一种石墨烯-abs复合阻燃塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种改性塑料领域，尤其涉及一种高效环保的石墨烯-ABS复合阻燃 塑料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] ABS树脂是以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三种单体聚合而成的三元共聚物，ABS树脂 兼具三种聚合物单体的优良性能，不仅具有聚丙烯腈优良的耐化学性、耐热性、刚性、抗拉 伸性能，具有聚丁二烯优良的抗冲击性能，还具有聚苯乙烯优良的加工流动性、光泽性等优 点，是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有非常优异的耐化学腐蚀性能、优异的加工性能 和优良的物理力学性能，因此，被广泛应用于各行各业。但是ABS树脂的阻燃性能较差，这 严重影响并阻碍了它的发展，实际应用中人们通常添加大量的阻燃剂，使ABS的阻燃性达 到实际应用的要求，而阻燃剂的大量添加往往会降低ABS本身的性能，如何寻找一种添加 剂，可以使ABS树脂的阻燃性能得到提高的同时，而又不使它本身的优良性能降低，成为研 宄的热点。目前，ABS树脂阻燃性能主要通过添加阻燃剂实现，其中，含卤阻燃剂是普遍使 用的一类阻燃剂，该类阻燃剂燃烧产生大量的烟雾和有毒腐蚀气体，会造成二次危害；无机 阻燃剂具有无毒、环保、成本低、稳定性好等优点，但是使用过程中需将阻燃剂进行表面改 性、微胶囊及超细化等处理，且需要添加较大的量，才能达到阻燃要求，导致ABS树脂的性 能受到较大影响；有机硅阻燃剂是一种抑烟和阻燃和环保阻燃剂，但是价格高；纳米碳材 料是近年来的新型阻燃剂，其中石墨烯作为其中的典型代表，具有较大的比表面积，优良的 导电、导热性，研宄并开发环保高效阻燃的石墨烯-ABS复合材料具有广阔的前景。
【发明内容】
[0003] 发明目的：为同时改善ABS树脂阻燃性能和其本身的性能，本发明的目的在于提 供一种高效环保的石墨烯-ABS复合阻燃塑料及其制备方法。
[0004] 技术方案：本发明提供一种石墨烯-ABS复合阻燃塑料，该复合阻燃塑料按重量比 的组成包括：ABS 100份，抗氧剂0. 1-0. 3份，三氧化二锑3-5份，润滑剂0. 1-0. 5份，石墨 烯1-6份。其中，ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三种单体聚合而成的三元共聚物，ABS中 丙烯腈的重量份数为20-30份，丁二烯的重量份数为10-15份，苯乙烯的重量份数为60-70 份。
[0005] 所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂330中的一种。抗氧剂1010的成分为四 [β-(3'，5'-基-4'-基苯基）丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂330为1，3, 5-三甲基-2,4,6-三 (3, 5-二叔丁基-4-羟基苄基）苯。
[0006] 所述润滑剂为此52或113SiC2中的一种，MoSjP Ti 3SiC2具有优良的自润滑性能和 导电性能，在石墨烯-ABS复合材料中加入该润滑剂，提高该复合材料的润滑性的同时，还 可以增强本复合材料的导电性。
[0007] 所述三氧化二锑的添加在该复合材料燃烧时与石墨烯起协同阻燃的作用。
[0008] 本发明提供了一种石墨烯-ABS复合阻燃塑料的制备方法，方法步骤如下：
[0009] (1)按重量份数配比称取各组分：ABS 100份，抗氧剂0· 1-0. 3份，三氧化二锑3-5 份，润滑剂〇. 1-0. 5份，石墨烯1-6份，其中ABS中丙烯腈的重量百分比为25-30份，丁二烯 的重量百分比为10-20份，苯乙烯的重量百分比为60-70份；
[0010] (2)将步骤1中的上述组分加入至混炼机中熔融共混，混炼参数为温度160°C，转 速45r/min，时间lOmin，熔融共混结束后，取出混炼物料。
[0011] (3)将步骤2中混炼好的物料在平板硫化机170°C下预热5min，热压5min，冷压 2min定型，切样，制样。
