一种环保低烟阻燃abs类树脂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及阻燃树脂【技术领域】，公开了一种ABS类树脂及其制备方法。该树脂由包含以下重量份的组分制成：ABS类树脂1000份，卤系阻燃剂150~350份，协效阻燃剂30~70份，抑烟剂30~70份，抗氧剂1~10份，润滑剂1~10份。制备方法如下：将1000份ABS类树脂、150~350份卤系阻燃剂、30~70份协效阻燃剂、30~70份抑烟剂、1~10份抗氧剂和1~10份润滑剂充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。本发明的ABS类树脂在燃烧时发烟量低、不产生二噁英等有害气体、不产生熔融滴落，符合欧盟ROHS指令，并且成本低，加工方便。
【专利说明】一种环保低烟阻燃ABS类树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及阻燃树脂【技术领域】，涉及一种环保低烟阻燃ABS类树脂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)是一种常见的通用树脂，ABS综合性能良好、高韧性、易电镀着色，而且易加工，广泛的应用于汽车、家电、电子电器、机械等行业，并且随着现代科技的发展ABS的需求也在快速的增长，目前的产量排在树脂产量的第五位。虽然说ABS有很多的优点，但仍然存在一些缺陷，比如说阻燃性差，氧指数仅为18-20，垂直燃烧仅为UL94标准的HB级。阻燃性差制约了 ABS的发展，因为塑料易燃引发的火灾、导致火灾面积扩大、释放的毒气导致人员伤亡等事故比比皆是，因此阻燃ABS的研发成为了一大研究热点，经过多年的发展，阻燃ABS体系已经日趋成熟，卤-锑协效体系成为了阻燃树脂技术的一个经典案例。但是阻燃ABS仍然有发烟量大、毒气重的缺点。
[0003]水滑石是一类新型的层状硅酸盐矿物，主要用于吸酸剂和PVC稳定剂。水滑石在受热时结构水合层板羟基及层间离子以水和CO2的形式脱出，可以起到降低燃烧气体浓度、阻隔O2的阻燃作用，并且其受热分解产物为碱性多空物质比表面积大，能吸收有害气体和悬浮颗粒，同时水滑石中特有的金属根离子在燃烧过程中可生成卤化物覆盖在材料表面起到隔绝氧气的作用，因此对卤-锑阻燃的ABS有很好的阻燃协效和抑烟作用。目前的低烟阻燃ABS，所使用的抑烟剂多为氧化钥、钥酸铵或钥酸锌一类的钥化物，价格昂贵，利水滑石来降低阻燃ABS发烟量可以有效的降低阻燃ABS的成本，有具有生烟量低、阻燃效果好的特点。
【发明内容】
[0004]针对现有阻燃ABS类树脂技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种环保低烟阻燃ABS类树脂，该阻燃ABS类树脂在燃烧时发烟量低、不产生二噁英等有害气体、不产生熔融滴落，符合欧盟ROHS指令，并且成本低，加工方便。
[0005]本发明的另一目的是提供一种上述ABS类树脂的制备方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0007]本发明提供了一种环保低烟阻燃ABS类树脂，该树脂由包含以下重量份的组分制成:
[0008]ABS 类树脂1000 份，
[0009]卤系阻燃剂150~350份，
[0010]协效阻燃剂30~70份，
[0011]抑烟剂30~70份，
[0012]抗氧剂I~10份，
[0013]润滑剂I~10份。[0014]本发明进一步提供了一种环保低烟阻燃ABS类树脂，该树脂由包含以下重量份的组分制成:
[0015]ABS 类树脂1000 份，
[0016]卤系阻燃剂180~300份，
[0017]协效阻燃剂40~60份，
[0018]抑烟剂40~60份，
[0019]抗氧剂3~8份，
[0020]润滑剂3~5份。
[0021]所述的ABS类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)中的一种或一种以上 。
[0022]所述的卤系阻燃剂选自氯化聚乙烯、聚四氟乙烯、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、四溴双酚A、溴代三嗪或三溴酚异氰酸酯中的一种或一种以上。
[0023]所述的协效阻燃剂为三氧化二锑(Sb2O3)和硅镁石的复配物，其比例为3: f 1:1。
[0024]所述的抑烟剂选自镁铝基水滑石 。
[0025]所述的镁铝基水滑石选自硼酸根插层镁铝基水滑石、磷酸根插层镁铝基水滑石或硬脂酸根插层镁铝基水滑石中的一种或一种以上。
[0026]所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
[0027]所述的受阻酚类抗氧剂选自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β- (4’ -羟基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)丙烯酸十八基酯(抗氧剂1076)、β - (3，5- 二叔丁基羟基苯基)丙烯酸十八碳酸酯、亚磷酸三苯酯、三壬基苯基亚磷酸酯、三(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、四[亚甲基-3，-3’，5- (二叔丁基-4-羟基-苯基)丙烯酸]甲烷或3，9-双[I, 1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]_2，4，8，10-四氧杂螺[5.5] 十一烷(抗氧剂A080)中的一种或一种以上。
[0028]所述的润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、N，N'-乙撑双硬脂酰胺(EBS)、聚乙烯蜡或甲基硅油中的一种或一种以上。
