一种无卤阻燃ABS树脂及其制备方法.pdf

本发明涉及一种无卤阻燃ABS树脂及其制备方法，该无卤阻燃ABS树脂包括如下重量份的原料：ABS树脂50～84％、含磷阻燃剂10～30％，过渡金属化合物1～15％，加工助剂1～5％；其制备包括：将上述重量份的原料充分混合后，送入双螺杆挤出机中，将双螺杆挤出机的料筒温度控制在180～240℃之间，双螺杆挤出机的长径比至少为30～40，经混炼、挤出、拉条、冷却、切粒，获得成品。本发明将膦酸酯阻燃剂与过渡金属化合物进行复配，实现ABS树脂的无卤素高效阻燃，采用熔融挤出工艺生产，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点，得到的产品阻燃性能好，力学性能优，不含卤素对环境友好，且生产成本低廉。

1.  一种无卤阻燃ABS树脂，包括如下重量份的原料：ABS树脂50～84％、含磷阻燃剂10～30％，过渡金属化合物1～15％，加工助剂1～5％。

2.  根据权利要求1所述的一种无卤阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的ABS树脂为丙烯腈、1，3-丁二烯和苯乙烯三种单体的接枝共聚物，任何一种ABS树脂都适用于本发明；含磷阻燃剂选自甲基膦酸螺环季戊四醇酯DMD P，蜜胺焦磷酸盐MPP，聚磷酸铵APP中的一种或几种的混合物；过渡金属化合物选自三聚氰胺钨酸盐MW，三聚氰胺磷钨酸盐MPW、三聚氰胺硅钨酸盐MSW、三聚氰胺钼酸盐MM中的一种或几种的混合物；加工助剂选自润滑剂、偶联剂、抑烟剂、增韧剂中的一种或几种的混合物。

3.  根据权利要求1和2所述的一种无卤阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的无卤阻燃ABS树脂，包括如下重量份的原料：ABS树脂55～60％、含磷阻燃剂20～25％，过渡金属化合物10～15％，加工助剂5％。

4.  根据权利要求1和2所述的一种无卤阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的无卤阻燃ABS树脂，包括如下重量份的原料：ABS树脂60～75％、含磷阻燃剂10～25％，过渡金属化合物5～15％，加工助剂5％。

5.  根据权利要求1和2所述的一种无卤阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的无卤阻燃ABS树脂，包括如下重量份的原料：ABS树脂65～84％、含磷阻燃剂10～30％，过渡金属化合物5～15％，加工助剂5％。

6.  根据权利要求1和2所述的一种无卤阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的无卤阻燃ABS树脂，包括如下重量份的原料：ABS树脂70％，含磷阻燃剂15％，过渡金属化合物5％，加工助剂5％。

7.  根据权利要求2所述的一种无卤阻燃ABS树脂，其特征在于：所述的润滑剂为蒙脱土、水滑石、硅酮粉或滑石粉；偶联剂为硅烷偶联剂；抑烟剂为聚四氟乙烯PTFE，增韧剂为高胶粉。

8.  一种无卤阻燃ABS树脂的制备方法，包括：
按重量份50～84％ABS树脂、10～30％含磷阻燃剂，1～15％过渡金属化合物及1～5％加工助剂充分混合后，送入双螺杆挤出机中，将双螺杆挤出机的料筒温度控制在180～240℃之间，双螺杆挤出机的长径比至少为30～40，经混炼、挤出、拉条、冷却、切粒，获得成品。

9.  根据权利要求8所述的一种无卤阻燃ABS树脂的制备方法，其特征在于：所述的ABS树脂为丙烯腈、1，3-丁二烯和苯乙烯三种单体的接枝共聚物，任何一种ABS树脂都适用于本发明；含磷阻燃剂选自甲基膦酸螺环季戊四醇酯DMDP，蜜胺焦磷酸盐MPP，聚磷酸铵APP等中的一种或几种的混合物；过渡金属化合物选自三聚氰胺钨酸盐MW，三聚氰胺磷钨酸盐MPW、三聚氰胺硅钨酸盐MSW、三聚氰胺钼酸盐MM中的一种或几种的混合物；加工助剂选自润滑剂、偶联剂、抑烟剂、增韧剂中的一种或几种的混合物。

10.  根据权利要求9所述的一种无卤阻燃ABS树脂的制备方法，其特征在于：所述的润滑剂为蒙脱土、水滑石、硅酮粉或滑石粉；偶联剂为硅烷偶联剂；抑烟剂为聚四氟乙烯PTFE，增韧剂为高胶粉。

