一种无卤阻燃ABS组合物及其制备方法与应用与流程

一种无卤阻燃abs组合物及其制备方法与应用
技术领域
[0001]
本发明属于abs复合材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃abs组合物及其制备方法与应用。


背景技术：

[0002]
abs材料常用作家用电器产品的外壳，这些产品会因过热、漏电和老化等原因导致引燃而造成火灾，对人们的生命造成巨大威胁。阻燃abs目前都可以实现v-0、v-1和v-2等级，只有v-2等级可以实现无卤阻燃，v-0等级目前只有溴系阻燃才可以实现，也就是有卤阻燃，没有无卤v-0阻燃体系的abs材料。溴系阻燃abs材料在燃烧过程中会产生较大的烟雾及毒气，对人体健康会造成很大伤害，无卤阻燃体系在燃烧过程中产生的危害性较小，是未来阻燃材料的发展趋势，也一直成为研究的热点。随着环保法规的不断升级，未来无卤阻燃材料必然会替代有卤阻燃材料，已成为材料界的共识。
[0003]
abs属于三元共聚物，化学结构中含有聚丁二烯橡胶组份，具有易燃性，相比工程材料，其在燃烧过程中又难以成炭，因此实现高等级阻燃性能具有较大技术难度，目前只能实现有卤v-0或者5va阻燃等级，没有力学性能优异、且可满足应用需求的无卤v-0阻燃abs材料。现有技术中，虽然在阻燃等级方面可实现无卤v-0等级，但都存在一些性能上的缺陷，如韧性较差、光泽度较低、力学性能不佳等问题，无卤v-0阻燃abs的研究只停留在学术研究阶段，距产业化应用的路还比较遥远。


