒中的一種或一種以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS類樹脂，其特征在于:所述的潤滑劑選自硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、N，N'-乙撐雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟或甲基硅油中的一種或一種以上。
10.權(quán)利要求1至8任一所述的ABS類樹脂的制備方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 將1000份ABS類樹脂、150~350份鹵系阻燃劑、30~70份協(xié)效阻燃劑、30~70份抑煙劑、1-10份抗氧劑和f 10份潤滑劑充分混合均勻，混合完全后；通過精密計(jì)量的送料裝置，將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后，制成粒料； 所述的雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為20:1飛0:1，帶有精確的溫度控制和真空排氣設(shè)備的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿各區(qū)的溫度設(shè)`置為17(T230°C。
【文檔編號(hào)】C08L55/02GK103509309SQ201210215672
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】楊桂生, 楊俊 , 孫利明 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司