专利名称：一种新型阻燃abs纳米杂化树脂材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米杂化树脂材料及其制备方法，尤其涉及一种抗静电、抗紫外性能优越的阻燃丙烯晴-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)纳米杂化树脂材料及其制备方法。
背景技术：
纳米材料的特性与其构成单元(I-IOOnm)的性质密切相关，而这些介于宏观和微观原子、分子之间尺度的纳米粒子体系作为一类新的物质层次，出现了许多独特的性质和新的规律，例如金属Cu到纳米级就成为电的不良导体，SiO2具有优良的绝缘性，而达到20nm时却开始导电。由于纳米微粒的结构独特，因而尤其构成的纳米材料具有传统材料和 器件所没有的新的性能和功能。纳米微粒的独特结构，使其产生了一些特殊的效应，如小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应。从而赋予纳米杂化材料以光、电、磁、吸附、催化以及生物活性等特殊性能。丙烯晴-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)树脂是重要的工程塑料，具有良好的耐热性、高抗冲击性、尺寸稳定性、导电性较好、化学性质稳定、易于加工成型和回收等诸多优点，其使用温度可在_40°C 100°C之间变化，因此近年来ABS树脂广泛应用于建筑、家电、汽车、计算机、日常生活用品等设备外壳材料。一般ABS作为外壳材料使用，都会有阻燃要求，现在一般是通过添加含卤素体系的阻燃剂以提供其阻燃性，但卤系阻燃剂本身不耐光，并且会大大恶化ABS抗紫外等性能，而ABS自身结构中由于丁二烯分子链含有双键，双键部位极易形成活性中心，引发ABS中聚苯乙烯链段降解，进而引起黄变，抗紫外性能很差。另外，ABS材料与其他材料表面接触或摩擦时，易产生静电累积，导致吸尘、电击或火花，给材料的使用带来不便和安全隐患。因此提高阻燃ABS的抗静电性以及抗紫外性能，使ABS更加广泛的作为外饰件材料应用，一直是热门的课题。目前，提高阻燃ABS树脂抗静电、抗紫外性能的方法，通常是加入一种是添加一些抗静电剂、金属或是碳系导电物质以提高材料的抗静电性，而对于抗紫外性能的提高更多的提及加入光稳定剂、光吸收剂等来提高材料的抗紫外性等性能。但此类添加助剂类的方法或多或少都在材料的如机械性能、加工性能，尤其是改性的持久性方面存在问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有持久优异的抗静电性、抗紫外性能等综合性能良好的阻燃ABS的纳米杂化树脂材料。本发明的另一目的在于提供一种新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料的制备方法。本方法可使ABS具有持久的抗静电性以及抗紫外和阻燃性能，可以有效降低ABS树脂的表面电阻率以及改善了其力学和加工性能，具有良好的应用前景。本发明的目的可以通过以下技术方案实现一种新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料的制备，按重量份计包含如下组分
ABS65-75 份
ATO1-2 份
溴系阻燃剂10 20份
锑系阻燃剂5 10份
抗氧化剂0.1 0.3份
润滑剂0.2 0.3份上述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其在于所述的ATO (锑掺杂二氧化锡)，是经过离子型表面活性剂六偏磷酸钠(NaPO3)6改性后的无机纳米材料。 上述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其在于所述的溴系阻燃剂选用十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧中的任意一种。上述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其在于所述的锑系阻燃剂选用三氧化二铺。上述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其在于所述的抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂168及抗氧剂1010中的任意一种或是一种以上的混合物。上述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其在于所述的润滑剂为EBS (乙撑双硬酯酰胺)。