技术实现要素：

[0004]
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种无卤阻燃abs组合物。
[0005]
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种无卤阻燃abs组合物，包含如下重量份的成分：abs树脂43～79.8份、磷腈类化合物12～25份、磷酸化合物10～30份和加工助剂0.2～2份。
[0006]
本专利采用磷腈类化合物、磷酸化合物复配协效，在两种阻燃剂的共同作用下，达到无卤v-0阻燃等级，具有较好的外观及力学性能，良好的加工性能，适用于家用电器、办公用品等应用领域。
[0007]
优选地，所述磷酸化合物和磷腈类化合物的重量比为：磷酸化合物：磷腈类化合物＝(1～1.5)：1。上述比例的复配，可以达到更好的协效阻燃作用。
[0008]
优选地，所述abs树脂的相对密度为1.03-1.08g/cm
3
；所述abs树脂中，聚丁二烯的重量百分含量为12-25％。
[0009]
优选地，所述磷腈类化合物的结构式如下：
[0010][0011]
其中，r
1
、r
2
、r
3
、r
4
、r
5
、r
6
相同，且r
1
、r
2
、r
3
、r
4
、r
5
、r
6
选自-sih
3
、
--
sicl
3
、sihcl
2
、-siho
3
、-((ch
3
)
5
si)
2
o、-sioh
2
、-nhr、-nh
2
、-nr
2
、-nch、-no
3
、-nco、-n(ch
3
)、-n
2
cl、-c
6
h
5
中的一种。
[0012]
更优选地，所述磷腈类化合物，r
1
、r
2
、r
3
、r
4
、r
5
、r
6
为-c
6
h
5
或-nh
2
。上述化学基团，在高温下极易形成活性自由基捕获可燃物自由基，抑制燃烧链式反应。
[0013]
优选地，所述磷酸化合物的结构式如下：
[0014][0015]
其中，r
1
、r
2
、r
3
相同，且r
1
、r
2
、r
3
选自-sih
3
、-sicl
3
、sihcl
2
、-siho
3
、-((ch
3
)
5
si)
2
o、-nhr、-nh
2
、-nr
2
、-nch、-no
3
、-nco、-n(ch
3
)、-n
2
cl、-c
2
h
5
、-ch
3
中的一种。
[0016]
更优选地，所述磷酸化合物中r
1
、r
2
、r
3
均为-ch
3
。
[0017]
优选地，所述加工助剂包含抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂中的一种或多种；
[0018]
所述抗氧剂选自烷基单酚类抗氧剂、烷基多酚类抗氧剂、硫代双酚类抗氧剂中的一种或几种；所述润滑剂选自硬脂酰胺类润滑剂、ebs b50、eb-ff、ebs p400、wk1890中的一种或几种；所述抗滴落剂选自聚四氟乙烯类化合物、sn80-sa7，poly ts 30a中的一种或几种。
[0019]
同时，本发明还公开一种所述的无卤阻燃abs组合物的制备方法，所述方法为：
[0020]
将各成分高速搅拌混合均匀，得到预混料；将预混料送入双螺杆挤出机中，挤出、过水冷却、造粒，得到无卤阻燃abs组合物。
[0021]
此外，本发明还公开一种上述的无卤阻燃abs组合物在家用电器产品中的应用。
[0022]
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
[0023]
本发明选用无卤阻燃abs组合物配方中，通过磷腈类化合物、磷酸化合物的复配，二者发挥协同增效作用，得到的无卤阻燃abs组合物无卤v-0、具有量产应用的技术价值，力学性能优异、材料外观较好，可满足家用电器，电子电气，办公用品等诸多领域的材料技术要求。
具体实施方式
[0024]
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明
作进一步说明。
[0025]
本发明实施例及对比例中无卤阻燃abs复合材料的制备方法为：
[0026]
将各成分在高速搅拌混料机混合均匀，得到预混料；将预混料送入双螺杆挤出机中，挤出、过水冷却、造粒，得到无卤阻燃abs组合物；其中，双螺杆挤出机的各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别为一区温度80℃、二区温度160℃、三区温度180℃、四区温度190℃、五区温度190℃、六区温度190℃、七区温度180℃、八区温度180℃、九区温度180℃、机头温度200℃，螺杆转速为350rpm，双螺杆挤出机的长径比为40：1。
[0027]
本申请实施例中，磷腈类化合物的结构式如下：
[0028][0029]
磷酸化合物的结构式如下：
[0030][0031]
实施例及对比例中各性能的测试标准如表1所示：
[0032]
表1各性能的测量标准
[0033][0034][0035]
本发明的实施例及对比例采用如下原料，但不仅限于这些原料：
[0036]
abs树脂1：苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物；相对密度为1.04g/cm
3
，聚丁二烯的重量百分含量为18-20％，厂家为吉林石化，牌号为abs 0215a；
[0037]
abs树脂2：苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物，相对密度为1.03g/cm
3
，聚丁二烯的重量百分含量为55-70％，厂家为韩国锦湖，牌号为abs hr 181；
[0038]
磷腈类化合物1：结构式中r
1
、r
2
、r
3
、r
4
、r
5
、r
6
均为-c
6
h
5
，厂家为湖北远成赛创科技
有限公司；
[0039]
磷腈类化合物2：结构式中r
1
、r
2
、r
3
、r
4
、r
5
、r
6
均为-nh
2
，市售；
[0040]
磷腈类化合物3：结构式中r
1
、r
2
、r
3
、r
4
、r
5
、r
6
均为-n(ch
3
)，市售；
[0041]
磷酸化合物1：结构中r
1
、r
2
、r
3
均为-ch
3
基团，上海麦克林生化科技有限公司；
[0042]
磷酸化合物2：结构中r
1
、r
2
、r
3
均为-c
2
h
5
基团，北京百灵威科技有限公司；
[0043]
加工助剂：(抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂的重量比为1:3:1)
[0044]
抗氧剂：选用巴斯夫公司，烷基单酚类抗氧剂，irganox 1076；
[0045]
润滑剂：选用常州可赛公司，ebs b50；
[0046]
抗滴落剂：广州熵能公司，sn80-sa7。
[0047]
本发明设置实施例1～10和对比例1～4，具体实施例1～10和对比例1～4中的各成分及性能数据，具体如表2所示：
[0048]
表2实施例1～10和对比例1～4中的各成分及性能数据
[0049][0050][0051]
从表2可以看出，与对比例1～4相比，本申请实施例1～9均具有较好的拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度、光泽度及垂直燃烧性能；对比例1中不含有本申请磷腈类化合物、磷酸化合物，对比例2、3中只含有磷腈类化合物、磷酸化合物中的一种，对比例4中虽然含有磷腈类化合物、磷酸化合物，但其含量不在本申请范围内，对比例1～4中的拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度、光泽度及垂直燃烧性能均不及实施例1；
[0052]
将实施例1～4对比可知，实施例1、2、4中，磷酸化合物与磷腈类化合物的重量比均在(1～1.5)：1范围内，实施例3中，磷酸化合物与磷腈类化合物的重量比不在(1～1.5)：1范围内，实施例3中的拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度、光泽度均不及实施例1、2、4。
[0053]
将实施例5与实施例1对比可知，实施例5中的abs树脂不满足【相对密度为1.03-1.08g/cm
3
，聚丁二烯的重量百分含量为12-25％】，其拉伸强度、弯曲强度、光泽度均不及实施例1。
[0054]
将实施例6、7与实施例1对比可知，实施例7中的磷腈类化合物中，r
1
、r
2
、r
3
、r
4
、r
5
、r
6
为-n(ch
3
)，其拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度、光泽度均不及实施例6、1。
[0055]
将实施例8与实施例1对比可知，实施例8中的磷酸化合物中，r
1
、r
2
、r
3
为-c
2
h
5
，其拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度、光泽度均不及实施例1。
[0056]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

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