專利名稱：一種無鹵低煙阻燃abs功能母粒及加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電器、電子、汽車等工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)技術(shù)發(fā)明，具體為一種無鹵低煙阻燃ABS功能母粒及加工工藝，應(yīng)用于家用電器、電子、建筑等領(lǐng)域，具有阻燃、抑煙、無鹵、無毒等功能特點(diǎn)，是一種新型環(huán)保型高分子功能材料。
背景技術(shù)：
ABS樹脂是一種具有良好力學(xué)性能、耐化學(xué)藥品性和加工流動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)的工程塑料，廣泛應(yīng)用于電器、通訊器材、汽車工業(yè)等領(lǐng)域，而且市場(chǎng)需求不斷增長。同時(shí)塑料母粒助劑可以簡(jiǎn)化工藝，提高混煉質(zhì)量，減少粉塵飛揚(yáng)。但ABS樹脂的氧指數(shù)僅為18.3-20.0(小于21)，屬于易燃材料，因此限制了它的應(yīng)用。因此，賦予ABS阻燃特性對(duì)進(jìn)一步拓展它的應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。由于阻燃ABS的許多主要性能如力學(xué)性能、熱變形溫度、熔體流動(dòng)速率和光穩(wěn)定性等都會(huì)因阻燃劑的加入受到嚴(yán)重影響。所以，盡管文獻(xiàn)報(bào)道的用于ABS的阻燃體系很多，但目前工業(yè)生產(chǎn)阻燃ABS的阻燃劑仍是溴系阻燃劑。
目前普遍采用多溴聯(lián)苯醚/三氧化二銻的復(fù)合阻燃體系，但因含鹵，在一些場(chǎng)合限制了其應(yīng)用。國內(nèi)也有采用氫氧化鎂/氫氧化鋁無鹵阻燃體系，但要達(dá)到阻燃性能，添加量大，對(duì)材料的物理性能和加工性能破壞較大。在增強(qiáng)ABS材料中，目前普遍采用玻纖增強(qiáng)，但阻燃性能往往達(dá)不到要求。
隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)的完善，無鹵、低鹵阻燃材料的研制與開發(fā)已成為阻燃領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。以氫氧化鋁和氫氧化鎂為主的無機(jī)復(fù)合阻燃體系是當(dāng)前最常用的無鹵阻燃體系之一，它以價(jià)格低廉，且具有填充、阻燃、抑煙等功能廣泛應(yīng)用于聚合物材料中，但較低的阻燃效率使它在賦予聚合物材料的阻燃特性時(shí)，嚴(yán)重?fù)p壞材料的力學(xué)性能和加工性能。克服這一缺點(diǎn)最常用的手段是添加阻燃增效劑和提高阻燃劑在聚合物中的分散效果。如添加紅磷增效，添加玻纖增強(qiáng)等。但這種手段使材料的使用面受到限制，如對(duì)材料的顏色要求時(shí)，使用紅磷將受到限制。
開發(fā)一種阻燃增強(qiáng)ABS料，它既有聚烯烴所具有的電氣性能、機(jī)械性能、耐氣候性能、燃燒時(shí)發(fā)煙量低的低煙性能，同時(shí)又具有良好的阻燃性能，則具有重要的意義。針對(duì)目前阻燃ABS現(xiàn)狀，大連圣邁化學(xué)有限公司于2003年開始開展了技術(shù)開發(fā)工作，建立了試驗(yàn)測(cè)試中心，并針對(duì)阻燃鎂鹽晶須的特點(diǎn)，即既有無機(jī)阻燃劑的特性，又有玻纖增強(qiáng)的特點(diǎn)，成功地開發(fā)了阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒及加工工藝，由選擇無機(jī)阻燃劑及無機(jī)晶須材料出發(fā)，經(jīng)過對(duì)無機(jī)粉體的表面處理，提高表面活性，及對(duì)配方的科學(xué)設(shè)計(jì)，確定適宜的加工工藝和方法，合成無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒，從而解決了該材料使用面受限的問題，并具有良好的阻燃性能。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒，基材選用ABS(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)粉及SAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物)粉，無機(jī)阻燃劑選用鎂鹽晶須和超細(xì)針狀硅灰石晶須之一或兩者按任意比例混配；按重量份數(shù)計(jì)，ABS粉與SAN粉100份，其中SAN粉10-40份；鎂鹽晶須或超細(xì)針狀硅灰石為20-80份，助劑2-8份。
所述ABS粉及SAN粉為市購產(chǎn)品。
所述無機(jī)阻燃劑還可以包括超細(xì)氫氧化鎂或超細(xì)氫氧化鋁之一或兩者按任意比例混配，其加入量為10-40份。
所述超細(xì)氫氧化鎂、超細(xì)氫氧化鋁、鎂鹽晶須、硅灰石晶須為市購產(chǎn)品，所述超細(xì)氫氧化鎂平均粒徑≤2μm；超細(xì)氫氧化鋁平均粒徑≤5μm；鎂鹽晶須為堿式硫酸鎂晶須，直徑≤1μm，長徑比為20-130；硅灰石晶須為天然針狀硅酸鈣，直徑≤5μm，長徑比為15-30。
所述助劑采用常規(guī)助劑，包括表面處理劑1-5份，著色劑1-3份、潤滑劑0.5-3份。
