一种ABS组合物及其制备方法与流程

文档序号:36501432发布日期:2023-12-28 04:20阅读:48来源:国知局

本发明涉及阻燃,具体涉及一种具有阻燃性能的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)组合物及其制备方法。


背景技术:

1、由于综合性能优异及易加工、价格低廉,abs塑料在注塑制品、电子电器、汽车工业等领域得到广泛的应用。但由于abs为富含碳氢物质的聚合物,其极限氧指数(loi)18-19%,发生火灾时极易燃烧,并有熔体下滴现象发生,会使得火灾进一步扩大。而将具有低成本、环保性能良好的阻燃材料与abs等高分子材料进行复合,制成复合阻燃材料,前景比较广阔。但现有的一些阻燃材料存在合成成本比较高、石油路线来源的产品多、成分比较复杂(如一些复配型有机阻燃剂)、环境可持续性不太理想的问题;有些无机阻燃剂阻燃效果比较好,但是加入量比较大(30-50%),使加工工艺过程更为复杂,对材料的物理机械性能等影响比较大。

2、中国专利cn201611128268.9将可膨胀石墨、粉煤灰、聚醚多元醇、异氰酸酯复合,加入发泡剂和聚二甲基硅氧烷和/或硅油作为泡沫稳定剂,制备阻燃聚氨酯泡沫。但是,可膨胀石墨燃烧后形成的炭层往往不够致密,阻燃效果往往不太理想,导致应用场合受限。

3、中国专利cn110951140a公开了一种聚乙烯颗粒生产工艺,涉及聚乙烯加工生产领域,该专利是将干燥后的聚乙烯用电子束辐照交联并熔融;并称取以下原料:聚乙烯共混物、萜烯树脂、乙撑双硬脂酰胺、硼酸锌、聚乳酸、短切水镁石纤维、改性开口剂、相容剂、抗氧化剂;之后将物料混合得预混料,将预混料投入到双螺杆挤出机挤出造粒。其中的改性开口剂采用的是改性蒙脱土,是将蒙脱土原料球磨至细度为0.5-1μm,将磨粉的蒙脱土置于焙烧炉中,在260℃下焙烧20-25min,随炉空冷至85℃,并保温30-35min,再自然冷却至室温,之后将焙烧后的蒙脱土倒入至质量分数为0.35%的naclo溶液中,再在温度为34-38℃下按1:6质量比例混合浸泡2-3h,过滤后冲洗3-5min,并烘干至恒重,随后采用等离子体处理仪对蒙脱土进行低温等离子体处理,处理源为辉光放电、处理气体为氮气,处理室真空度为3-5pa,处理时间为20-25min,电压为220v,处理完毕后,即得改性蒙脱土。但是,该技术使用的原料复杂且成本高;此外,该生产工艺改性蒙脱土的作用为开口剂,改性蒙脱土的制备过程中,蒙脱土还需加入naclo溶液处理,操作方法复杂。

4、中国专利cn101397489a公开了一种由石蜡、高密度聚乙烯及膨胀性阻燃剂组成的阻燃定形相变材料的制备方法。该方法通过采用膨胀型阻燃剂和金属粉的协同作用,使定形相变材料具有一定的阻燃性。但是,这些阻燃体系添加的组分种类繁多、体系复杂、合成成本高、可控性比较差;尤其是阻燃剂中含有一定的有毒物质,在火灾高温环境下,容易导致人体中毒。

5、中国cn111471294a公开了一种有机高分子聚氨酯材料的制作工艺。该有机高分子聚氨酯材料的制作工艺通过:将聚醚多元醇60-80份和聚酯多元醇60-80份加入至真空反应釜中进行搅拌,同时对反应釜进行加热,加热温度为60-80℃,并进行酸值调节,搅拌均匀后,静置保温处理1-2h,得到混合物a;将改性蒙脱土20-40份、改性粉煤灰10-20份、改性玄武岩纤维10-20份、气相白炭黑10-20份、纳米氧化锌4-10份、氯化聚氯乙烯6-12份、石墨烯8-12份进行充分搅拌混合,得到混合物b;将混合物a、混合物b以及扩链剂2-4份、催化剂、交联剂1-3份一同加入反应釜中搅拌均匀,搅拌同时进行加热,加热温度为100-160℃,持续1-2h,得所需有机高分子聚氨酯材料。但是,该有机高分子聚氨酯材料的制备过程较为复杂,涉及多步化学反应步骤,反应控制要求高,所需原料种类较多且某些原料价格高,导致整体成本升高。

