一种阻燃abs组合物及其制备方法

文档序号:9702267阅读:758来源:国知局
一种阻燃abs组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种阻燃ABS组合物,特别涉及一种具有优异的热稳定性和阻燃性的 阻燃ABS组合物及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]ABS树脂是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈组成的三元共聚物,具有苯乙烯的高流动性、 丁二烯的韧性和丙烯腈的耐化学药品腐蚀特性,具有优良的加工性能、耐低温性能、电绝缘 性能、高光泽和优异的电镀性能,同时具有耐蠕变性好、尺寸稳定性高、成型收缩率小等优 异特点,在家电、汽车、电子电器等领域的塑料制品应用非常广泛。
[0003]ABS应用在需要具备阻燃性的环境时,因其氧指数只有18,无法达到阻燃的效果。 我们通过添加卤素阻燃剂虽然可赋予ABS具有较好阻燃性,但是改性后在易造成热稳定性 不佳,经过注塑机第二次加热剪切后,容易造成塑料制品的外观缺陷,现有技术较难解决。 [0004]阻燃ABS中常会添加氯化聚乙稀(Chlorinatedpolyethylene)和聚氯乙稀 (Polyvinylchloride),使材料具有优异的性能,但是其热稳定性较差,通常添加丁基锡聚 合物进行改善,但是其容易分解产生二丁基锡(dibutyltin,简称DBT),此分解物为一种能 够扰乱生物内分泌作用的物质。欧盟规定2012年1月1日起,向公众供应的混合物或物品中 不得使用锡含量超过0.1份的DBT化合物。因此,为找寻一种更为环保的热稳定体系,并符 合相关环境法规要求,以及不削弱阻燃苯乙烯系树脂物理性能的热稳定剂成为业界亟需解 决的技术难题。
[0005]中国专利CN103183880通过添加二甲基马来酸盐聚合物和镁铝金属盐,能与卤系 阻燃剂与锑氧化物发生协同作用,使苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物组成物具有较佳的热稳 定性及阻燃性,很好地改善了阻燃ABS材料制品的外观缺陷。
[0006]日本公开特许昭51-50348号曾报道以脂肪酸的金属皂盐添加于阻燃聚苯乙烯系 树脂,可提高阻燃ABS树脂的热稳定性,但是会影响材料的抗张强度。
[0007]因此,在保持现有ABS材料具有优良的阻燃性能和物理性能的前提下,仍需开发一 种具有优异的热稳定性和阻燃性,能够解决材料成型外观缺陷的组合物,并使得材料具有 极佳的综合力学性能的产品。

