CN101659779B - 一种无卤阻燃abs树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开无卤阻燃ABS树脂，是按重量份将ABS树脂60～80份、聚碳酸酯废旧料0～25份、聚酯0～25份、增韧剂1～10份、阻燃剂5～30份、紫外光稳定剂0.25～2.0份，在室温下预混后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒获得。本发明还公开了其制备方法。由于本发明使用聚碳酸酯废旧料和聚酯与无卤阻燃剂协同阻燃ABS树脂，不仅获得了良好的阻燃效果，保持了较好的力学性能和加工流动性，还可在一定程度上降低阻燃ABS树脂的成本，有效地解决废旧塑料带来的环境污染、资源浪费的问题，所获阻燃ABS树脂可用于制造要求阻燃的电子电器外壳、汽车配件等产品，具有显著的社会效益和工业应用价值。

Description

一种无卤阻燃ABS树脂及其制备方法

技术领域

本发明属于阻燃ABS树脂及其制备技术领域，具体涉及一种无卤阻燃ABS树脂及其制备方法，该材料可制造满足各种环保阻燃要求的以及制造供出口用的电子电器设备和家电、汽车类产品。

背景技术

ABS树脂是一类性能优异的工程塑料，因具有较高的冲击强度，优异的尺寸稳定性、电镀性能、电绝缘性、加工性能和耐热性，被广泛的应用在汽车配件、电子电器外壳、工业零配件等方面，但遗憾的是ABS树脂的极限氧指数仅18左右，属于易燃材料，因此在一定程度上限制了其应用。

为了提高ABS树脂的阻燃性能，通常的做法都是在其中添加阻燃剂，而现在使用得较多的阻燃剂为多溴二苯醚和三氧化二锑的复配物(王硕等，低烟阻燃ABS专用料的研制，工程塑料应用2006；34：14-17.)，正如CN1765985，CN1412238，CN101003661，CN1962751中提到这种复配阻燃剂虽具有较高的阻燃效率和较低的价格，但很难分解，因而会对生态造成污染并进入生物食物链最终在人体内堆积造成毒害。而且溴系阻燃剂在燃烧时还会产生有毒致癌的多溴代苯噁瑛(PBDD)和溴代二苯并呋喃(PBDF)。2003年2月欧盟各成员国出台了《关于报废电子电器设备指令》(简称ROHS)。根据ROHS指令要求，2006年7月1日以后投放欧盟市场的电气和电子产品不得含有铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚等6种有害物质，这就使得使用此类阻燃剂阻燃的ABS树脂在应用上受到了很大冲击。

虽然也有人使用无卤的氢氧化铝/氢氧化镁无卤阻燃体系(项素云天然水镁石及其阻燃PP与ABS塑料的性能塑料助剂2004；46：21-24)来阻燃ABS阻燃树脂，但达到要求的阻燃性能所需的添加量太大，含量需在40％以上，对材料的力学性能破坏太大，使冲击强度从25.5下降至5.05，拉伸强度从49.9下降至34.8。还有人使用有机磷酸酯类阻燃剂(CN1616545A)，同时添加少量聚苯醚和环氧树脂来阻燃ABS阻燃树脂，结果发现磷酸酯和聚苯醚、环氧树脂在燃烧时会与有机磷酸酯发生反应，产生协同阻燃效果，使ABS树脂呈现出较好的阻燃效果。但是添加的聚苯醚因加工温度很高，使得在ABS树脂的加工温度下显得加工流动性很差，再加之其价格高，这无疑给ABS阻燃树脂带来了加工困难和成本过高的问题。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术存在的问题，首先提供一种无卤阻燃ABS树脂。

本发明的次要目的是提供一种制备上述无卤阻燃ABS树脂的方法。

本发明提供的无卤阻燃ABS树脂，该树脂是由以下组分共混而成，各组分的含量均为重量份：

ABS树脂                 60～80份

聚碳酸酯废旧料          0～25份

聚酯                    0～25份

增韧剂                  1～10份

无卤阻燃剂              5～30份

紫外光稳定剂            0.25～2份，

且其中聚碳酸酯废旧料与聚酯含量不能同时为零。

以上树脂中所含的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和顺，反-1，4-环己烷二甲醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。

以上树脂中所含的增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、高胶粉和乙烯-苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

以上树脂中所含的无卤阻燃剂为微胶囊型红磷母料阻燃剂(其中红磷含量为40％)、硼铝复式盐(山东省青州市亿超化工有限公司生产)、次磷酸铝和双酚A双(二苯基磷酸酯)中的至少一种。

以上树脂中所含的紫外光稳定剂为2-(2--羟基-3，5-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑、2-羟基-4一正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑中至少一种。

本发明提供的制备上述的无卤阻燃ABS树脂的方法，该方法是先将ABS树脂60～80份、聚碳酸酯废旧料0～25份、聚酯0～25份、增韧剂1～10份、无卤阻燃剂5～30份和紫外光稳定剂0.25～2份加入高速混合机中，在室温下混合5～10分钟，然后将混合料放入双螺杆挤出机中，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒即可，

以上物料的加入量均为重量份，且其中聚碳酸酯废旧料与聚酯的用量不能同时为零。

上述方法中所用的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和顺，反-1，4-环己烷二甲醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。

上述方法中所用的增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、高胶粉和乙烯-苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

上述方法中所用的无卤阻燃剂为微胶囊型红磷母料阻燃剂(其中红磷含量为40％)、硼铝复式盐(山东省青州市亿超化工有限公司)、次磷酸铝和双酚A双(二苯基磷酸酯)中的至少一种。