[0029]本发明还提供了一种上述阻燃ABS类树脂的制备方法，该方法包括以下步骤:
[0030]将1000份ABS类树脂、150~350份卤系阻燃剂、30~70份协效阻燃剂、30~70份抑烟剂、f 10份抗氧剂和f 10份润滑剂充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
[0031]所述的双螺杆挤出机的长径比为20: f 60:1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各区的温度设置为170℃~230°C。
[0032]本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0033]本发明利用水滑石为抑烟剂，不影响ABS材料的流动性能和加工性能，可适用于挤出和注塑。水滑石在受热时结构水合层板羟基及层间离子以水和CO2的形式脱出，可以起到降低燃烧气体浓度、阻隔O2的阻燃作用，并且其受热分解产物为碱性多空物质比表面积大，能吸收有害气体和悬浮颗粒，同时水滑石中特有的金属根离子在燃烧过程中可生成卤化物覆盖在材料表面起到隔绝氧气的作用，因此对卤-锑阻燃的ABS有很好的阻燃协效和抑烟作用，本发明中优选的硼酸根插层镁铝基水滑石、磷酸根插层镁铝基水滑石或硬脂酸根插层镁铝基水滑石作为抑烟剂，其效果更为突出。
[0034]同时，该阻燃ABS仍使用卤锑协效体系阻燃，能保证材料的阻燃效果，可通过ROHS测试，同时降低了材料燃烧时的发烟量，并且成本低廉。在保证阻燃效果的前提下，并不降低材料的力学性能，有很好的市场空间。
【具体实施方式】
[0035]以下结合实施例对本发明作进一步说明。
[0036]实施例1
[0037]ABS (锦湖，750N)1000 份，
[0038]氯化聚乙烯100份，
[0039]溴化环氧树脂200份，
[0040]Sb2O320 份，
[0041]硅镁石20份 ，
[0042]硼酸根插层镁铝基水滑石 60份，
[0043]抗氧剂1072份，
[0044]抗氧剂1683份，
[0045]硬脂酸钙5份；
[0046]按照上述物料的投料重量份，ABS类树脂、卤系阻燃剂、协效阻燃剂、抑烟剂、抗氧剂和润滑剂加入高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各区的温度设置为180-210°C，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料，其力学性能详见表1。
[0047]实施例2
[0048]ABS (高桥石化,8434) 1000 份，
[0049]四溴双酚A250份，
[0050]Sb2O345 份，
[0051]硅镁石15份，
[0052]磷酸根插层镁铝基水滑石 40份，
[0053]抗氧剂10763份，
[0054]抗氧剂A0805份，
[0055]EBS4 份；
[0056]按照上述物料的投料重量份，ABS类树脂、卤系阻燃剂、协效阻燃剂、抑烟剂、抗氧剂和润滑剂加入高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各区的温度设置为170-200°C，其力学性能详见表1。
[0057]实施例3
[0058]ABS (高桥石化,8434) 1000 份，
[0059]十溴二苯乙烧150份，
[0060]Sb2O330 份，[0061]硅镁石10份，
[0062]硬脂酸根插层镁铝基水滑石50份，
[0063]抗氧剂10762份，
[0064]抗氧剂1684份，
[0065]硬脂酸5份；
[0066]按照上述物料的投料重量份，ABS类树脂、卤系阻燃剂、协效阻燃剂、抑烟剂、抗氧剂和润滑剂加入高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各区的温度设置为180-210°C，其力学性能详见表1。
[0067]实施例4
[0068]ABS (锦湖，750) 1000 份，
[0069]溴代三嗪220份，
[0070]Sb2O330 份，
[0071]硅镁石20份，
[0072]硼酸根插层镁铝基水滑石 40份，
[0073]抗氧剂10761份，
[0074]抗氧剂A0802份
[0075]聚乙烯蜡3份；
[0076]按照上述物料的投料重量份，ABS类树脂、卤系阻燃剂、协效阻燃剂、抑烟剂、抗氧剂和润滑剂加入高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各 区的温度设置为200-230°C，其力学性能详见表1。
[0077]实施例5
[0078]ABS (锦湖，750)1000 份，
[0079]溴代三嗪280份，
[0080]Sb2O340 份，
[0081]硅镁石20份，
[0082]硼酸根插层镁铝基水滑石50份，
[0083]抗氧剂10762份，
[0084]抗氧剂1684份，
[0085]EBS5 份；
[0086]按照上述物料的投料重量份，ABS类树脂、卤系阻燃剂、协效阻燃剂、抑烟剂、抗氧剂和润滑剂加入高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各区的温度设置为180-210°C，其力学性能详见表1。
[0087]对比例
[0088]ABS (锦湖，750N)1000 份，
[0089]溴代三嗪250份，
[0090]Sb2O370 份，[0091]抗氧剂10761份，
[0092]抗氧剂1682份，
[0093]EBS3 份；
[0094]按照上述物料的投料重量份，将各组分物料加入高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，螺杆各区的温度设置为180-210°C，其力学性能详见表1。
[0095]实施例6
[0096]AS (锦湖，80HF)600 份，
