阻燃abs材料及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 阻燃abs材料及其制备方法和应用 (Flame-retardant ABS material and preparation method and application thereof ) 是由 吕福成 李荣群 魏子芳 黄骎 于 2020-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种阻燃ABS材料及其制备方法和应用,该阻燃ABS材料由74～80份ABS树脂、18.2～20.2份阻燃剂、1～5份流体改善剂、0.5份润滑剂和0.3份抗氧剂按照重量份制备而成,其中,所述ABS树脂中,AS重均分子量分布为13万～20万之间。该阻燃ABS材料具有高流动性、高冲击性、优异的阻燃性并兼具耐油效果,可满足厨卫或餐厅等对耐油阻燃产品的需求。(The invention discloses a flame-retardant ABS material and a preparation method and application thereof, wherein the flame-retardant ABS material is prepared from 74-80 parts of ABS resin, 18.2-20.2 parts of flame retardant, 1-5 parts of fluid improver, 0.5 part of lubricant and 0.3 part of antioxidant according to parts by weight, wherein in the ABS resin, the weight average molecular weight distribution of AS is 13-20 ten thousand. The flame-retardant ABS material has high fluidity, high impact property, excellent flame retardance and oil resistance, and can meet the requirements of kitchens and bathrooms on oil-resistant flame-retardant products.)
技术领域
本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种阻燃ABS材料及其制备方法，还涉及该阻燃ABS材料的应用。
背景技术
丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(简称ABS)是由苯乙烯、丁二烯、丙烯睛组成的三元共聚物，其中，苯乙烯为材料提供了优良的加工性能，丁二烯分子链中存在的双键结构使得材料具体良好的韧性，丙烯腈则提供了材料的耐化学腐蚀性能及较好的光泽度，这三种组分使得ABS具有优异的综合性能，在电子电器、生活用品、汽车零配件、军工配件等领域应用广泛。
但ABS材料的氧指数只有18，属于易燃材料。随着对材料使用安全要求的提高，特别是在餐厅、厨房等使用区域的材料，常规的ABS材料已经难以满足使用的需求，对ABS树脂改性达到材料阻燃目的，已经成为目前主要的趋势。且随着智能化的进程不断推进，餐厅、厨房等区域越来越多的出来了壁厚较薄、尺寸较大的显示器类产品，这一类产品要求材料具有较高的流动性、良好的耐冲击性能，同时具有耐油耐污耐腐蚀性等特性。然而目前市面上常见的阻燃ABS材料，对材料阻燃、高韧性、高流动和耐油污腐蚀性往往只能兼顾其中部分性能，难以达到这类产品的使用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明有必要提供一种阻燃ABS材料及其制备方法，通过选择AS分子量特殊分布的ABS树脂，同时配合本发明中的配方，实现了ABS材料的阻燃性、耐油性和高流动性，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种阻燃ABS材料，其由74～80份ABS树脂、18.2～20.2份阻燃剂、1～5份流体改善剂、0.5份润滑剂和0.3份抗氧剂按照重量份制备而成，其中，所述ABS树脂中，AS重均分子量分布为13万～20万之间。
本发明通过在ABS树脂中加入AS分子量特殊分布的ABS树脂颗粒，同时配合阻燃剂、润滑剂、流体改善剂和抗氧剂的配方组合，使得得到的阻燃ABS材料在常规阻燃的同时，满足耐油性能、高流动性能和高冲击性能的要求，从而实现了ABS材料在极端条件下的使用需求。其中，ABS树脂指的是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可通过制备来控制并任意变化，没有特别的限定。
进一步的，AS颗粒(苯乙烯-丙烯睛二元共聚物)可以为本领域中的常规选择，所述流体改善剂为重均分子量分布在1万-2万之间的AS颗粒。
进一步的，本发明中所述的阻燃剂可以选择本领域中常规阻燃剂，没有特别的限定，有卤阻燃剂、无卤阻燃剂均可，优选的，本发明中的一些具体的实施方式中，所述阻燃剂选自溴系阻燃剂、三氧化二锑与抗滴落剂的组合，溴系阻燃剂和三氧化二锑以任意比例混合后配合抗滴落剂使用，可使得阻燃ABS材料的阻燃性能达到较佳状态。
进一步的，所述润滑剂选自内润滑剂、外润滑剂中的至少一种。
进一步的，所述的内润滑剂、外润滑剂可以选自本领域中常规的润滑剂，具体的，所述内润滑剂包括但不限于乙撑双硬脂酸酰胺类，所述外润滑剂包括但不限于硬脂酸钙类。
进一步的，所述抗氧剂选自主抗氧剂、辅抗氧剂中的至少一种。其中，所述主抗氧剂包括但不限于1076，所述辅抗氧剂包括但不限于168。
本发明还提供了如前述任一项所述的阻燃ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比将阻燃剂、润滑剂、抗氧剂和流体改善剂充分混合，得到均匀的第一预混料；