一种无卤阻燃ABS树脂及其制备方法
技术领域
本发明属阻燃ABS树脂及其改性制备领域，特别是涉及一种无卤阻燃ABS树脂及其制备方法。
背景技术
ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元共聚物，具有优良的冲击性，高刚性，耐油性，耐低温性，耐化学腐蚀性和电气性能，在工业零配件、电器、电子、轻工家电、纺织、建筑等领域有广泛的用途，已成为现今产量最高、应用最广的热塑性工程塑料。但ABS树脂本身的阻燃性差，极限氧指数(LOI)只有19％左右，容易引起燃烧而导致火灾，并且，随着社会发展和社会安全意识的提高，国内外对在汽车、建筑、家用电器、办公用品等方面使用的塑料材料提出了严格的防火阻燃和环保要求，因此研究开发ABS阻燃技术对于ABS树脂的应用发展非常重要。
当前，对ABS阻燃而言，卤素阻燃剂仍占据主导地位，此类阻燃剂存在发烟量大，易形成有毒气体如多溴代二噁烷和多溴代二苯并呋喃。欧盟颁布的RoHS和WEEE指令已经禁止在欧盟国家销售的一些电子电气设备含有有害物质，因此研究开发符合国际阻燃标准和环保要求的阻燃ABS已迫在眉睫(塑料工业，2006年，第34卷增刊)。
有机磷系阻燃剂具有阻燃和增塑双重作用，可使阻燃剂实现无卤化，改善塑料成型的流动性能，产生的毒性气体和腐蚀性气体比卤素阻燃剂少，不同的磷酸酯在固相和气相之间存在协同的阻燃作用，因此磷系阻燃剂尤其是磷酸酯阻燃剂的在塑料阻燃改性中的应用越来越广泛。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无卤阻燃ABS树脂及其制备方法，以新型膦酸酯阻燃剂为基础，通过与过渡金属化合物复配后，实现ABS树脂的无卤素高效阻燃，采用熔融挤出工艺生产，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点，得到的产品阻燃性能好，力学性能优，不含卤素对环境友好，且生产成本低廉。
本发明的一种无卤阻燃ABS树脂，包括如下重量份的原料：ABS树脂50～84％、含磷阻燃剂10～30％，过渡金属化合物1～15％，加工助剂1～5％。
所述的无卤阻燃ABS树脂，包括如下重量份的原料：ABS树脂55～60％、含磷阻燃剂20～25％，过渡金属化合物10～15％，加工助剂5％；
所述的无卤阻燃ABS树脂，包括如下重量份的原料：ABS树脂60～75％、含磷阻燃剂10～25％，过渡金属化合物5～15％，加工助剂5％；
所述的无卤阻燃ABS树脂，包括如下重量份的原料：ABS树脂65～84％、含磷阻燃剂10～30％，过渡金属化合物5～15％，加工助剂5％；
所述的ABS树脂为丙烯腈、1，3-丁二烯和苯乙烯三种单体的接枝共聚物，任何一种ABS树脂都适用于本发明；
所述的含磷阻燃剂选自甲基膦酸螺环季戊四醇酯DMDP，蜜胺焦磷酸盐MPP，聚磷酸铵APP等中的一种或几种的混合物；
所述的过渡金属化合物为三聚氰胺过渡金属盐；
优选的过渡金属化合物选自三聚氰胺钨酸盐MW，三聚氰胺磷钨酸盐MPW、三聚氰胺硅钨酸盐MSW、三聚氰胺钼酸盐MM中的一种或几种的混合物；
所述的加工助剂选自润滑剂、偶联剂、抑烟剂、增韧剂中的一种或几种的混合物；
所述的润滑剂为蒙脱土、水滑石、硅酮粉或滑石粉；偶联剂为硅烷偶联剂；抑烟剂为聚四氟乙烯PTFE，增韧剂为高胶粉。
本发明的一种无卤阻燃ABS树脂的制备方法，包括：
按重量份50～84％ABS树脂、10～30％含磷阻燃剂，1～15％过渡金属化合物及1～5％加工助剂充分混合后，于双螺杆挤出机中，将双螺杆挤出机的料筒温度控制在180～240℃之间，双螺杆挤出机的长径比至少为30～40，经混炼、挤出、拉条、冷却、切粒，获得成品。
所述的ABS树脂为丙烯腈、1，3-丁二烯和苯乙烯三种单体的接枝共聚物，任何一种ABS树脂都适用于本发明；
所述的含磷阻燃剂选自甲基膦酸螺环季戊四醇酯DMDP，蜜胺焦磷酸盐MPP，聚磷酸铵APP等中的一种或几种的混合物；
所述的过渡金属化合物为三聚氰胺过渡金属盐；
优选的过渡金属化合物选自三聚氰胺钨酸盐MW，三聚氰胺磷钨酸盐MPW、三聚氰胺硅钨酸盐MSW、三聚氰胺钼酸盐MM中的一种或几种的混合物；
所述的加工助剂选自润滑剂、偶联剂、抑烟剂、增韧剂中的一种或几种的混合物；
所述的润滑剂为蒙脱土、水滑石、硅酮粉或滑石粉；偶联剂为硅烷偶联剂；抑烟剂为聚四氟乙烯PTFE，增韧剂为高胶粉。
本发明利用一种新型的阻燃剂甲基膦酸螺环季戊四醇酯(CN200610027825)和过渡金属化合物提高ABS树脂的阻燃性，这种新型的阻燃剂具有优异的耐热性、耐湿性和很低毒性，同时过渡金属具有优良的加氢脱氢特性，可以促进聚合物燃烧时脱水炭化，在表面形成炭膜，提高阻燃性。
有益效果
本发明以新型膦酸酯阻燃剂为基础，通过与过渡金属化合物复配后，实现ABS树脂的无卤素高效阻燃，采用熔融挤出工艺生产，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点，得到的产品阻燃性能好，力学性能优，不含卤素对环境友好，且生产成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将ABS树脂及各种添加成分，按照下述组成配方进行共混，将混合物送入双螺杆挤出机中，将双螺杆挤出机的料筒温度控制在180～240℃之间，双螺杆挤出机的长径比至少为30～40，经混炼、挤出、拉条、冷却、切粒，即得成品，并按照国家标准测试其机械性能和阻燃性能，配方及其性能测试如下表所示：
表1：实施例1中的阻燃ABS树脂配方及性能数据

