本发明涉及一种高分子材料，特别是一种低成本的阻燃abs镭雕材料及其制备方法。
背景技术：
随着家用电器的使用越来越广泛，功率越来越高，对阻燃材料的性能要求也越来越高。对于阻燃材料材料的阻燃性能测试中，有一项是过750℃灼热丝不起火，常见的过750℃灼热丝不起火的材料有pc树脂或阻燃pc材料、阻燃pc/abs合金材料、阻燃pbt或pet材料、阻燃pa材料、阻燃pp材料等。pc树脂或阻燃pc材料以及阻燃pc/abs合金材料虽能通过测试，且具有优异的尺寸稳定性、高的光泽度、很好的韧性等，但其加工流动性较差、成本较高。阻燃pbt或pet材料、阻燃pp材料以及阻燃pa材料虽能通过测试，但其尺寸稳定性较差、韧性较差，而加填料或玻璃纤维的阻燃pbt或pet材料、阻燃pp材料以及阻燃pa材料的表面外观较差、韧性较差、表面光泽度低。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(简称abs)具有很好的韧性、良好的耐化学药品性、高的光泽度、优异的尺寸稳定性、良好的加工流动性、优异的着色性、优异的电镀性等，但要生产阻燃的abs材料，一般需要加入三氧化二锑，生产成本较高。
技术实现要素：
针对上述提到的现有技术中的能通过750℃灼热丝测试的abs阻燃材料生产成本高问题，本发明提供一种低成本的阻燃abs镭雕材料，在不影响abs镭雕材料的良好的加工流动性、优异的着色性和韧性的前提下，减少三氧化二锑用量，降低成本。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：提供一种低成本的阻燃abs镭雕材料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
其中，所述复配阻燃协效剂包括三氧化二锑和锡酸亚硅。
本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述复配阻燃协效剂中三氧化二锑和锡酸亚硅的重量百分比为1:9～1:1。
所述复配abs树脂的原料包括中韧性abs树脂和高韧性abs树脂，所述中韧性abs树脂的熔融指数为20～50g/10min，所述高韧性abs树脂的熔融指数为5～15g/10min，所述两种原料按照重量比例3:7～7:3的配比进行复配。
所述复配增韧剂由abs高胶粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物和氯化聚乙烯按重量百分比1:3:5～4:5:8复配。
所述的环保溴系阻燃剂为四溴双酚a、溴代三嗪或十溴二苯乙烷中一种。
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)与三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)按重量百分比为1:2复配。
所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸酯、特殊改性乙撑双硬脂酸酯和季戊四醇硬脂酸酯中一种或两种。
所述分散剂为白矿油、硅油或聚乙烯蜡粉中的一种或两种组成，所述镭雕粉为白雕黑镭雕粉或黑雕白镭雕粉中一种。
所述填料为滑石粉、硫酸钡中的一种。
一种上述的abs镭雕材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)先将称好的复配丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、分散剂加到高速混合机中，混合1～2min；
(2)再将称好的复配增韧剂、镭雕粉、抗氧剂、润滑剂加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min；
(3)然后将称好的环保溴系阻燃剂、复配阻燃协效剂、填料0～10％加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min；
(4)最后将混合均匀的物料加到双螺杆挤出机中，所述的双螺杆挤出机的加工温度为170～200℃，螺杆转速为350～450rpm/min，喂料螺杆转速12～20rpm/min，经双螺杆挤出机熔融挤出后继续水冷、风干、切粒。
本发明的有益效果是：本发明的一种低成本的阻燃abs镭雕材料具有很好的韧性、良好的耐化学药品性、高的光泽度、优异的尺寸稳定性、良好的加工流动性、优异的着色性、优异的电镀性，而且加入了环保溴系阻燃剂和复配阻燃协效剂，使镭雕材料具有良好的阻燃；复配阻燃协效剂由三氧化二锑和锡酸亚硅配制而成，既不影响材料的拉伸强度、弯曲强度，还可以提升材料的断裂伸长率及抗冲击强度，并且用锡酸亚硅部分替代三氧化二锑能够有效降低生产成本。
下面将结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
具体实施方式
本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
