一種阻燃abs組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種阻燃ABS組合物，特別涉及一種具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和阻燃性的 阻燃ABS組合物及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]ABS樹脂是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈組成的三元共聚物，具有苯乙烯的高流動(dòng)性、 丁二烯的韌性和丙烯腈的耐化學(xué)藥品腐蝕特性，具有優(yōu)良的加工性能、耐低溫性能、電絕緣 性能、高光澤和優(yōu)異的電鍍性能，同時(shí)具有耐蠕變性好、尺寸穩(wěn)定性高、成型收縮率小等優(yōu) 異特點(diǎn)，在家電、汽車、電子電器等領(lǐng)域的塑料制品應(yīng)用非常廣泛。
[0003]ABS應(yīng)用在需要具備阻燃性的環(huán)境時(shí)，因其氧指數(shù)只有18,無法達(dá)到阻燃的效果。 我們通過添加鹵素阻燃劑雖然可賦予ABS具有較好阻燃性，但是改性后在易造成熱穩(wěn)定性 不佳，經(jīng)過注塑機(jī)第二次加熱剪切后，容易造成塑料制品的外觀缺陷，現(xiàn)有技術(shù)較難解決。 [0004]阻燃ABS中常會(huì)添加氯化聚乙稀（Chlorinatedpolyethylene)和聚氯乙稀 (Polyvinylchloride)，使材料具有優(yōu)異的性能，但是其熱穩(wěn)定性較差，通常添加丁基錫聚 合物進(jìn)行改善，但是其容易分解產(chǎn)生二丁基錫(dibutyltin，簡(jiǎn)稱DBT)，此分解物為一種能 夠擾亂生物內(nèi)分泌作用的物質(zhì)。歐盟規(guī)定2012年1月1日起，向公眾供應(yīng)的混合物或物品中 不得使用錫含量超過0.1份的DBT化合物。因此，為找尋一種更為環(huán)保的熱穩(wěn)定體系，并符 合相關(guān)環(huán)境法規(guī)要求，以及不削弱阻燃苯乙烯系樹脂物理性能的熱穩(wěn)定劑成為業(yè)界亟需解 決的技術(shù)難題。
[0005]中國(guó)專利CN103183880通過添加二甲基馬來酸鹽聚合物和鎂鋁金屬鹽，能與鹵系 阻燃劑與銻氧化物發(fā)生協(xié)同作用，使苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物組成物具有較佳的熱穩(wěn) 定性及阻燃性，很好地改善了阻燃ABS材料制品的外觀缺陷。
[0006]日本公開特許昭51-50348號(hào)曾報(bào)道以脂肪酸的金屬皂鹽添加于阻燃聚苯乙烯系 樹脂，可提高阻燃ABS樹脂的熱穩(wěn)定性，但是會(huì)影響材料的抗張強(qiáng)度。
[0007]因此，在保持現(xiàn)有ABS材料具有優(yōu)良的阻燃性能和物理性能的前提下，仍需開發(fā)一 種具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和阻燃性，能夠解決材料成型外觀缺陷的組合物，并使得材料具有 極佳的綜合力學(xué)性能的產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的首要目的是提供一種具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和 阻燃性，且能解決材料外觀缺陷并保持較好的力學(xué)性能的阻燃ABS組合物。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供上述阻燃ABS組合物的制備方法。
[0010]本發(fā)明上述目的通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)： 一種阻燃ABS組合物，按重量份計(jì)，包括如下組分： a、ABS 40 份-83 份； b、 阻燃劑 11份-50份； C、加工助劑 0份-10份。
[0011] 其中，基于阻燃ABS組合物的總重量中錫元素的含量小于等于3000ppm和大于等于 lOppm;基于阻燃ABS組合物的總重量中硫元素與磷元素復(fù)配的總含量小于等于2100ppm和 大于等于10ppm〇
[0012] 當(dāng)基于阻燃ABS組合物的總重量中錫元素的含量大于3000ppm，熱穩(wěn)定改善效果不 明顯，并且會(huì)對(duì)材料的韌性產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0013]當(dāng)基于阻燃ABS組合物的總重量中硫元素與磷元素復(fù)配的總含量大于2100ppm，熱 穩(wěn)定效果提高不顯著，反而會(huì)增加材料成本。
[0014]其中，錫元素的含量的測(cè)試方法：取0.4g_0.6g待測(cè)樣品粒子置于圓底燒瓶，加 10ml濃H2S04和5mlH2〇2，置于480°C的電熱板進(jìn)行消解直至完全碳化，需要35min-45min;碳 化結(jié)束后進(jìn)行冷卻5min，然后加適量H2〇2，判斷是否完全碳化，未完全則繼續(xù)加H2〇2直至完 全碳化，然后在100ml容量瓶中進(jìn)行冷卻定容，過濾，離心取上清液，然后進(jìn)行電感耦合等離 子體發(fā)射光譜測(cè)試ICP; 硫元素的含量的測(cè)試方法為:取0.4g-0.6g待測(cè)樣品粒子置于氧彈罐的坩堝中，在罐中 放入20ml濃度為24mmol/L的Na2C03和NaHC03的吸收液，在其中加入2mlH2〇2,進(jìn)行氧彈燃燒 40min，然后將吸收液進(jìn)行過濾，然后用H20定容至50ml，并用離子色譜1C進(jìn)行測(cè)試； 磷元素的含量的測(cè)試方法為：取〇.4g-〇.6g待測(cè)樣品粒子置于圓底燒瓶，加10ml濃H2S〇4和5mlH2〇2,置于480°C的電熱板進(jìn)行消解直至完全碳化，需要35min-45min;碳化結(jié)束 后進(jìn)行冷卻5min，然后加適量H2〇2，判斷是否完全碳化，未完全則繼續(xù)加H2〇2直至完全碳化， 然后在100ml容量瓶中進(jìn)行冷卻定容，過濾，離心取上清液，然后進(jìn)行電感耦合等離子體發(fā) 射光譜測(cè)試ICP。