注：ABS树脂由宁波乐金甬兴化工有限公司生产，牌号HI-121H；
    MPW：上海美莱珀化工材料科技有限公司
实施例2
将ABS树脂及各种添加成分，按照下述组成配方进行共混，将混合物加入双螺杆挤出机，混合挤出并切粒(造粒工艺与实施例1相同)，并按照国家标准测试其机械性能和阻燃性能，配方及其性能测试如下表所示：
表2：实施例2中的阻燃ABS树脂配方及性能数据

注：ABS由宁波乐金甬兴化工有限公司生产，牌号HI-121H；
MSW：上海美莱珀化工材料科技有限公司
实施例3
将ABS树脂及各种添加成分，按照下述组成配方进行共混，将混合物加入双螺杆挤出机，混合挤出并切粒(造粒工艺与实施例1相同)，并按照国家标准测试其机械性能和阻燃性能，配方及其性能测试如下表所示：
表3：实施例3中的阻燃ABS树脂配方及性能数据

注：ABS由宁波乐金甬兴化工有限公司生产，牌号HI-121H；
MPW：上海美莱珀化工材料科技有限公司
实施例4
将ABS树脂及各种添加成分，按照下述组成配方进行共混，将混合物加入双螺杆挤出机，混合挤出并切粒(造粒工艺与实施例1相同)，并按照国家标准测试其机械性能和阻燃性能，配方及其性能测试如下表所示：
表4：实施例4中的阻燃ABS树脂配方及性能数据

注：ABS由宁波乐金甬兴化工有限公司生产，牌号HI-121H；
MW：上海美莱珀化工材料科技有限公司
实施例5
将ABS树脂及各种添加成分，按照下述组成配方进行共混，将混合物加入双螺杆挤出机，混合挤出并切粒(造粒工艺与实施例1相同)，并按照国家标准测试其机械性能和阻燃性能，配方及其性能测试如下表所示：
表5：实施例5中的阻燃ABS树脂配方及性能数据

注：ABS由宁波乐金甬兴化工有限公司生产，牌号HI-121H；
MSW：上海美莱珀化工材料科技有限公司
实施例6
将ABS树脂及各种添加成分，按照下述组成配方进行共混，将混合物加入双螺杆挤出机，混合挤出并切粒(造粒工艺与实施例1相同)，并按照国家标准测试其机械性能和阻燃性能，配方及其性能测试如下表所示：
表6：实施例6中的阻燃ABS树脂配方及性能数据

注：ABS由宁波乐金甬兴化工有限公司生产，牌号HI-121H；
MPW：上海美莱珀化工材料科技有限公司
实施例7
将ABS树脂及各种添加成分，按照下述组成配方进行共混，将混合物加入双螺杆挤出机，混合挤出并切粒(造粒工艺与实施例1相同)，并按照国家标准测试其机械性能和阻燃性能，配方及其性能测试如下表所示：
表7：实施例7中的阻燃ABS树脂配方及性能数据

压：ABS由宁波乐金甬兴化工有限公司生产，牌号HI-121H；
MSW：上海美莱珀化工材料科技有限公司
实施例8
将ABS树脂及各种添加成分，按照下述组成配方进行共混，将混合物加入双螺杆挤出机，混合挤出并切粒(造粒工艺与实施例1相同)，并按照国家标准测试其机械性能和阻燃性能，配方及其性能测试如下表所示：
表8：实施例8中的阻燃ABS树脂配方及性能数据

注：ABS由宁波乐金甬兴化工有限公司生产，牌号HI-121H；
MM：上海美莱珀化工材料科技有限公司