本发明属于阻燃材料制备技术领域，具体涉及一种abs复合材料及其制备方法。
背景技术：
目前，市场上的大部分的abs复合材料的阻燃剂主要采用含卤化合物，其中添加有十溴联苯醚、四溴双酚a、八溴醚等溴系阻燃剂的阻燃效果较优，尤其是当上述溴系阻燃剂与三氧化二锑联用时，abs复合材料的阻燃性能优异。然而，含卤化合物在燃烧中会产生大量的有毒气体，对环境和人体健康产生一定的影响。随着全球安全环保意识的日益加强，人们对防火安全及制品阻燃的要求越来越高，发展低毒少烟、高效绿色的无卤阻燃材料也就成为近年来阻燃领域的重要研究课题之一，有着重要的社会和经济意义。
水镁石的化学组成为氢氧化镁，是自然界中含镁量最高的矿物之一，广泛分布于我国辽宁宽甸、吉林花甸和陕西略阳等地，与合成的氢氧化镁相比，价格低廉。水镁石是一种层状结构的氢氧化物，属于六方晶系，结构为层状，其莫氏硬度2.5，密度2.35g/cm3，mgo的理论含量为69％。水镁石具有填充、阻燃、抑烟、无毒、无二次污染等特点，当将其作为一种阻燃剂添加于abs复合材料中时，需要先将其进行超细加工形成粒径为10μm的粉末，然后采用硅烷、钛酸醋、铝酸醋等偶联剂进行表面改性处理，以改善水镁石的分散性能。然而，在实际研究中发现这类阻燃剂的阻燃效果较差，为了满足材料的阻燃要求，其添加量甚至高达60％。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种abs复合材料，旨在解决现有的以改性水镁石作为阻燃剂的abs复合材料阻燃性能差的技术问题。
本发明的一种abs复合材料，至少包括：
另一方面，本发明还提供了一种abs复合材料的制备方法，将abs树脂、改性水镁石、膨胀石墨、相容剂和抗氧化剂混合，熔融挤出；
其中，所述abs树脂57～90重量份，所述改性水镁石10～30重量份，所述膨胀石墨10重量份，所述相容剂1～5重量份，所述抗氧化剂0.1～1重量份。
与现有技术相比，本发明以abs树脂作为基料，复配改性水镁石和膨胀石墨，使得本发明的abs复合材料具有良好的阻燃性能。其中，改性水镁石为经过改性处理的水镁石，改善了作为阻燃剂的水镁石在abs树脂中的分散程度，进而改善本发明abs复合材料的阻燃性能；膨胀石墨具有贯穿的凝聚相嵌合炭层结构，不仅可以起到良好的隔热作用，还可以在燃烧中阻碍气相和固相之间的物质传递，对提高隔热性、有效保护基体材料、延缓和阻止其燃烧发挥了重要作用。同时，改性水镁石和膨胀石墨协同增效，在改善本发明abs复合材料阻燃性能的情况下，还降低了本发明abs复合材料中水镁石的用量。
经实验检测证明，本发明的abs复合材料的阻燃性能良好，阻燃等级达ul94-v0(1.6mm)。
具体实施方式
为了解决现有以改性水镁石作为阻燃剂的abs复合材料阻燃性能差的技术问题。本发明实施例提供了一种abs复合材料，其在有效减少改性水镁石的用量的情况下，还使得本发明的abs复合材料具有良好的阻燃性能。
本发明的一种abs复合材料，包括：
本发明以abs树脂作为基料，复配改性水镁石和膨胀石墨，使得本发明的abs复合材料具有良好的阻燃性能。其中，改性水镁石为经过改性处理的水镁石，改善了作为阻燃剂的水镁石在abs树脂中的分散程度，进而改善本发明abs复合材料的阻燃性能；膨胀石墨具有贯穿的凝聚相嵌合炭层结构，不仅可以起到良好的隔热作用，还可以在燃烧中阻碍气相和固相之间的物质传递，对提高隔热性、有效保护基体材料、延缓和阻止其燃烧发挥了重要作用。同时，改性水镁石和膨胀石墨协同增效，在改善本发明abs复合材料阻燃性能的情况下，还降低了本发明abs复合材料中水镁石的用量。
在本发明实施例中，abs树脂为采用乳液接枝-本体掺混法进行制备的abs树脂。
在本发明实施例中，改性水镁石优选为硅烷偶联剂表面改性的水镁石。通过改性处理，避免其在与其他组分混合时发生团聚，改善了水镁石的分散性能，进而提高本发明abs复合材料的阻燃性能。
进一步的，本发明实施例的改性水镁石的尺寸优选为1000目～10000目，更优选为5000目。
水镁石在改性前需要经过研磨，研磨后的水镁石的结构呈片状，当其能通过1000目～10000目筛时，改性水镁石较细，比表面积较大，其与材料的接触较多，结合能力较好，对材料自身的力学性能影响较小。
进一步的，上述硅烷偶联剂优选为硅烷偶联剂kh570。
更进一步的，本发明实施例的改性水镁石通过将水镁石分散于硅烷偶联剂水解液中，并在55～70℃下进行表面改性处理得到。
其中，硅烷偶联剂水解液为kh570硅烷偶联剂、无水乙醇和水的混合物，其体积比优选为1:(8～10):(1～2)。
具体的，本发明优选实施例的改性水镁石的制备包括以下步骤：