[0015] 優(yōu)選地，基于阻燃ABS組合物的總重量中錫元素的含量小于等于2000ppm和大于等 于30ppm〇
[0016]優(yōu)選地，基于阻燃ABS組合物的總重量中硫元素與磷元素復(fù)配的總含量小于等于 2000ppm和大于等于20ppm。
[0017] 優(yōu)選地，基于阻燃ABS組合物的總重量中硫元素與磷元素復(fù)配重量比為5:4-3:1。
[0018]其中，所述阻燃劑選自溴系阻燃劑、氯系阻燃劑、銻系阻燃劑中的一種或幾種； 所述溴系阻燃劑選自十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、溴化環(huán)氧樹脂、溴化聚苯乙烯、四溴 雙酸A及三(三溴苯基)三嗪中的一種或幾種； 所述氯系阻燃劑選自氯含量為30%_37%的采用鹽酸相懸浮法生產(chǎn)的氯化聚乙烯和/或 聚氯乙稀； 所述銻系阻燃劑選自三氧化二銻、五氧化二銻、銻酸鹽中的一種或幾種。
[0019]其中，所述加工助劑選自金屬皂鹽、受阻酚類抗氧劑、潤(rùn)滑劑中的一種或幾種。
[0020] 其中，所述金屬皂鹽選自硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅中的一種或幾 種。
[0021 ]所述受阻酚類抗氧劑選自烷基單酚類，烷基多酚類、硫代雙酚類中的一種或幾種。
[0022] 所述潤(rùn)滑劑選自硬脂酰胺類潤(rùn)滑劑EBSB50、EB-FF、EBSP400、WK1890中的一種或 幾種。
[0023]-種上述阻燃ABS組合物的制備方法，包括如下步驟： a) 將含硫化合物以及含磷化合物與硅油配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25ppm-2500ppm的硅油溶液； b) 將含錫化合物與硅油配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20ppm-3500ppm的硅油溶液； c) 將步驟a)和b)中得到的兩種硅油溶液與ABS、阻燃劑、加工助劑按照配比在高速攪拌 混料機(jī)混合均勻，得到預(yù)混料； d) 將上述預(yù)混料送入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出，過水冷卻，造粒得到阻燃ABS組合物。 [0024]其中，所述含硫化合物選自十二烷基硫醇、十二烷基硫酸鈉、過硫酸鉀、二甲基二 硫代氨基甲酸鈉，硫酸、硫酸鎂中的一種或幾種。
[0025]所述含磷化合物選自三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、雙（2,4-二枯基苯基)季 戊四醇二亞磷酸酯、雙(2，6_二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、二甲基苯膦酸酯、 磷酸三甲酯、有機(jī)亞磷酸酯、亞磷酸三苯酯中的一種或幾種。
[0026]所述含錫化合物選自硫醇甲基錫、順丁烯二酸甲基錫、月桂酸二甲基錫、氧化甲基 錫中一種或幾種； 所述順丁烯二酸甲基錫由化合物I和/或化合物II的一種或兩種混合物組成，其中，化 合物I的結(jié)構(gòu)式如式I:
化合物II的結(jié)構(gòu)式如式II:
所述化合物I和化合物Π中，R1和R2選自氫基、甲基、烷氧基、羧基、羰基、酯基中的一種 或幾種，優(yōu)選為甲基。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果： 本發(fā)明選用阻燃ABS組合物配方中錫元素的含量基于阻燃ABS組合物的總重量小于等 于3000ppm和大于等于lOppm，以及硫元素與磷元素復(fù)配的總量基于阻燃ABS組合物的總重 量小于等于2100ppm和大于等于lOppm，得到的阻燃ABS組合物具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能和阻 燃性能，且能解決材料外觀缺陷并保持較好的力學(xué)性能，特別適用于制件模具較為復(fù)雜，點(diǎn) 澆口剪切較為嚴(yán)重的場(chǎng)合。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方 式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受下述實(shí)施例的限制。
[0028]本發(fā)明的實(shí)施例及對(duì)比例采用如下原料，但不僅限于這些原料： ABS： 市售的數(shù)均分子量為3.0X103g/mol-3.5X103g/mol苯乙稀-丙稀腈-丁二稀共聚物； 阻燃劑： 溴系阻燃劑:選用以色列死海溴的產(chǎn)品； 氯系阻燃劑:選用以色列死海溴的產(chǎn)品； 銻系阻燃劑:選用常德辰州產(chǎn)品； 加工助劑： 金屬皂鹽:硬脂酸鎂:選自發(fā)基化學(xué)公司產(chǎn)品； 硬脂酸鈣:選自太湖新材料公司產(chǎn)品； 受阻酚類抗氧劑:選用汽巴公司產(chǎn)