CN102746607B - 一种绝缘导热环保阻燃abs树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂及其制备方法，按重量份计，由下列组分组成：ABS树脂100份、复合阻燃剂15-25份、阻燃协效剂6-8份、绝缘纳米导热填料20-35、碳化硅晶须2-6份、增韧剂5-8份、润滑剂0.4-2份、抗氧剂0.2-1份、抗滴落剂0.2-1份、偶联剂含量占绝缘纳米导热填料和碳化硅晶须总用量的0.2-2%。按配方比例称取原料，将经偶联处理的绝缘纳米导热填料和碳化硅晶须在高速混合机中预混30-60分钟，然后再与其他原料高速混合5-10分钟；将混合物置于双螺杆挤出机，经熔融挤出、造粒制得本发明的绝缘导热环保阻燃ABS树脂。本发明的树脂可达到UL94-V0级，加工性能和机械性能稳定，产品使用过程中无小分子阻燃剂渗出，对环境友好，可广泛用于对散热和阻燃性有要求的高端笔记本、电视机及电子电器产品外壳。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂及其制备方法。
背景技术
ABS树脂为丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，其具有较高的抗冲击强度、良好的加工性能和化学稳定性，易于注塑成型，制品光泽度高，且兼具柔韧性。因此，ABS树脂以其卓越的综合性能广泛运用于汽车工业、电子电器工业、轻工家电及建筑等行业，已逐渐成为用量最大的热塑性塑料之一。但是ABS树脂是一种易燃高分子材料，燃烧时产生大量黑烟，离火后继续燃烧，燃烧后塑料软化、烧焦，给人们带来人身和财产威胁，考虑到ABS在诸多领域的运用，对其进行阻燃改性显得尤为重要。
随着近年科技发展，电子电器产品不仅对阻燃性有一定要求，为了提高其使用寿命和保证运行性能的稳定性，还要求具有较高的散热性，这样才能保证产品在运行中不至于过热而发生异常现象；一些高端电子电器产品已经向导热阻燃方向发展，诸多考虑，对ABS树脂进行导热阻燃改性必将是大势所趋。
目前对ABS阻燃体系主要还是采用溴/锑阻燃剂，其中阻燃效果最好的是有机溴化物，如十溴二苯醚、四溴双酚A、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯等。近年来，全球环保化呼声日益高涨以及欧盟环保《RoHS》指令的颁发，开发高效、无毒环保阻燃ABS树脂意义重大，本发明涉及的一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂及其制备方法和用途，具有巨大的市场和利润空间。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有的技术不足，提供一种高效，铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚等有害物质含量低，无毒、绝缘导热环保阻燃ABS树脂。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂，该树脂按重量份计，由下列组分组成：
ABS树脂 100份
复合阻燃剂 15-25份
阻燃协效剂 6-8份
绝缘纳米导热填料 20-35份
碳化硅晶须 2-6份
增韧剂 5-8份
润滑剂 0.4-2份
抗氧剂 0.2-1份
抗滴落剂 0.2-1份
偶联剂 0.2-2%
上述的复合阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂、四溴双酚A中的任意一种或几种；
上述的阻燃协效剂为环保型三氧化二锑；
上述的绝缘纳米导热填料为氮化铝、六方氮化硼、氧化镁、氧化铝中的任意一种或几种，按照不同粒径尺寸大小复配而成；
上述的碳化硅晶须粒径尺寸为0.2-1um，长径比为20-45；
上述的增韧剂为ABS高胶粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯类增韧剂、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物或接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能化丁二烯类弹性体中任意一种或几种；
上述的润滑剂为环保型乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸脂、硬脂酸、硬脂酸酰胺、油酸酰胺按、芥酸酰胺中任意一种或几种；
上述的抗滴落剂为丙烯腈-苯乙烯共聚物包覆聚四氟乙烯；
上述的偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂。
本发明的优点和有益效果为：
1.本发明的绝缘导热环保阻燃ABS树脂，与传统十溴联苯醚/氧化锑阻燃体系制备的阻燃ABS树脂相比，铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚等有害物质含量极低，阻燃剂别高，可达UL94-V0级，降低了对人身和环境安全隐患，环境友好，符合欧盟RoHS环保指令；
2.本发明的绝缘导热环保阻燃ABS树脂，与传统的单一无机导热填料体系制备的导热ABS树脂相比，采用多种、不同粒径大小绝缘纳米导热填料进行填充改性，并使用不同偶联剂对其进行表面改性，提高了导热填料在基体树脂中分散状况，促进整个材料体系中导热网络的形成，提高了材料导热性能，降低了导热填料用量，进而降低了其对基体树脂物理性能的损伤，制备出高性能绝缘导热环保阻燃ABS树脂；
3.本发明的绝缘导热环保阻燃ABS树脂，在获得优异阻燃性能同时又兼具较高的热导率，提高了环保阻燃ABS树脂的散热性能，从而提高了产品使用寿命及运行过程中性能稳定性。
具体实施方式
下面给出实施例进一步说明本发明所述的一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂。有必要指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明，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做出一些非本质的改进和调整任然属于本发明的保护范围。