上述方法中所用的紫外光稳定剂为2-(2--羟基-3，5-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑中至少一种。

本发明与已有技术相比，具有以下优点：

1、由于本发明选用的无卤阻燃剂为含磷阻燃剂，不仅阻燃效率高，且添加量小，与ABS树脂还有良好的相容性，对ABS树脂力学性能影响很小，因而使ABS树脂在获得良好阻燃效果的同时，还能基本保持原有的优良力学性能，见表1。

2、由于本发明在ABS树脂添加的聚碳酸酯废旧料，其本身不仅具有较高的力学性能，且因回收中加工和处理使其具有更低的熔体粘度，不会在加入后严重影响ABS树脂加工的流动性，同时因废旧料聚碳酸酯的低廉价格，还可在一定程度上降低阻燃ABS树脂的成本。

3、由于本发明在ABS树脂中加入的聚碳酸酯和聚酯含有大量的羟基，在燃烧时磷系阻燃剂反应生成的次磷酸对含羟基化合物有很强的脱水作用，因而可与阻燃剂产生很好的协同阻燃效果：在ABS树脂表面生成致密的隔绝空气的碳层，从而大大提高了ABS树脂的垂直燃烧性，使之能达到垂直燃烧的最高级别V-0级，见表1。

4、本发明提供的制备方法简单成熟，生产成本低，易于控制和实现工业化生产，还可有效地解决废旧塑料带来的环境污染、资源浪费的问题。

具体实施方式

下面给出实施例以对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据本发明内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。

另外，值得说明的是以下实施例和对比例所用物料的份数均为重量份。

实施例1

将ABS树脂75份、聚碳酸酯废旧料25份、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物5份、次磷酸铝30份和2-(2--羟基-3，5-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三氮唑0.25份加入高速混合机中，在室温下混合10分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃(双螺杆挤出机一区温度120℃、二区温度160℃、三区温度220℃、四区温度240℃、五区温度260℃、六区温度260℃，下同)下熔融共混并挤出造粒即可。

实施例2

将ABS树脂70份、聚碳酸酯废旧料20份、聚对苯二甲酸乙二醇酯5份、高胶粉B3387份、微胶囊型红磷母料阻燃剂18份和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.5份加入高速混合机中，在室温下混合5分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒即可。

实施例3

将ABS树脂65份、聚碳酸酯废旧料15份、聚对苯二甲酸丙二醇酯5份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3份、硼铝复式盐25份和2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑1份加入高速混合机中，在室温下混合8分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒即可。

实施例4

将ABS树脂70份、聚碳酸酯废旧料5份、顺，反-1，4-环己烷二甲醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯20份、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物10份、双酚A双(二苯基磷酸酯)5份和2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑1.5份加入高速混合机中，在室温下混合5分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒即可。

实施例5

将ABS树脂80份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15份、乙烯-苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物1份、微胶囊化红磷母料阻燃剂20份和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2份加入高速混合机中，在室温下混合10分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒即可。

实施例6

将ABS树脂60份、聚碳酸酯废旧料20份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、顺，反-1，4-环己烷二甲醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯15份、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物3份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物7份、硼铝复式盐10份、微胶囊化红磷母料阻燃剂15份和2-(2--羟基-3，5-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三氮唑1.0份及2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.5份加入高速混合机中，在室温下混合7分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒即可。

实施例7

将ABS树脂80份、聚碳酸酯废旧料10份、聚对苯二甲酸乙二醇酯5份、聚对苯二甲酸丁二醇酯5份、顺，反-1，4-环己烷二甲醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯5份、高胶粉B3381份及乙烯-苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物7份、次磷酸铝15份及双酚A双(二苯基磷酸酯)5份和2-(2--羟基-3，5-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑及2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮各0.5份加入高速混合机中，在室温下混合10分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒即可。

实施例8

将ABS树脂65份、聚碳酸酯废旧料25份、聚对苯二甲酸丁二醇酯5份、聚对苯二甲酸丙二醇酯15份、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物及乙烯-苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物各5份、次磷酸铝5份、微胶囊化红磷母料阻燃剂3份及硼铝复式盐7份和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.25份及2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑1.5份加入高速混合机中，在室温下混合6分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒即可。

对比例

将按重量份计的ABS树脂80份、阻燃剂微胶囊化红磷母料20份、紫外光稳定剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2份，按配比称量后加入高速混合机中，在室温下混合混合10分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出、冷却、切粒得到。

为了考察本发明制备的无卤阻燃ABS树脂的相关性能，本发明将所得产物按照GB/T 1834-1996测试了其缺口冲击强度，按照GB/T 1040-92标准测试了拉伸强度和断裂伸长率，按照UL94标准测试了垂直燃烧性，按照ASTM D1238-82标准(温度200℃，砝码重10kg)测试了熔融指数，按照GB 2406-80标准测试了氧指数，所有的测试结果见表1。

表1

Claims (2)

1.一种无卤阻燃ABS树脂，该树脂按重量份计由以下方法共混而成：

将ABS树脂65份、聚碳酸酯废旧料15份、聚对苯二甲酸丙二醇酯5份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3份、硼铝复式盐25份和2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑1份加入高速混合机中，在室温下混合8分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒即可。

2.一种无卤阻燃ABS树脂，该树脂按重量份计由以下方法共混而成：

将ABS树脂70份、聚碳酸酯废旧料5份、顺，反-1，4-环己烷二甲醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯20份、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物10份、双酚A双(二苯基磷酸酯)5份和2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑1.5份加入高速混合机中，在室温下混合5分钟，然后放入双螺杆挤出机，在温度120～260℃下熔融共混并挤出造粒即可。