一种高透明、高硬度阻燃abs复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种高透明、高硬度阻燃ABS复合材料及其制备方法，所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料由包括如下重量份的原料制成：树脂A 60?85份，PMMA 10?30份，阻燃母粒10?20份，增韧剂5?25份；其中，所述的树脂A为MABS。所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成：树脂B 60?90份，磷氮系阻燃剂10?30份，硼酸锌5?20份；其中，所述的树脂A为MABS；所述的树脂A与树脂B的规格相同或不同。本发明所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料将阻燃剂制备成母粒，可以使阻燃剂在共混物中分散的更加均匀；使用粒径小的阻燃剂可以使材料的透光率提高。
【专利说明】
一种高透明、高硬度阻燃ABS复合材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于高分子材料领域，尤其是涉及一种高透明、高硬度阻燃ABS复合材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈组成的三元 共聚物，集中了苯乙烯的高流动性、丁二烯的橡胶韧性和丙烯腈的耐化学品特性，具有优良 的加工性能、耐低温性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能及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，在军工、汽车、电子电器等领域 应用非常广泛。但一方面ABS树脂的氧指数只有18,属于易燃材料。因此，对ABS树脂进行阻 燃改性是目前常用的一种ABS树脂改性方法。另一方面，随着社会经济的发展，人们除了对 材料使用性能的要求越来越高外，更对材料表面的美观要求越来越青睐，因此开发出不仅 具有使用性能，更具有透明质感的改性材料是目前的一个趋势。目前有不少高分子材料在 未经过改性前可做到透明级，如透明聚碳酸酯，亚克力、透明ABS(MABS)树脂、透苯等，但这 些材料通过阻燃改性后，均变成非透明材料。在获得了其对性能的要求的同时，也失去了其 外观的美学价值。
[0003] 然而，普通的透明阻燃ABS材料的表面硬度相对较低，限制了其在一些领域中的应 用。此外，现有的透明阻燃ABS材料的阻燃效果比较差，透明度较低。因此，开发出一种高透 明、高硬度阻燃ABS复合材料显得尤为重要，具有巨大的市场空间。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明旨在提出一种高透明、高硬度阻燃ABS复合材料及其制备方法， 高透明、高硬度阻燃ABS复合材料铅笔硬度级多HB级别，制备方法简单易行，加工容易，成本 低廉。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0006] 一种高透明、高硬度阻燃ABS复合材料，由包括如下重量份的原料制成： 树脂A 60-85份， 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA) 10-30份，
[0007] 阻燃母粒 10-20份， 増韧剂 5-25份；
[0008] 其中，所述的树脂A为MABS。
[0009] 进一步，所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成：
[0010] 树脂 B 60-90份，
[0011] 磷氮系阻燃剂10-30份，
[0012] 硼酸锌 5-20份；
[0013] 其中，所述的树脂B为MABS;所述的树脂A与树脂B的规格相同或不同。
[0014]进一步，所述的磷氮系阻燃剂为聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或两种的 混合物;所述的硼酸锌的粒径为2_4μπι。
[0015] 进一步，所述的树脂Α的透光率>80%，悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2;所述的树脂 B的透光率>80 %，悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2。
[0016] 进一步，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(MBS)型增 韧剂、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)型增韧剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 型增韧剂中的一种或两种以上。
[0017] 进一步，所述的PMMA在220°C/10KG时的熔体流动速率为15-35g/10min，铅笔硬度 为2H。
[0018]所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料的原料中还包括重量份为0.1-3份的助 剂。
[0019] 所述的助剂为热稳定剂、光稳定剂、加工助剂或颜料。
[0020] 所述的热稳定剂可以提高材料在加工和使用过程中的耐热老化性能，通常可选自 酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类的复合物中的一种或两种以上。