[0012] 有益效果：本发明提供了一种石墨烯-ABS复合阻燃塑料及其制备方法，与现有技 术相比具有以下优点：该石墨烯-ABS复合阻燃塑料环保安全，可提高阻燃效果和降低添加 量，节约成本，添加石墨烯至ABS树脂基体中，同时赋予其优良的导电性和抗冲击强度。
【具体实施方式】
[0013] 下面对本发明技术方案进行详细说明。
[0014] 一种石墨烯-ABS复合阻燃塑料，其具体组成成分按照重量比配制而成，作为对 比，本发明提供了三个相应的ABS配方作为对比例，详见表1 :
[0015] 表1石墨烯-ABS复合阻燃塑料的具体组分（重量份数）
[0016]
[0018] 按照上述成分比例称取各组分，将其加入至混炼机中熔融共混，混炼机参数设置 为160°C，45r/min，lOmin，混炼结束后，取出混炼物料，混炼好的物料在平板硫化机上切样， 切样样条为国标规定的标准尺寸，打磨制样。
[0019] 性能测试：将上述实施例中制成的标准样条按照国家标准进行测试，测试性能结 果如表2 :
[0020] 表2性能结果
[0021]
[0022] 从表1和表2的数据可知，实施例1和实施例2与对比例1相比，其ABS树脂基底 成分相同，其他添加成分不同，随着石墨烯含量的增加，其氧指数值增加；对比例中的ABS 纯样条几乎完全燃烧殆尽，而实施例中样条燃烧后仍可看出原形状，且残炭致密度高，燃烧 过程中无刺激性气体生成，其垂直燃烧级别UL 94达到V O级，因此阻燃性能增强，环保安 全。同时该复合材料的力学性能（拉伸强度和弹性模量）相对纯ABS树脂有所提高。
[0023] 同理，实施例3、4与对比例2对比，实施例5、6与对比例3对比，其阻燃性能和力 学性能均得到增强。
[0024] 以上所述实施例为本发明的优选实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下，无需再付出创造性劳动所容易想到的任何变化和替换，都 应视为落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种石墨烯-ABS复合阻燃塑料，其特征在于：所述复合阻燃塑料按重量比的组成包 括：ABS 100份，抗氧剂0. 1-0. 3份，三氧化二锑3-5份，润滑剂0. 1-0. 5份，石墨烯1-6份， 其中，所述ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体聚合而成的三元共聚物。2. 根据权利要求1所述的一种石墨烯-ABS复合阻燃塑料，其特征在于：所述抗氧剂为 抗氧剂1010或抗氧剂330中的一种。3. 根据权利要求1所述的一种石墨烯-ABS复合阻燃塑料，其特征在于：所述润滑剂为 皿〇52或11 3SiC2中的一种。4. 根据权利要求1所述的一种石墨烯-ABS复合阻燃塑料，其特征在于：所述ABS中各 组分的重量份数为：丙烯腈20-30份，丁二烯10-15份，苯乙烯60-70份。5. -种制备如权利要求1-4任一项所述的石墨烯-ABS复合阻燃塑料的方法，其特征在 于：该方法包括以下步骤： (1) 按照权利要求1-4中任一项所述的重量份数称取各组分； (2) 将上述步骤（1)中的组分加入至混炼机中熔融共混，熔融共混的参数为温度 160°C，转速45r/min，时间lOmin，熔融共混结束后取出混炼物料； (3) 将上述步骤（2)中熔融共混后的物料在平板硫化机上切样，制样。
【专利摘要】本发明公开一种石墨烯-ABS复合阻燃塑料及其制备方法，由包含以下重量份数的组分组成：ABS 100份，抗氧剂0.1-0.3份，三氧化二锑3-5份，润滑剂0.1-0.5份，石墨烯1-6份，其中，ABS中丙烯腈25-30份，丁二烯10-20份，苯乙烯60-70份。本发明的石墨烯-ABS复合阻燃塑料环保安全，阻燃效率高，且未影响ABS的性能。
【IPC分类】C08L55/02, C08K3/22, C08K3/04, C08K3/34, C08K13/02, C08K3/30
【公开号】CN104974462
【申请号】CN201510446241
【发明人】资玉明, 朱正华, 董仁军
【申请人】苏州荣昌复合材料有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年7月27日