所述表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑或硬脂酸類偶聯(lián)劑。
所述硅烷偶聯(lián)劑包括硅烷172、或KH550偶聯(lián)劑，鈦酸酯類包括鈦酸酯或鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑，硬脂酸類包括硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣。
所述著色劑為炭黑、鈦白粉或群青等；潤滑劑為EBS(乙撐雙硬脂酸酰胺)。
所述的無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒加工工藝，將無機(jī)阻燃燒劑和助劑放入高速攪拌混合機(jī)內(nèi)攪拌均勻，溫度為100～120℃，其轉(zhuǎn)速為400-500rpm，混合30-40分鐘。再將ABS粉、SAN粉與無機(jī)阻燃劑在混合機(jī)內(nèi)混合均勻，混合完全后，使用雙螺桿擠出機(jī)，各區(qū)溫度180-200℃，一次加工完成，水冷后切粒，表面光滑平整。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明以ABS(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)、SAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物)為基料，加入無機(jī)阻燃劑及晶須增強(qiáng)材料為主組元，并添加適當(dāng)?shù)闹鷦?，?jīng)配比、混煉、塑化、造粒而制成。其技術(shù)特點(diǎn)是具有良好的機(jī)械性能，加工性能及優(yōu)越的阻燃性能。制成的產(chǎn)品具有高度的安全性和可靠性。適用于家用電器、電子元件等領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示本發(fā)明工藝流程示意圖，以聚乙烯共聚物及改性乙丙橡膠為基料，加入無鹵、無毒阻燃劑(納米氫氧化鎂或氫氧化鋁)及無機(jī)晶須增強(qiáng)材料為主組元，并添加適當(dāng)?shù)闹鷦?jīng)配比、混煉、塑化、造粒而制成。
實(shí)施例1步驟一配方設(shè)計(jì)AABS粉38克；BSAN粉62克；C硅烷偶聯(lián)劑1克；D鈦白粉1克、EBS 0.5克；E鎂鹽晶須70克，堿式硫酸鎂晶須，直徑為1μm，長徑比為80；F針狀硅灰石30克，天然針狀硅酸鈣加工而成，直徑為3，長徑比為10；將C、D、E、F放入高速攪拌混合機(jī)內(nèi)攪拌均勻，溫度為100℃，其轉(zhuǎn)速為500rpm，混合10分鐘，再將A、B加入后混合10分鐘出料。
步驟二加工將雙螺桿擠出機(jī)加熱段溫度控制在190℃，將步驟一混合好的料加入，一次加工完成，擠出水冷后切粒。
步驟三測(cè)試結(jié)果將料粒擠出壓片，按國家標(biāo)準(zhǔn)或IEC等標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法測(cè)試并達(dá)到下列相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)拉伸強(qiáng)度39MPa斷裂伸長率11％沖擊強(qiáng)度128J/m維卡軟化點(diǎn)93℃阻燃UL94V0實(shí)施例2步驟一配方設(shè)計(jì)AABS粉35克；BSAN粉65克；C硅烷偶聯(lián)劑2克；D鈦白粉2克、EBS 3克；E鎂鹽晶須50克，堿式硫酸鎂晶須，直徑為1μm，長徑比為100；F針狀硅灰石55克，天然針狀硅酸鈣，直徑為5μm，長徑比為10；將C、D、E、F放入高速攪拌混合機(jī)內(nèi)攪拌均勻，溫度為120℃，其轉(zhuǎn)速為400rpm，混合10分鐘，再將A、B加入后混合10分鐘出料。
步驟二加工將雙螺桿擠出機(jī)加熱段溫度控制在180℃，將步驟一混合好的料加入，一次加工完成，擠出水冷后切粒。
步驟三測(cè)試結(jié)果將料粒擠出壓片，按國家標(biāo)準(zhǔn)或IEC等標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法測(cè)試并達(dá)到下列相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)拉伸強(qiáng)度40MPa斷裂伸長率10％沖擊強(qiáng)度108J/m維卡軟化點(diǎn)92℃阻燃UL94V0實(shí)施例3步驟一配方設(shè)計(jì)AABS粉35克；BSAN粉65克；
C硅烷偶聯(lián)劑3克；D鈦白粉1克、EBS 2克；E鎂鹽晶須75克，堿式硫酸鎂晶須，直徑為1μm，長徑比為60；F針狀硅灰石30克，天然針狀硅酸鈣，直徑為4μm，長徑比為12；將C、D、E、F放入高速攪拌混合機(jī)內(nèi)攪拌均勻，溫度為110℃，其轉(zhuǎn)速為450rpm，混合10分鐘，再將A、B加入后混合10分鐘出料。
步驟二加工將雙螺桿擠出機(jī)加熱段溫度控制在200℃，將步驟一混合好的料加入，一次加工完成，擠出水冷后切粒。