实施例1
表1实施例1各原料配比
将不同粒径大小的B、 C组分分别用偶联剂进行表面处理，然后置于高速混合机中，预混30分钟；再将A组分加入到处于高混状态的B、C组分中，高混7分钟；然后把高混物加入到同向平行双螺杆挤出机中，在温度160-210℃（一区160℃、二区170℃、三区180℃、四区195℃、五区200℃、六区205℃、七区210℃、八区205℃、九区200℃、机头195℃）下，经熔融挤出、造粒即可。
实施例2
表2实施例2各原料配比
所用步骤同实施例1
实施例3
表3实施例3各原料配比
所用步骤同实施例1
实施例4
表4实施例4各原料配比
为了考察本发明制备的绝缘导热环保阻燃ABS树脂的相关性能，本发明将实施例所得样品按照ASTM D256-2010测试悬臂梁缺口冲击强度，UL94-2006测试垂直燃烧级别，ASTM C177-2010测试热导率，ASTM D257-2007测试体积电阻率。所有测试结果见表5。
表5实施例1—4制备样品的相关性能
Claims (9)
1.一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂，其特征在于：按重量份计，由下列组分组成：
ABS树脂 100份
复合阻燃剂 15-25份
阻燃协效剂 6-8份
绝缘纳米导热填料 20-35份
碳化硅晶须 2-6份
增韧剂 5-8份
润滑剂 0.4-2份
抗氧剂 0.2-1份
抗滴落剂 0.2-1份
偶联剂 其用量为绝缘纳米导热填料与碳化硅晶须总用量的0.2-2%；
复合阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂、四溴双酚A中的任意几种；阻燃协效剂为环保型三氧化二锑。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂，其特征在于：环保型三氧化二锑的粒径尺寸为0.1-0.3μm。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂，其特征在于：所述绝缘纳米导热填料为氮化铝、六方氮化硼、氧化镁、氧化铝中的任意一种或几种，其粒径尺寸为40-100nm。
4.根据权利要求1所述的一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂，其特征在于：所述碳化硅晶须粒径尺寸为0.2-1μm，长径比为20-45。
5.根据权利要求1所述的一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂，其特征在于：所述增韧剂为ABS高胶粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯类增韧剂、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物或马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能化丁二烯类弹性体中任意一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂，其特征在于：所述润滑剂为环保型乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸脂、硬脂酸、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺中任意一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂，其特征在于：所述抗滴落剂为丙烯腈-苯乙烯共聚物包覆聚四氟乙烯。
8.根据权利要求1所述的一种绝缘导热环保阻燃ABS树脂，其特征在于：所述偶联剂
为环保型异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、双( 二辛氧基焦磷酸酯基) 乙撑钛酸酯、焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯、γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷、γ- 缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、γ-（3，2 环氧丙氧基）甲基三甲氧基硅烷、γ- 巯丙基三乙氧基硅烷、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或几种，其用量为绝缘纳米导热填料与碳化硅晶须总用量的0.2-2%。
9.根据权利要求1-8之一所述绝缘导热环保阻燃ABS树脂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
（1）. 绝缘纳米导热填料与碳化硅晶须预处理按重量份，称取绝缘纳米导热填料20-35 份，并用上述钛酸酯偶联剂对其进行表面处理；称取碳化硅晶须2-6 份，并用上述硅烷偶联剂对其进行表面处理；将经表面处理的绝缘纳米导热填料和碳化硅晶须，置于高速混合机中预混30-60 分钟；
（2）. 绝缘导热环保阻燃ABS 树脂的制备
向步骤（1）中加入100 份ABS 树脂、15-25 份复合阻燃剂、6-8 份阻燃协效剂、5-8 份增
韧剂、0.4-2 份润滑剂、0.2-1 份抗氧剂、0.2-1 份抗滴落剂，高速混合5-10 分钟，然后将混合物置于双螺杆挤出机挤出造粒，挤出造粒温度为160-210℃，获得绝缘导热环保阻燃ABS 树脂；
（3）. 经过上述挤出机造粒的绝缘导热环保阻燃ABS 树脂用注塑机注塑成型，注塑温度为
195-215℃。
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