上述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其在于采用以下制备方法得到(I)填充料预处理将锑掺杂二氧化锡(ATO)用离子型表面活性剂六偏磷酸钠(NaPO3)6进行表面处理得到改性ATO纳米粒子；该表面处理可加强粒子之间的静电排斥作用，使其具有易反应的活性基团，所得到的改性ATO纳米粒子粒径约在20 50nm，且均匀分散；将原料ABS树脂在80 90°C条件下干燥2 4h ; (2)将已干燥的原料ABS、改性ATO纳米粒子、溴系阻燃剂、锑系阻燃剂、抗氧化剂和润滑剂混合均匀后，经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出造粒。挤出工艺机头到加料口温度，一到二区为210 220°C，三到七区为220 235°C，螺杆转速为15_30r/min，挤出的物料经水冷、切粒、收集备用。上述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料的制备方法，其在于包括以下步骤(I)填充料预处理将锑掺杂二氧化锡(ATO)用离子型表面活性剂六偏磷酸钠(NaPO3)6进行表面处理得到改性ATO纳米粒子；该表面处理可加强粒子之间的静电排斥作用，使其具有易反应的活性基团，所得到的改性ATO纳米粒子粒径约在20 50nm，且均匀分散；将原料ABS树脂在80 90°C条件下干燥2 4h ;(2)将已干燥的原料ATO纳米粒子、溴系阻燃剂、锑系阻燃剂、抗氧化剂和润滑剂混合均匀后，经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出造粒。挤出工艺机头到加料口温度，一到二区为210 220°C，三到七区为220 235°C，螺杆转速为15_30r/min，挤出的物料经水冷、切粒、收集备用。作为优选的技术方案如上所述的ABS的共混制备是将已干燥的原料ABS与改性后的ATO纳米粒子混合后，先经高速搅拌机混合2 4min，实现一个共混工艺前的反应，然后将溴系阻燃剂、锑系阻燃剂、抗氧化剂、EBS和混合后的ABS与改性ATO纳米粒子加入到高混机中搅拌2 7min，经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆，其工艺过程是螺杆转速30r/min ;机头到加料口温度，一区 210°C，二区 220°C，三区 235°C，四区 235°C，五区 235°C，六区 235°C，七区 235°C，力口料口 160。。。本发明的技术方案是通过将表面修饰后的改性ATO (锑掺杂二氧化锡)纳米粒子在ABS树脂材料中均匀的控制分散，制备得出具有抗静电性以及抗紫外和阻燃性能较好的纳米杂化的有机-无机树脂材料。通过有机-无机纳米材料杂化的形式，将无机纳米粒子引入到普通的阻燃ABS树脂基体中，通过控制无机纳米粒子的均匀分散性，采用表面修饰技术，提供了一种综合性能优异的ABS纳米杂化树脂材料，该材料具有持久优异的抗静电性、抗紫外性能等综合性能 和良好的阻燃性能。本发明的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，由ABS、AT0、溴系阻燃剂、锑系阻燃剂、抗氧化剂和润滑剂经双螺杆挤共混挤出而成。由于ATO是一种N-型半导体材料，具有非常优异的光电性能，经过离子型表面活性剂六偏磷酸钠(NaPO3)6处理后，粒子之间具有很强的静电排斥作用，且由于表面带有活性基团容易在基体中均匀分散，有利于电荷的传递，可以提高ABS自身材料的导电性，而突破原有的通过炭黑的填充实现抗静电性材料的思路，应用ATO无机纳米粒子与ABS有机基体的无机-有机纳米杂化，使阻燃ABS复合体系的抗静电性持久的同时，更具有市场实用性的抗紫外和阻燃性能，耐黄变性并且可以做浅色，极大的拓展了市场推广力度。本发明的有益效果本发明的一种新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料及其制备方法，该树脂材料抗静电性永久且效果好，可使ABS树脂的表面电阻率降至IO5Q cm甚至更低，制造得持久的抗静电材料，可提高阻燃ABS的抗紫外性能，有效抑制ABS在加工和使用过程中的老化，延长使用寿命，并且材料不影响后续的产品调色，且具有力学性能优良，加工性好等优点，应用前景良好。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明的实施例采用下列材料ABS，美国Dow化学公司，牌号Calibre 201-10，熔融指数为10g/10min ；ATO (锑掺杂二氧化锡)，上海沪正纳米科技有限公司；溴化环氧，东莞市诚荣化工有限公司，型号为CR2025K，分子量为25000。超细三氧化二锑，上海涵丰化工有限公司。抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂1010，汽巴(CIBA)精化公司。EBS (乙撑双硬酯酰胺)，上海朗裕实业有限公司。实施例I 3