实施例中，采用的复配丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂材料为宁波甬兴，hi-121h，熔融指数23g/10mi；台湾奇美，pa-747s，熔融指数7.5g/10min。分散剂为德国瓦克，ak-1000，粘度(25℃,cs)1000±50‰。复配增韧剂为韩国锦湖，hr-181，丁二烯含量在60％左右；泰国石化，sv1055；潍坊亚星，cpe-2135，氯含量35±1％，熔融指数40g/10min。环保溴系阻燃剂为山东天一，z-58，溴含量58％，熔点180℃；山东旭锐，sr-103，溴含量67％，熔点230℃；寿光卫东，rdt-3，溴含量82％，熔点345℃。复配阻燃协效剂为湖南闪星，三氧化二锑，有效物质含量99.5％；东莞创之源，fr7000n，白度98％。填料为鑫阳，ab-03n，粒径3000目；广州铧骏，滑石粉，粒径3000目。镭雕粉为佛山和琦润，hz-889a，黑雕白；佛山和琦润，hz-890，白雕黑。润滑剂为可赛成功，ebs，熔点140℃左右。
结合具体对比例1～3和实施例1～7对本发明的一种过750℃灼热丝不起火的阻燃abs镭雕材料的制备方法进一步说明：
表1：原料及助剂按重量百分比计
表2：原料及助剂按重量百分比计：
对比例1，其制备方法包括如下步骤：
先按表1将称好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(hi-121h)、分散剂(ak-1000)加到高速混合机中，混合1～2min，再将称好的abs高胶粉(hr-181)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(sv1055)、抗氧剂(1010/168＝1:2)和润滑剂(ebs)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，然后将称好的氯化聚乙烯(cpe-2135)、十溴二苯乙烷(rdt-3)、三氧化二锑、锡酸亚硅(fr7000n)和硫酸钡(ab-03n)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，最后将混合均匀的物料加到双螺杆挤出机料斗中熔融挤出，双螺杆挤出机各段温度为：1区温度80℃、2区温度190℃、3区温度185℃、4区温度175℃、5区温度170℃、6区温度180℃、7区温度170℃、8区温度180℃、9区温度185℃、模头温度195℃。双螺杆挤出机转速400rpm/min，喂料螺杆转速15rpm/min。对比例1所生产的产品记作a1。
对比例2，其制备方法包括如下步骤：
先按表1将称好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(hi-121h)、分散剂(ak-1000)加到高速混合机中，混合1～2min，再将称好的abs高胶粉(hr-181)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(sv1055)、抗氧剂(1010/168＝1:2)和润滑剂(ebs)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，然后将称好的氯化聚乙烯(cpe-2135)、溴代三嗪(sr-103)、三氧化二锑、锡酸亚硅(fr7000n)和硫酸钡(ab-03n)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，最后将混合均匀的物料加到双螺杆挤出机料斗中熔融挤出，双螺杆挤出机各段温度为：1区温度80℃、2区温度190℃、3区温度185℃、4区温度175℃、5区温度170℃、6区温度180℃、7区温度170℃、8区温度180℃、9区温度185℃、模头温度195℃。双螺杆挤出机转速400rpm/min，喂料螺杆转速15rpm/min。对比例2所生产的产品记作a2。
对比例3，其制备方法包括如下步骤：
先按表1将称好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(hi-121h)、分散剂(ak-1000)加到高速混合机中，混合1～2min，再将称好的abs高胶粉(hr-181)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(sv1055)、抗氧剂(1010/168＝1:2)和润滑剂(ebs)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，然后将称好的氯化聚乙烯(cpe-2135)、四溴双酚a(z-58)、三氧化二锑、锡酸亚硅(fr7000n)和硫酸钡(ab-03n)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，最后将混合均匀的物料加到双螺杆挤出机料斗中熔融挤出，双螺杆挤出机各段温度为：1区温度80℃、2区温度190℃、3区温度185℃、4区温度175℃、5区温度170℃、6区温度180℃、7区温度170℃、8区温度180℃、9区温度185℃、模头温度195℃。双螺杆挤出机转速400rpm/min，喂料螺杆转速15rpm/min。对比例3所生产的产品记作a3。