a)将去除了表面杂质的水镁石加入硅烷偶联剂水解液中，调节ph值至7～8，得到混合液；
b)将混合液在55～70℃下进行搅拌分散2～4h，然后用水清洗，之后进行干燥。
通过本发明方法得到的改性水镁石不仅与abs树脂之间的相容性良好，而且可以均匀地分散在abs树脂中，不易团聚。
在本发明实施例中，膨胀石墨为可膨胀石墨在高温下膨胀的产物。
本发明实施例的膨胀石墨具有贯穿的凝聚相嵌合炭层结构，不仅可以起到良好的隔热作用，还可以在燃烧中阻碍气相和固相之间的物质传递，对提高隔热性、有效保护基体材料、延缓和阻止其燃烧发挥了重要作用。
经过实验证明，相较于可膨胀石墨，本发明含膨胀石墨的abs复合材料的阻燃性能更优。
进一步的，本发明优选实施例的膨胀石墨的制备包括：将可膨胀石墨置于850～950℃的高温环境下膨胀。
在本发明实施例中，相容剂优选为苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝poe和abs接枝马来酸酐，更优选为苯乙烯-马来酸酐共聚物和马来酸酐接枝poe。
在本发明实施例中，抗氧化剂优选为抗氧化剂1010、抗氧化剂1330和抗氧化剂168中的两种或多种。
在本发明的其中一个优选实施例中，抗氧化剂优选为抗氧化剂1010和抗氧化剂168的混合物。
在本发明的另一优选实施例中，抗氧化剂优选为抗氧化剂1330和抗氧化剂168的混合物。
在本发明的其他优选实施例中，抗氧化剂优选为抗氧化剂1330和抗氧化剂1010的混合物。
在本发明实施例中，上述abs复合材料还包括：助剂，助剂包括润滑剂、炭黑和抗滴落剂中的一种或多种。
润滑剂主要用于增加本发明abs复合材料中各组分之间的相容性及流动性；炭黑主要用于着色，美化外观；抗滴落剂可防止abs复合材料燃烧时滴落。
进一步的，润滑剂优选为n,n'-乙撑双硬脂酰胺(ebs)，其可增加流动性，可作为抗粘连爽滑剂且不影响透明度；炭黑优选为炭黑n990。
更进一步的，润滑剂0.1～3重量份；炭黑0.1～1重量份；抗滴落剂0.1～2重量份。
本发明还提供了上述abs复合材料的制备方法，将abs树脂、改性水镁石、膨胀石墨、相容剂和抗氧化剂混合，熔融挤出；
其中，abs树脂57～90重量份，改性水镁石10～30重量份，膨胀石墨10重量份，相容剂1～5重量份，抗氧化剂0.1～1重量份。
进一步的，熔融挤出的温度为230～250℃。
更进一步的，本发明实施例的热熔挤出在双螺杆挤出机中熔融挤出。
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中所采用的abs树脂购自台塑石化有限公司；水镁石购自丹东天赐阻燃材料科技有限公司；硅烷偶联剂kh570购自广州市聚成兆业有机硅原料有限公司；可膨胀石墨选为可膨胀石墨kp250，购自德信冶铸材料有限公司；苯乙烯-马来酸酐共聚物购自深圳汇鑫塑胶化工有限公司；马来酸酐接枝poe购自上海正上化工科技有限公司；抗氧化剂购自巴斯夫(中国)有限公司；抗滴落剂购自浙江盘古新材料科技有限公司。
实施例1～3和对比例1～4的abs复合材料的具体配方如表1所示：
表1
注：表中各组分均为重量份数；抗氧化剂e1为抗氧化剂1010和168(质量比为1:2)；抗氧化剂e2为抗氧化剂1330和168(质量比为1:2)。
测试例
对实施例1～3和对比例1～4的abs复合材料按国标注塑成标准式样条，并进行性能测试，具体过程为：
1)参照国标gb/t1843进行缺口冲击测试，记录检测结果；
2)参照国标gb/t9341进行弯曲测试，记录检测结果；
3)参照ul94标准测试厚度为1.6mm的标准式样条，记录检测结果。
表2为检测结果，实施例1～3的abs复合材料均能达到ul94-v0(1.6mm)的阻燃等级。对比例5与实施例1相比，其膨胀石墨为10重量份，改性水镁石仅为10重量份，然而其依然未能通过阻燃等级ul94-v0(3.2mm)，说明在本发明abs复合材料中，仅当其膨胀石墨为10重量份、改性水镁石为20～30重量份时的abs复合材料的阻燃性能较优。
相对于实施例1～5，对比例1～4的阻燃性能较差，均未能达到阻燃等级ul94-v0(1.6mm)。其中，对比例1的abs复合材料不含膨胀石墨或可膨胀石墨，对比例2不含水镁石或改性水镁石，对比例1和对比例2无法通过阻燃等级为ul94-v0(3.2mm)；对比例3采用可膨胀石墨复配改性水镁石，对比例4采用水镁石复配膨胀石墨，可通过阻燃等级ul94-v0(3.2mm)。综上，说明膨胀石墨和改性水镁石协同作用，可增强本发明abs复合材料的阻燃性能。
表2
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。