以ABS为基体，该ABS树脂拉伸强度为40 60MPa，简支梁缺口冲击强度为25 35kJ/m2，将该ABS树脂在85°C条件下干燥3h ;以用离子型表面活性剂六偏磷酸钠(NaPO3)6进行表面修饰后的ATO作为功能性无机纳米粒子填充料，粒径约为20 50nm。用离子型表面活性剂六偏磷酸钠(NaPO3) 6表面修饰ATO制备改性ATO纳米粒子的方法，可采用专利号为200610124202. 2所公开的方法，也可以采用本领域公开的其他常规方法。各组分含量如表I所示。将已干燥的原料ABS与改性后的ATO纳米粒子混合后，先经高速搅拌机混合2 4min，实现一个共混工艺前的反应，然后将溴化环氧、超细三氧化二锑、抗氧剂1076或/和抗氧剂1010、EBS和混合后的ABS与改性ATO纳米粒子加入到高混机中搅拌5min，经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆，其工艺过程是螺杆转速30r/min ;机头到加料口温度，一区 210°C，二区 220°C，三区 235°C，四区 235°C，五区 235°C，六区 235°C，七区 235°C，加料口 160°C。注塑样条，其测试结果见表2。表I实施例I 3新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料的组分含量
权利要求
1.一种新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，按重量份计包含如下组分 ABS65-75 份 ATO1-2 份 溴系阻燃剂10 20份 锑系阻燃剂5 10份。 抗氧化剂0.1 0.3份 润滑剂0.2 0.3份
2.根据权利要求I所述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其特征在于所述的ATO为经过离子型表面活性剂六偏磷酸钠改性后的无机纳米材料。
3.根据权利要求I所述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其特征在于所述的溴系阻燃剂选用十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧中的任意一种。
4.根据权利要求I所述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其特征在于所述的锑系阻燃剂选用三氧化二锑。
5.根据权利要求I所述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其特征在于所述的抗氧化剂为抗氧剂1076、抗氧剂168及抗氧剂1010中的任意一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求I所述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其特征在于所述的润滑剂为 EBS0
7.根据权利要求I所述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料，其特征在于采用以下方法制备 (1)填充料预处理将锑掺杂二氧化锡(ATO)用离子型表面活性剂六偏磷酸钠(NaPO3)6进行表面处理得到改性ATO纳米粒子；将原料ABS树脂在80 90°C条件下干燥2 4h ; (2)将已干燥的原料ATO纳米粒子、溴系阻燃剂、锑系阻燃剂、抗氧化剂和润滑剂混合均匀后，经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出造粒。
8.权利要求I所述的新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤 (1)填充料预处理将锑掺杂二氧化锡(ATO)用离子型表面活性剂六偏磷酸钠(NaPO3)6进行表面处理得到改性ATO纳米粒子；将原料ABS树脂在80 90°C条件下干燥2 4h ; (2)将已干燥的原料ATO纳米粒子、溴系阻燃剂、锑系阻燃剂、抗氧化剂和润滑剂混合均匀后，经双螺杆挤出机主喂料系统送入螺杆挤出造粒。
全文摘要
本发明公开一种新型阻燃ABS纳米杂化树脂材料及其制备方法，按重量份计包含如下组分ABS65～75份、ATO 1～2份、溴系阻燃剂10～20份、锑系阻燃剂5～10份、抗氧化剂0.1～0.3份和润滑剂0.2～0.3份。采用纳米级ATO在基体ABS中的可控均匀分散是的材料具有稳定的阻燃性、优异的机械性能以及抗静电、抗紫外功能性。所用原料皆无毒副作用，操作安全，工艺简单易行，本发明所得的型阻燃ABS纳米杂化树脂材料具有很好的综合性能，应用前景良好。
文档编号C08L55/02GK102702665SQ20121001661
公开日2012年10月3日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者李开霞, 沙月华, 黄骥 申请人:五行材料科技(江苏)有限公司