实施例1～2，其制备方法包括如下步骤：
先按表2将称好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(hi-121h)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(pa-747s)、分散剂(ak-1000)加到高速混合机中，混合1～2min，再将称好的abs高胶粉(hr-181)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(sv1055)、抗氧剂(1010/168＝1:2)和润滑剂(ebs)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，然后将称好的氯化聚乙烯(cpe-2135)、四溴双酚a(z-58)、三氧化二锑、锡酸亚硅(fr7000n)和滑石粉(铧骏，改性3000目)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，最后将混合均匀的物料加到双螺杆挤出机料斗中熔融挤出，双螺杆挤出机各段温度为：1区温度80℃、2区温度190℃、3区温度185℃、4区温度175℃、5区温度170℃、6区温度180℃、7区温度170℃、8区温度180℃、9区温度185℃、模头温度195℃。双螺杆挤出机转速400rpm/min，喂料螺杆转速15rpm/min。实施例1、2所生产的产品分别记作b1、b2。
实施例3，其制备方法包括如下步骤：
先按表2将称好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(hi-121h)、分散剂(ak-1000)加到高速混合机中，混合1～2min，再将称好的abs高胶粉(hr-181)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(sv1055)、抗氧剂(1010/168＝1:2)和润滑剂(ebs)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，然后将称好的氯化聚乙烯(cpe-2135)、四溴双酚a(z-58)、锡酸亚硅(fr7000n)和滑石粉(铧骏，改性3000目)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，最后将混合均匀的物料加到双螺杆挤出机料斗中熔融挤出，双螺杆挤出机各段温度为：1区温度80℃、2区温度190℃、3区温度185℃、4区温度175℃、5区温度170℃、6区温度180℃、7区温度170℃、8区温度180℃、9区温度185℃、模头温度195℃。双螺杆挤出机转速400rpm/min，喂料螺杆转速15rpm/min。实施例3所生产的产品记作b3。
实施4～5，其制备方法包括如下步骤：
先按表2将称好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(hi-121h)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(pa-747s)、分散剂(ak-1000)加到高速混合机中，混合1～2min，再将称好的abs高胶粉(hr-181)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(sv1055)、抗氧剂(1010/168＝1:2)和润滑剂(ebs)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，然后将称好的氯化聚乙烯(cpe-2135)、溴代三嗪(sr-103)、三氧化二锑、锡酸亚硅(fr7000n)和滑石粉(铧骏，改性3000目)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，最后将混合均匀的物料加到双螺杆挤出机料斗中熔融挤出，双螺杆挤出机各段温度为：1区温度80℃、2区温度190℃、3区温度185℃、4区温度175℃、5区温度170℃、6区温度180℃、7区温度170℃、8区温度180℃、9区温度185℃、模头温度195℃。双螺杆挤出机转速400rpm/min，喂料螺杆转速15rpm/min。实施例4、5所生产的产品分别记作b4、b5。
实施例6，其制备方法包括如下步骤：
先按表2将称好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(hi-121h)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(pa-747s)、分散剂(ak-1000)加到高速混合机中，混合1～2min，再将称好的abs高胶粉(hr-181)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(sv1055)、镭雕粉(hz-889a)、抗氧剂(1010/168＝1:2)和润滑剂(ebs)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，然后将称好的氯化聚乙烯(cpe-2135)、四溴双酚a(z-58)、三氧化二锑、锡酸亚硅(fr7000n)和滑石粉(铧骏，改性3000目)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，最后将混合均匀的物料加到双螺杆挤出机料斗中熔融挤出，双螺杆挤出机各段温度为：1区温度80℃、2区温度190℃、3区温度185℃、4区温度175℃、5区温度170℃、6区温度180℃、7区温度170℃、8区温度180℃、9区温度185℃、模头温度195℃。双螺杆挤出机转速400rpm/min，喂料螺杆转速15rpm/min。实施例6所生产的产品记作b6。