【发明内容】

[0008]为了克服现有技术的不足,本发明的首要目的是提供一种具有优异的热稳定性和 阻燃性,且能解决材料外观缺陷并保持较好的力学性能的阻燃ABS组合物。
[0009]本发明的另一目的在于提供上述阻燃ABS组合物的制备方法。
[0010]本发明上述目的通过如下技术方案予以实现: 一种阻燃ABS组合物,按重量份计,包括如下组分: a、ABS 40 份-83 份; b、 阻燃剂 11份-50份; C、加工助剂 0份-10份。
[0011] 其中,基于阻燃ABS组合物的总重量中锡元素的含量小于等于3000ppm和大于等于 lOppm;基于阻燃ABS组合物的总重量中硫元素与磷元素复配的总含量小于等于2100ppm和 大于等于10ppm〇
[0012] 当基于阻燃ABS组合物的总重量中锡元素的含量大于3000ppm,热稳定改善效果不 明显,并且会对材料的韧性产生负面影响。
[0013]当基于阻燃ABS组合物的总重量中硫元素与磷元素复配的总含量大于2100ppm,热 稳定效果提高不显著,反而会增加材料成本。
[0014]其中,锡元素的含量的测试方法:取0.4g_0.6g待测样品粒子置于圆底烧瓶,加 10ml浓H2S04和5mlH2〇2,置于480°C的电热板进行消解直至完全碳化,需要35min-45min;碳 化结束后进行冷却5min,然后加适量H2〇2,判断是否完全碳化,未完全则继续加H2〇2直至完 全碳化,然后在100ml容量瓶中进行冷却定容,过滤,离心取上清液,然后进行电感耦合等离 子体发射光谱测试ICP; 硫元素的含量的测试方法为:取0.4g-0.6g待测样品粒子置于氧弹罐的坩埚中,在罐中 放入20ml浓度为24mmol/L的Na2C03和NaHC03的吸收液,在其中加入2mlH2〇2,进行氧弹燃烧 40min,然后将吸收液进行过滤,然后用H20定容至50ml,并用离子色谱1C进行测试; 磷元素的含量的测试方法为:取〇.4g-〇.6g待测样品粒子置于圆底烧瓶,加10ml浓H2S〇4和5mlH2〇2,置于480°C的电热板进行消解直至完全碳化,需要35min-45min;碳化结束 后进行冷却5min,然后加适量H2〇2,判断是否完全碳化,未完全则继续加H2〇2直至完全碳化, 然后在100ml容量瓶中进行冷却定容,过滤,离心取上清液,然后进行电感耦合等离子体发 射光谱测试ICP。
[0015] 优选地,基于阻燃ABS组合物的总重量中锡元素的含量小于等于2000ppm和大于等 于30ppm〇
[0016]优选地,基于阻燃ABS组合物的总重量中硫元素与磷元素复配的总含量小于等于 2000ppm和大于等于20ppm。
[0017] 优选地,基于阻燃ABS组合物的总重量中硫元素与磷元素复配重量比为5:4-3:1。
[0018]其中,所述阻燃剂选自溴系阻燃剂、氯系阻燃剂、锑系阻燃剂中的一种或几种; 所述溴系阻燃剂选自十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、四溴 双酸A及三(三溴苯基)三嗪中的一种或几种; 所述氯系阻燃剂选自氯含量为30%_37%的采用盐酸相悬浮法生产的氯化聚乙烯和/或 聚氯乙稀; 所述锑系阻燃剂选自三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸盐中的一种或几种。
[0019]其中,所述加工助剂选自金属皂盐、受阻酚类抗氧剂、润滑剂中的一种或几种。
[0020] 其中,所述金属皂盐选自硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌中的一种或几 种。
[0021 ]所述受阻酚类抗氧剂选自烷基单酚类,烷基多酚类、硫代双酚类中的一种或几种。
[0022] 所述润滑剂选自硬脂酰胺类润滑剂EBSB50、EB-FF、EBSP400、WK1890中的一种或 几种。
[0023]-种上述阻燃ABS组合物的制备方法,包括如下步骤: a) 将含硫化合物以及含磷化合物与硅油配成质量分数为25ppm-2500ppm的硅油溶液; b) 将含锡化合物与硅油配成质量分数为20ppm-3500ppm的硅油溶液; c) 将步骤a)和b)中得到的两种硅油溶液与ABS、阻燃剂、加工助剂按照配比在高速搅拌 混料机混合均匀,得到预混料; d) 将上述预混料送入双螺杆挤出机中,挤出,过水冷却,造粒得到阻燃ABS组合物。 [0024]其中,所述含硫化合物选自十二烷基硫醇、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾、二甲基二 硫代氨基甲酸钠,硫酸、硫酸镁中的一种或几种。
[0025]所述含磷化合物选自三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季 戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6_二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、二甲基苯膦酸酯、 磷酸三甲酯、有机亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯中的一种或几种。
[0026]所述含锡化合物选自硫醇甲基锡、顺丁烯二酸甲基锡、月桂酸二甲基锡、氧化甲基 锡中一种或几种; 所述顺丁烯二酸甲基锡由化合物I和/或化合物II的一种或两种混合物组成,其中,化 合物I的结构式如式I:
化合物II的结构式如式II:
所述化合物I和化合物Π中,R1和R2选自氢基、甲基、烷氧基、羧基、羰基、酯基中的一种 或几种,优选为甲基。本发明与现有技术相比,具有如下有益效果: 本发明选用阻燃ABS组合物配方中锡元素的含量基于阻燃ABS组合物的总重量小于等 于3000ppm和大于等于lOppm,以及硫元素与磷元素复配的总量基于阻燃ABS组合物的总重 量小于等于2100ppm和大于等于lOppm,得到的阻燃ABS组合物具有优异的热稳定性能和阻 燃性能,且能解决材料外观缺陷并保持较好的力学性能,特别适用于制件模具较为复杂,点 浇口剪切较为严重的场合。
【具体实施方式】
[0027]下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明,以下实施例为本发明较佳的实施方 式,但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
[0028]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: ABS: 市售的数均分子量为3.0X103g/mol-3.5X103g/mol苯乙稀-丙稀腈-丁二稀共聚物; 阻燃剂: 溴系阻燃剂:选用以色列死海溴的产品; 氯系阻燃剂:选用以色列死海溴的产品; 锑系阻燃剂:选用常德辰州产品; 加工助剂: 金属皂盐:硬脂酸镁:选自发基化学公司产品; 硬脂酸钙:选自太湖新材料公司产品; 受阻酚类抗氧剂:选用汽巴公司产
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