[0021] 所述的光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类或紫 外线吸收剂。
[0022] 所述的加工助剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂（选自硬脂酸钙Cast、硬脂酸锌 Znst)、硬脂酸复合酯或酰胺类(芥酸酰胺）中的一种或两种以上。
[0023]所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0024] (1)将树脂B、磷氮系阻燃剂和硼酸锌加入到高温混炼机中，在170-250°C的温度下 进行预混合，造粒冷却后得到阻燃母粒；
[0025] (2)将树脂A、PMMA、阻燃母粒、增韧剂在高速混合机充分混合10-60分钟，得到预混 料；
[0026] (3)将预混料经过精密计量的送料装置输送到双螺杆挤出机中，挤出机的各段螺 杆温度控制在180_230°C之间，双螺杆挤出机的长径比为25-40:1，螺杆转速为200-800转/ 分钟，在螺杆的剪切、混炼及输送下，物料得以充分熔化、复合，再经过挤出造粒、干燥得到 高透明、高硬度阻燃ABS复合材料。
[0027] 所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料加入到注塑机中加工成所需样条，所述的 注塑机的料筒温度190-240°(：，模具温度60-70°(：，注塑压力6-101〇^。
[0028]所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料的应用，所述的高透明、高硬度阻燃ABS复 合材料应用于电器仪表、医用器械或电子行业。
[0029]相对于现有技术，本发明所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料及其制备方法具 有以下优势：
[0030] (1)本发明所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料经过测试，其阻燃等级达到V-2 或V-1级别，力学性能优异。
[0031] (2)本发明所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料透明度超过70 %。
[0032] (3)本发明所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料铅笔硬度级彡HB级别。
[0033] (4)本发明所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料将阻燃剂制备成母粒，可以使 阻燃剂在共混物中分散的更加均匀;使用粒径小的阻燃剂可以使材料的透光率提高。
[0034] (5)本发明所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料的制备方法有助于改善工作环 境。
[0035] (6)本发明所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料的制备方法简单易行，加工容 易，成本低廉，非常适合在电器仪表、医用器械、电子行业等即需要阻燃，又需要一定透明性 等领域推广应用。
【具体实施方式】
[0036] 除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了 便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
[0037] 所有的数字标识，例如PH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然 不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语"约"。同时也要了解，虽然不总是明确 的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
[0038] 本发明实施例所述的MABS选用日本电气化学的MABS TE-10S;
[0039] 本发明实施例所述的PMMA选用奇美的CM-211;
[0040] 本发明实施例所述的增韧剂选用韩国LG化学的MBS EM-500;
[0041] 本发明实施例所述的磷氮系阻燃剂为聚磷酸盐，所述的聚磷酸盐选用艾迪科的 FP-2200；
[0042]本发明实施例所述的硼酸锌选用成都市开飞高能化学工业有限公司的ZB-500; [0043]本发明对比例所述的溴代三嗪选用以色列死海溴公司的FR-245;
[0044]本发明对比例所述的阻燃协效剂选用云南木利锑业有限公司的S-05N;
[0045]本发明对比例所述的三聚氰胺氰尿酸盐选用巴斯夫的MC-25;
[0046]本发明对比例所述的四溴双酸A选用以色列死海溴公司的FR-1524;
[0047]本发明对比例所述的溴化环氧选用韩国宇进的CXB-714C;
[0048]本发明对比例所述的十溴二苯乙烷选用美国雅保公司的4010;
[0049] 本发明所述的实施例和对比例得到的ABS复合材料采用ISO标准测试其相关性能。 测试阻燃等级使用的UL-94垂直燃烧仪是美国ATLAS HVUL-2;测试透光率使用的是是林上 科技有限公司LS105A透光率计。
[0050] 下面结合实施例来详细说明本发明。
[0051 ] 一种高透明、高硬度阻燃ABS复合材料，由包括如下重量份的原料制成:MABS 60- 85份，PMMA 10-30份，阻燃母粒10-20份，增韧剂5-25份。