[0097]ABS (锦湖，181H)400 份，
[0098]溴化聚苯乙烯350份，
[0099]Sb2O350 份，
[0100]硅镁石20份，
`[0101]硼酸根插层镁铝基水滑石70份，
[0102]抗氧剂10764份，
[0103]抗氧剂1686份，
[0104]EBS10 份；
[0105]按照上述物料的投料重量份，AS、卤系阻燃剂、协效阻燃剂、抑烟剂、抗氧剂和润滑剂加入高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各区的温度设置为180-210°C，其力学性能详见表1。
[0106]实施例7
[0107]ABS (高桥石化 839I)1000 份，
[0108]三溴酚异氰酸酯180份，
[0109]Sb2O350 份，
[0110]硅镁石20份，
[0111]硼酸根插层镁铝基水滑石 70份，
[0112]抗氧剂10760.5 份，
[0113]抗氧剂1680.5 份，
[0114]EBS1份；
[0115]按照上述物料的投料重量份，AS、卤系阻燃剂、协效阻燃剂、抑烟剂、抗氧剂和润滑剂加入高速搅拌机中充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，其中双螺杆挤出机的长径比为45:1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各区的温度设置为180-210°C。
[0116]表1
[0117]
ASTM~ 熔融指数g/10min 缺口冲击强度KJ/m2 UL94阻燃性能|烟密度(Dm)~实施例1 58183.2mmV01.6mmHB180
【权利要求】
1.一种ABS类树脂，其特征在于:该树脂由包含以下重量份的组分制成: ABS类树脂1000份， 卤系阻燃剂150~350份， 协效阻燃剂30~70份， 抑烟剂30-70份， 抗氧剂份， 润滑剂1~10份。
2.根据权利要求1所述的ABS类树脂，其特征在于:该树脂由包含以下重量份的组分制成: ABS类树脂 1000份， 卤系阻燃剂 180~300份， 协效阻燃剂 40~60份， 抑烟剂40-60份， 抗氧剂3、份， 润滑剂3飞份。
3.根据权利要求1所述的ABS类树脂，其特征在于:所述的ABS类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或丙烯腈-苯乙烯共聚物中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的ABS类树脂，其特征在于:所述的卤系阻燃剂选自氯化聚乙烯、聚四氟乙烯、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、四溴双酚Α、溴代三嗪或三溴酚异氰酸酯中的一种或一种以上；所述的协效阻燃剂为三氧化二锑和硅镁石的复配物，其比例为3:1~1:1。
5.根据权利要求1所述的ABS类树脂，其特征在于:所述的抑烟剂选自镁铝基水滑石。
6.根据权利要求5所述的ABS类树脂，其特征在于:所述的镁铝基水滑石选自硼酸根插层镁铝基水滑石、磷酸根插层镁铝基水滑石或硬脂酸根插层镁铝基水滑石中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的ABS类树脂，其特征在于:所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
8.根据权利要求7所述的ABS类树脂，其特征在于:所述的受阻酚类抗氧剂选自2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚、β - (4’ -羟基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)丙烯酸十八基酯、β - (3，5- 二叔丁基羟基苯基)丙烯酸十八碳酸酯、亚磷酸三苯酯、三壬基苯基亚磷酸酯、三(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[亚甲基-3，-3’，5- (二叔丁基-4-羟基-苯基)丙烯酸]甲烷或3，9-双[1，1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]_2，4, 8, 10-四氧杂螺[5.5] 烧中的一种或一种以上。
9.根据权利要求1所述的ABS类树脂，其特征在于:所述的润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、N，N'-乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡或甲基硅油中的一种或一种以上。
10.权利要求1至8任一所述的ABS类树脂的制备方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: 将1000份ABS类树脂、150~350份卤系阻燃剂、30~70份协效阻燃剂、30~70份抑烟剂、1-10份抗氧剂和f 10份润滑剂充分混合均匀，混合完全后；通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料； 所述的双螺杆挤出机的长径比为20:1飞0:1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各区的温度设`置为17(T230°C。
【文档编号】C08L55/02GK103509309SQ201210215672
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月27日 优先权日:2012年6月27日
【发明者】杨桂生, 杨俊 , 孙利明 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司