按照配比将所述第一预混料与烘干的ABS树脂充分混合，得到均匀的第二预混料，可以理解的是，这里第一预混料、第二预混料的混合过程没有特别的限定，如转速、混合时间等均可根据实际情况进行调整，只要能实现混合均匀的目的即可；
将所述第二预混料加入双螺杆挤出机中，经熔融共混、挤出、冷却、造粒、干燥，得到阻燃ABS材料。
可以理解的是，双螺杆挤出机的加工参数根据基体树脂、助剂选择的不同而有所差别，可根据实际情况进行调整，没有特别的限定，优选的，在本发明的一些具体的实施方式中，所述双螺杆挤出机的加工温度为：一区170±10℃、二区180±10℃、三区190±10℃、四区190±10℃、五区180±10℃、六区190±10℃、机头190±10℃，螺杆转速380±20转/分钟。
本发明还提供了如前述任一项所述的阻燃ABS材料在用于制备餐厅或厨房用显示器后壳中的应用，餐厅或厨房用显示器后壳其具有壁厚较薄、尺寸较大的特点，要求具有优异的阻燃性、高流动性、耐冲击性和耐油性能，而本发明中所述的阻燃ABS材料完全满足上述要求。
与现有技术相比，本发明中的阻燃ABS材料具有以下有益效果：
在ABS树脂基体中添加特殊分子量分布的AS颗粒，配合优选的配方体系，使得得到的阻燃ABS材料具有高流动性、高冲击性、优异的阻燃性并兼具耐油效果，且注塑薄壁制件成型方便、耐油性好、韧性高、阻燃效果稳定，可满足厨卫或餐厅等对耐油阻燃产品的需求。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
下面结合具体的实施例和对比例对本发明的技术方案进行进一步清楚的说明，需要说明的是，以下实施例中采用的流动改善剂为重均分子量在1万-2万的AS颗粒，牌号为佳易容EMI 200，其他原料或助剂如无特别说明均为市售品。
实施例1
本实施例中阻燃ABS材料的制备方法具体如下：
按照重量份配比，称取30份ABS树脂AG10NP、50份ABS树脂AG12A1、1份流体改善剂、18.2份阻燃剂(其中，溴代三嗪15份、三氧化二锑3份、聚四氟乙烯0.2份)、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.3份润滑剂硬脂酸酰胺和0.2份润滑剂硬脂酸钙；
将阻燃剂、润滑剂、流体改善剂、抗氧剂在高混机中预混均匀，得到第一预混料；
随后将第一预混料与干燥的ABS树脂颗粒在高混机中混合均匀，得到第二预混料；
将第二预混料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、造粒、干燥制得阻燃ABS材料，其中，双螺杆挤出机的加工温度为：一区170℃，二区180℃、三区190℃、四区190℃、五区180℃、六区190℃、机头190℃，螺杆转速380转/分钟。。
实施例2
本实施例中阻燃ABS材料的制备方法具体如下：
按照重量份配比，称取30份ABS树脂AG10NP、44份ABS树脂AG12A1、5份流体改善剂、20.2份阻燃剂(其中，溴代三嗪16份、三氧化二锑4份、聚四氟乙烯0.2份)、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.3份润滑剂硬脂酸酰胺和0.2份润滑剂硬脂酸钙；
其他步骤同实施例1。
实施例3
本实施例中阻燃ABS材料的制备方法具体如下：
按照重量份配比称取35份ABS树脂AG10NP、42份ABS树脂AG12A1、20份阻燃剂(其中溴代三嗪15.8份、三氧化二锑4份、聚四氟乙烯0.2份)、3份流体改善剂、0.5份润滑剂硬脂酸钙和抗氧剂1076 0.1份、抗氧剂168 0.2份；
其他步骤均同实施例1
对比例1
本对比例与实施例1相比，区别在于将“ABS树脂AG10NP 30份、ABS树脂AG12A1 50份、流体改善剂1份”替换为“ABS树脂AG10NP 31份、ABS树脂AG12A1 50份”，其他均与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1相比，区别在于将“ABS树脂AG10NP 30份、ABS树脂AG12A1 50份、流体改善剂1份”替换为“ABS树脂AG10NP 23份、ABS树脂AG12A1 50份、流体改善剂8份”，其他均与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1相比，区别在于“30份ABS树脂AG10NP、50份ABS树脂AG12A1”替换为“AS重均分子量分布为6万-10万之间的ABS树脂80份”，其他均与实施例1相同。
测试例
将实施例1-2和对比例1-3中制得的阻燃ABS材料在80℃烘箱中干燥4小时，注塑国标缺口冲击样条、阻燃2.0mm样条，测试耐油(橄榄油)的样条为国标拉伸样条。
其中，耐油性测试：将3.2mm测试样条，两端固定弯曲放在固定弧度的模具上，在弯曲受力的样条上涂覆橄榄油，根据样条开裂的时间长短判定材料的耐油性效果，样条尺寸为128mm×12.8mm×3.2mm，开裂的时间越长则材料的耐油性越好，反之越差；
熔融指数测试条件为：GB/T 3682，220℃/10kg；
冲击强度：GB/T 1843，样条尺寸为80mm×10mm×4mm；
阻燃：UL-94，样条尺寸128mm×12.8mm×2.0mm。
测试结果如表1：
表1阻燃ABS材料性能测试结果
实施例1
实施例2
对比例1
对比例2
对比例3
耐油性
****
***
****
×
×××
融指
32
44
26
61
40
冲击
21
18
23
14
11
阻燃
V0
V0
V0
V0
V0
注：表1中，*代表耐橄榄油效果好，×代表耐橄榄油效果差。
由表1可以看出，对比实施例1、2分析表明，增加低分子量AS的流体改善剂，会明显提高材料的流动性，增加材料在成型薄壁大制件过程中的可加工性。通过对比例2可以发现，加入高含量的低分子量AS会使材料的韧性损失较大，并且降低材料的耐油性。通过对比例3可以发现，选用ABS基体中的AS分子量整体偏小，材料的耐油性也较差。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。