6、中国专利cn106700227a公开了一种聚丙烯纳米蒙脱土膨胀阻燃复合材料及其制备方法。该聚丙烯纳米蒙脱土膨胀阻燃复合材料包括:60~75份的聚丙烯树脂、1~3.5份的纳米蒙脱土、25~40份的膨胀阻燃剂、1~2份的阻燃协效剂,0~10份的相容剂及0.2~0.5份的抗氧剂混合加工制得。该技术主要是解决现有阻燃聚丙烯材料依赖卤/锑阻燃体系,燃烧产生的有毒烟雾对人体健康和污染环境有危害的问题。但是,该阻燃体系中,膨胀性阻燃剂的用量较大,存在成本偏高、阻燃效果相对不理想的问题。

7、目前,有毒的卤代阻燃剂将被禁止生产且生产成本较高,亟须替代品用于阻燃材料的生产。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种abs组合物及其制备方法,该abs组合物具有更加环保、更加有效的阻燃性能等特点,同时能够降低abs组合物的生产成本和燃烧环境下对人体的各种不利影响。

2、为达上述目的,本发明提供一种abs组合物,该abs组合物包括:改性蒙脱土10-25wt%、阻燃硅胶10-20wt%、木质素5-10wt%、聚磷酸铵和/或三聚氰胺磷酸盐5-12wt%、硬脂酸钙10-16wt%和abs粉料90-140wt%。

3、本发明的abs组合物,包括:改性蒙脱土10-20wt%、阻燃硅胶12-18wt%、木质素6-8wt%、聚磷酸铵和/或三聚氰胺磷酸盐8-10wt%、硬脂酸钙10-14wt%和abs粉料100-130wt%。

4、本发明的abs组合物,所述改性蒙脱土并不特别限制其来源及制备方法,所述改性蒙脱土为购买或经改性处理得到,优选地,所述改性蒙脱土为经过等离子体改性处理的蒙脱土,但本发明并不限制于此。

5、本发明的abs组合物,所述改性蒙脱土的制备方法包括但不限于为通过以下步骤制得:

6、将蒙脱土加入等离子体反应器,输入处理气体,利用等离子体反应器中的电子、自由基、离子、处于激发态的分子,对蒙脱土进行处理,得到改性蒙脱土。

7、所述处理气体包括但不限于为氧气、氮气、氩气、甲烷中的至少一种。

8、所述等离子体反应器的功率为30-100瓦,处理时间为10-50分钟,处理气体的流量为20-60ml/分钟。

9、蒙脱土在被气体处理后,蒙脱土的表面富含活性基团,能够提高蒙脱土表面性能和活性,使其能够和其它物质更好地发生反应,促进阻燃剂和高分子基体材料更好地结合,达到提高阻燃效果的目的,且整个处理过程不添加化学品,之后也无溶剂残留,过程简便易行。

10、所述蒙脱土为氢基蒙脱土、钙基蒙脱土、钠基蒙脱土、锂基蒙脱土中的至少一种。

11、本发明的abs组合物,还包括复配抗氧剂,所述复配抗氧剂的添加量为0.1-0.5wt%;所述复配抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂626、抗氧剂330中的至少一种。

12、本发明并不特别限制复配抗氧剂种类,所述复配抗氧剂包括但不限于为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂626、抗氧剂330和它们的复配型抗氧剂。

13、本发明还提供了一种abs组合物的制备方法,包括以下步骤:

14、步骤1:将改性蒙脱土、阻燃硅胶、木质素、聚磷酸铵和/或三聚氰胺磷酸盐、硬脂酸钙进行混合,得到基质混合物;

15、步骤2:将基质混合物与abs粉料加入挤出机中进行混合,挤出后得到abs复合材料;

16、步骤3:在等离子体反应器中将步骤2得到的abs复合材料进行处理,得到abs组合物。

17、本发明的abs组合物的制备方法,步骤3中,使用甲烷、乙烷、丙烷、丁烷中的至少一种对abs复合材料进行处理。乙烷能够改进abs复合材料的表面性能,从而进一步改进abs复合材料的阻燃效果。

18、本发明的abs组合物大量利用了改性蒙脱土、阻燃硅胶,具有明显的环保价值,能大幅降低阻燃abs的生产成本,制备过程绿色环保、简便易行。由于原料中不含卤素、原料更为绿色环保,有利于环境保护,也减少了燃烧环境下对人体的不利影响;同时,abs材料的耐热性等性能也得以提高,提高了阻燃效果。本发明的abs组合物通过添加改性蒙脱土、阻燃硅胶、木质素、聚磷酸铵和/或三聚氰胺磷酸盐、硬脂酸钙和abs粉料,并调配各组分的比例,得到的abs组合物具有更佳的阻燃性能。

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