[0052]所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成:MABS 60-90份，磷氮系阻燃剂10-30份，硼酸锌5-20份。
[0053]所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0054] (1)将MABS、磷氮系阻燃剂和硼酸锌加入到高温混炼机中，进行预混合，造粒冷却 后得到阻燃母粒；
[0055] (2)将MABS、PMMA、阻燃母粒、增韧剂在高速混合机充分混合10-60分钟，得到预混 料；
[0056] (3)将预混料经过精密计量的送料装置输送到双螺杆挤出机中，在螺杆的剪切、混 炼及输送下，物料得以充分熔化、复合，再经过挤出造粒、干燥得到高透明、高硬度阻燃ABS 复合材料。
[0057] 所述的双螺杆挤出机熔融挤出的加工条件如下:一区温度180°C，二区温度190°C， 三区温度200°C，四区温度210°C，五区温度220°C，六区温度220°C，七区温度220°C，八区温 度220°C，九区温度220°C，十区温度220°C，机头温度230°C ;螺杆转速为200-800转/分钟;双 螺杆挤出机的长径比为40:1，螺杆转速为200-800转/分钟。
[0058]所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料的应用，所述的高透明、高硬度阻燃ABS复 合材料应用于电器仪表、医用器械或电子行业。
[0059] 实施例1-4、对比例1-4
[0060] 将表1与表2中所列的重量份的各原料制备后的到的ABS复合材料按标准尺寸注塑 成测试用的标准样条，并按测试标准进行各性能测试。
[0061] 表1阻燃母粒的各原料含量(重量百分比）
[0063]表2实施例与对比例中各原料的具体配比及性能测试数据
[0065] 从表2的实施例和对比例中可以看出，相比较溴系阻燃剂，本发明选用以MABS树脂 为载体的磷氮系阻燃剂和硼酸锌阻燃母粒来作为阻燃剂（即阻燃母粒），力学性能较为优 异，流动性能比传统的阻燃ABS更优异。更重要的是，配方中添加 PMMA，其透光率较传统阻燃 ABS得到大幅度提高，透光率可以做到80%以上，而且、添加 PMMA后，材料的铅笔硬度也从2H 级别提高到HB级别。
[0066] 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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高透明、高硬度阻燃ABS复合材料，其特征在于：由包括如下重量份的原料制成： 树脂A 脯-85份， PMMA 10-30 份， 阻燃母粒 10-20份， 增初剂 5-25份； 其中，所述的树脂A为MBS。2. 根据权利要求1所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料，其特征在于:所述的阻燃母 粒由包括如下重量份的原料制成： 树脂B 60-90份， 憐氮系阻燃剂 10-30份， 棚酸锋 5-20份； 其中，所述的树脂B为MBS;所述的树脂A与树脂B的规格相同或不同。3. 根据权利要求2所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料，其特征在于:所述的憐氮系 阻燃剂为聚憐酸盐、Ξ聚氯胺氯尿酸盐中的一种或两种的混合物;所述的棚酸锋的粒径为 2-4咖。4. 根据权利要求2所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料，其特征在于:所述的树脂A 的透光率>80%，悬臂梁缺口冲击强度〉10kJ/m2;所述的树脂B的透光率>80%，悬臂梁缺口 冲击强度〉lOkJ/m2。5. 根据权利要求1所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料，其特征在于:所述增初剂为 MBS型增初剂、ASA型增初剂、EVA型增初剂中的一种或两种W上。6. 根据权利要求1所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料，其特征在于:所述的PMMA在 220°C/10KG时的烙体流动速率为15-35g/10min，铅笔硬度为2H。7. 权利要求2-6中任一项所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料的制备方法，其特征 在于:包括如下步骤： (1) 将树脂B、憐氮系阻燃剂和棚酸锋加入到高溫混炼机中，在170-250°C的溫度下进行 预混合，造粒冷却后得到阻燃母粒； (2) 将树脂A、PMMA、阻燃母粒、增初剂在高速混合机充分混合10-60分钟，得到预混料； (3) 将预混料经过精密计量的送料装置输送到双螺杆挤出机中，挤出机的各段螺杆溫 度控制在180-230°C之间，双螺杆挤出机的长径比为25-40:1，螺杆转速为200-800转/分钟， 在螺杆的剪切、混炼及输送下，物料得W充分烙化、复合，再经过挤出造粒、干燥得到高透 明、高硬度阻燃ABS复合材料。8. 权利要求1-6中任一项所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料的应用，其特征在于： 所述的高透明、高硬度阻燃ABS复合材料应用于电器仪表、医用器械或电子行业。
【文档编号】C08K5/3492GK105936732SQ201610405561
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】肖华明, 王扬利, 李斌, 陈国雄, 陶四平
【申请人】天津金发新材料有限公司