步驟三測(cè)試結(jié)果將料粒擠出壓片，按國家標(biāo)準(zhǔn)或IEC等標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法測(cè)試并達(dá)到下列相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)拉伸強(qiáng)度42MPa斷裂伸長率6％沖擊強(qiáng)度120J/m維卡軟化點(diǎn)92℃阻燃UL94V0實(shí)施例4步驟一配方設(shè)計(jì)AABS粉35克；BSAN粉65克；C硅烷偶聯(lián)劑2克；D鈦白粉3克、EBS 1克；E鎂鹽晶須20克，堿式硫酸鎂晶須，直徑為1μm，長徑比為100；F氫氧化鎂30克，氫氧化鎂平均粒徑為1μm；G針狀硅灰石55克，天然針狀硅酸鈣，直徑為5μm，長徑比為10；將C、D、E、F、G放入高速攪拌混合機(jī)內(nèi)攪拌均勻，溫度為120℃，其轉(zhuǎn)速為400rpm，混合10分鐘，再將A、B加入后混合10分鐘出料。
步驟二加工將雙螺桿擠出機(jī)加熱段溫度控制在180℃，將步驟一混合好的料加入，一次加工完成，擠出水冷后切粒。
步驟三測(cè)試結(jié)果將料粒擠出壓片，按國家標(biāo)準(zhǔn)或IEC等標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法測(cè)試并達(dá)到下列相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)拉伸強(qiáng)度40MPa斷裂伸長率10％沖擊強(qiáng)度108J/m維卡軟化點(diǎn)92℃阻燃UL94V0
權(quán)利要求
1.一種無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒，其特征在于基材選用ABS粉及SAN粉，無機(jī)阻燃劑選用鎂鹽晶須和超細(xì)針狀硅灰石晶須之一或兩者按任意比例混配；按重量份數(shù)計(jì)，ABS粉與SAN粉100份，其中ABS粉10-40份；鎂鹽晶須或超細(xì)針狀硅灰石為20-80份，助劑2-8份。
2.按照權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒，其特征在于鎂鹽晶須為堿式硫酸鎂晶須，直徑≤1μm，長徑比為20-130；硅灰石晶須為天然針狀硅酸鈣，直徑≤5μm，長徑比為15-30。
3.按照權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒，其特征在于所述助劑包括表面處理劑1-5份，著色劑1-3份、潤滑劑0.5-3份。
4.按照權(quán)利要求3所述的無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒，其特征在于所述表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑或硬脂酸類偶聯(lián)劑。
5.按照權(quán)利要求3所述的無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒，其特征在于所述著色劑為炭黑、鈦白粉或群青；潤滑劑為乙撐雙硬脂酸酰胺。
6.按照權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒，其特征在于所述無機(jī)阻燃劑還包括超細(xì)氫氧化鎂或超細(xì)氫氧化鋁之一或兩者按任意比例混配，其加入量為10-40份；所述超細(xì)氫氧化鎂平均粒徑≤2μm；超細(xì)氫氧化鋁平均粒徑≤5μm。
7.按照權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒加工工藝，其特征在于將無機(jī)阻燃燒劑和助劑放入高速攪拌混合機(jī)內(nèi)攪拌均勻，溫度為100～120℃，其轉(zhuǎn)速為400-500rpm，混合30-40分鐘；再將ABS粉、SAN粉與無機(jī)阻燃劑在混合機(jī)內(nèi)混合均勻，混合完全后，使用雙螺桿擠出機(jī)，各區(qū)溫度180-200℃，一次加工完成，水冷后切粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無鹵低煙阻燃增強(qiáng)ABS功能母粒的配方設(shè)計(jì)及加工工藝方法?；倪x用ABS粉及SAN粉，無機(jī)阻燃劑選用鎂鹽晶須和超細(xì)針狀硅灰石晶須之一或兩者按任意比例混配；按重量份數(shù)計(jì)，ABS粉與SAN粉100份，其中ABS粉10－40份；鎂鹽晶須或超細(xì)針狀硅灰石為20－80份，助劑2－8份。將無機(jī)阻燃燒劑和助劑放入高速攪拌混合機(jī)內(nèi)攪拌均勻，溫度為100～120℃，其轉(zhuǎn)速為400－500rpm，混合30－40分鐘；再將ABS粉、SAN粉與無機(jī)阻燃劑在混合機(jī)內(nèi)混合均勻，混合完全后，使用雙螺桿擠出機(jī)，各區(qū)溫度180－200℃，一次加工完成，水冷后切粒。其技術(shù)特點(diǎn)是具有良好的機(jī)械性能，加工性能及優(yōu)越的阻燃性能，制成的產(chǎn)品具有高度的安全性和可靠性，適用于家用電器、電子元件等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B29B9/12GK1908062SQ20051004698
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者高緒國, 張濤, 叢衛(wèi)軍, 范正林, 陶寅松, 徐長安, 李旋, 王舫 申請(qǐng)人:大連圣邁化學(xué)有限公司