实施例7，其制备方法包括如下步骤：
先按表2将称好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(hi-121h)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(pa-747s)、分散剂(ak-1000)加到高速混合机中，混合1～2min，再将称好的abs高胶粉(hr-181)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(sv1055)、镭雕粉(hz-890)、抗氧剂(1010/168＝1:2)和润滑剂(ebs)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，然后将称好的氯化聚乙烯(cpe-2135)、四溴双酚a(z-58)、三氧化二锑、锡酸亚硅(fr7000n)和滑石粉(铧骏，改性3000目)加到上述混合均匀的物料中，混合1～2min，最后将混合均匀的物料加到双螺杆挤出机料斗中熔融挤出，双螺杆挤出机各段温度为：1区温度80℃、2区温度190℃、3区温度185℃、4区温度175℃、5区温度170℃、6区温度180℃、7区温度170℃、8区温度180℃、9区温度185℃、模头温度195℃。双螺杆挤出机转速400rpm/min，喂料螺杆转速15rpm/min。实施例7所生产的产品记作b7。
将对比例1～3和实施例1～7所生产的产品进行性能测试，测试结果如表3、4、5所示：
表3：产品a1～a3的性能测试结果
表4：产品b1～b3的性能测试结果：
表5：产品b4～b7的性能测试结果：
从表3中可以看出：产品a1与产品a2、a3相比，十溴二苯乙烷在阻燃abs材料中的灼热丝阻燃性能比溴代三嗪、四溴双酚a的好；产品a2与产品a1、a3相比，溴代三嗪在阻燃abs材料中的缺口冲击强度比十溴二苯乙烷、四溴双酚a的高；产品a3与产品a1、a2相比，四溴双酚a在阻燃abs材料中的加工流动性比十溴二苯乙烷、溴代三嗪的好，四溴双酚a在阻燃abs材料中的成本比十溴二苯乙烷、溴代三嗪的低。
从表3、4中可以看出：产品a3与产品b1、b2、b3相比，随着锡酸亚硅与三氧化二锑之间的比例增大，阻燃abs材料的灼热丝阻燃性能提高，当锡酸亚硅与三氧化二锑之间的比例为6:1时，阻燃abs材料通过750℃灼热丝30秒全程不起火测试，并且阻燃达到1.6/2.5mmv0，缺口冲击强度达到19.9kj/m2，熔融指数达到59.8g/10min，再随着锡酸亚硅与三氧化二锑之间的比例增大，阻燃abs材料虽能通过750℃灼热丝30秒全程不起火测试，具有优异的加工流动性、较高的缺口冲击强度，但阻燃abs材料的阻燃性能变差，只能达到2.5mmv0。
从表5中可以看出：产品b5与产品b4相比，随着锡酸亚硅与三氧化二锑之间的比例增大，阻燃abs材料的灼热丝阻燃性能提高，可通过750℃灼热丝30秒全程不起火测试，但阻燃abs材料的阻燃性能只能达到2.5mmv0；产品b1、b2与产品b4、b5相比，四溴双酚a在阻燃abs材料中灼热丝阻燃性能、阻燃性能和加工流动性比溴代三嗪的好；产品b6、b7与产品b1、b2相比，加镭雕粉的阻燃abs材料的镭雕性能比没加镭雕粉的好很多，可满足对镭雕要求高的阻燃产品的需求。
本发明优选中等韧性abs树脂与高韧性abs树脂复配作为abs基材，四溴双酚a作为阻燃剂，锡酸亚硅与三氧化二锑之间的比例为6:1～9:1，abs高胶粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物和氯化聚乙烯复配作为增韧剂，abs专用镭雕助剂，再加其它助剂，所制备的灼热丝阻燃abs镭雕材料通过750℃灼热丝30秒全程不起火测试，具有高的缺口冲击强度、优异的镭雕性、良好的阻燃性、优异的加工流动性、优异的尺寸稳定性、高的光泽度、优异的着色性、较低的成本等，并且加工工艺简单，可用于无人照看电器、表面镭雕刻字或图形产品、薄壁或复杂或大型产品等领域。
本发明的一种低成本的阻燃abs镭雕材料具有很好的韧性、良好的耐化学药品性、高的光泽度、优异的尺寸稳定性、良好的加工流动性、优异的着色性、优异的电镀性，而且加入了环保溴系阻燃剂和复配阻燃协效剂，使镭雕材料具有良好的阻燃；复配阻燃协效剂由三氧化二锑和锡酸亚硅配制而成，既不影响材料的拉伸强度、弯曲强度，还可以提升材料的断裂伸长率及抗冲击强度，并且用锡酸亚硅部分替代三氧化二锑能够有效降低生产成本。