專利名稱：一種新型阻燃abs納米雜化樹脂材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米雜化樹脂材料及其制備方法，尤其涉及一種抗靜電、抗紫外性能優(yōu)越的阻燃丙烯晴-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)納米雜化樹脂材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
納米材料的特性與其構(gòu)成單元(I-IOOnm)的性質(zhì)密切相關(guān)，而這些介于宏觀和微觀原子、分子之間尺度的納米粒子體系作為一類新的物質(zhì)層次，出現(xiàn)了許多獨(dú)特的性質(zhì)和新的規(guī)律，例如金屬Cu到納米級(jí)就成為電的不良導(dǎo)體，SiO2具有優(yōu)良的絕緣性，而達(dá)到20nm時(shí)卻開始導(dǎo)電。由于納米微粒的結(jié)構(gòu)獨(dú)特，因而尤其構(gòu)成的納米材料具有傳統(tǒng)材料和 器件所沒有的新的性能和功能。納米微粒的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，使其產(chǎn)生了一些特殊的效應(yīng)，如小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)。從而賦予納米雜化材料以光、電、磁、吸附、催化以及生物活性等特殊性能。丙烯晴-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)樹脂是重要的工程塑料，具有良好的耐熱性、高抗沖擊性、尺寸穩(wěn)定性、導(dǎo)電性較好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易于加工成型和回收等諸多優(yōu)點(diǎn)，其使用溫度可在_40°C 100°C之間變化，因此近年來ABS樹脂廣泛應(yīng)用于建筑、家電、汽車、計(jì)算機(jī)、日常生活用品等設(shè)備外殼材料。一般ABS作為外殼材料使用，都會(huì)有阻燃要求，現(xiàn)在一般是通過添加含鹵素體系的阻燃劑以提供其阻燃性，但鹵系阻燃劑本身不耐光，并且會(huì)大大惡化ABS抗紫外等性能，而ABS自身結(jié)構(gòu)中由于丁二烯分子鏈含有雙鍵，雙鍵部位極易形成活性中心，引發(fā)ABS中聚苯乙烯鏈段降解，進(jìn)而引起黃變，抗紫外性能很差。另外，ABS材料與其他材料表面接觸或摩擦?xí)r，易產(chǎn)生靜電累積，導(dǎo)致吸塵、電擊或火花，給材料的使用帶來不便和安全隱患。因此提高阻燃ABS的抗靜電性以及抗紫外性能，使ABS更加廣泛的作為外飾件材料應(yīng)用，一直是熱門的課題。目前，提高阻燃ABS樹脂抗靜電、抗紫外性能的方法，通常是加入一種是添加一些抗靜電劑、金屬或是碳系導(dǎo)電物質(zhì)以提高材料的抗靜電性，而對(duì)于抗紫外性能的提高更多的提及加入光穩(wěn)定劑、光吸收劑等來提高材料的抗紫外性等性能。但此類添加助劑類的方法或多或少都在材料的如機(jī)械性能、加工性能，尤其是改性的持久性方面存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有持久優(yōu)異的抗靜電性、抗紫外性能等綜合性能良好的阻燃ABS的納米雜化樹脂材料。本發(fā)明的另一目的在于提供一種新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料的制備方法。本方法可使ABS具有持久的抗靜電性以及抗紫外和阻燃性能，可以有效降低ABS樹脂的表面電阻率以及改善了其力學(xué)和加工性能，具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料的制備，按重量份計(jì)包含如下組分
ABS65-75 份
ATO1-2 份
溴系阻燃劑10 20份
銻系阻燃劑5 10份
抗氧化劑0.1 0.3份
潤滑劑0.2 0.3份上述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其在于所述的ATO (銻摻雜二氧化錫)，是經(jīng)過離子型表面活性劑六偏磷酸鈉(NaPO3)6改性后的無機(jī)納米材料。 上述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其在于所述的溴系阻燃劑選用十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧中的任意一種。上述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其在于所述的銻系阻燃劑選用三氧化二鋪。上述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其在于所述的抗氧劑為抗氧劑1076、抗氧劑168及抗氧劑1010中的任意一種或是一種以上的混合物。上述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其在于所述的潤滑劑為EBS (乙撐雙硬酯酰胺)。上述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其在于采用以下制備方法得到(I)填充料預(yù)處理將銻摻雜二氧化錫(ATO)用離子型表面活性劑六偏磷酸鈉(NaPO3)6進(jìn)行表面處理得到改性ATO納米粒子；該表面處理可加強(qiáng)粒子之間的靜電排斥作用，使其具有易反應(yīng)的活性基團(tuán)，所得到的改性ATO納米粒子粒徑約在20 50nm，且均勻分散；將原料ABS樹脂在80 90°C條件下干燥2 4h ; (2)將已干燥的原料ABS、改性ATO納米粒子、溴系阻燃劑、銻系阻燃劑、抗氧化劑和潤滑劑混合均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)主喂料系統(tǒng)送入螺桿擠出造粒。擠出工藝機(jī)頭到加料口溫度，一到二區(qū)為210 220°C，三到七區(qū)為220 235°C，螺桿轉(zhuǎn)速為15_30r/min，擠出的物料經(jīng)水冷、切粒、收集備用。上述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料的制備方法，其在于包括以下步驟(I)填充料預(yù)處理將銻摻雜二氧化錫(ATO)用離子型表面活性劑六偏磷酸鈉(NaPO3)6進(jìn)行表面處理得到改性ATO納米粒子；該表面處理可加強(qiáng)粒子之間的靜電排斥作用，使其具有易反應(yīng)的活性基團(tuán)，所得到的改性ATO納米粒子粒徑約在20 50nm，且均勻分散；將原料ABS樹脂在80 90°C條件下干燥2 4h ;(2)將已干燥的原料ATO納米粒子、溴系阻燃劑、銻系阻燃劑、抗氧化劑和潤滑劑混合均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)主喂料系統(tǒng)送入螺桿擠出造粒。擠出工藝機(jī)頭到加料口溫度，一到二區(qū)為210 220°C，三到七區(qū)為220 235°C，螺桿轉(zhuǎn)速為15_30r/min，擠出的物料經(jīng)水冷、切粒、收集備用。作為優(yōu)選的技術(shù)方案如上所述的ABS的共混制備是將已干燥的原料ABS與改性后的ATO納米粒子混合后，先經(jīng)高速攪拌機(jī)混合2 4min，實(shí)現(xiàn)一個(gè)共混工藝前的反應(yīng)，然后將溴系阻燃劑、銻系阻燃劑、抗氧化劑、EBS和混合后的ABS與改性ATO納米粒子加入到高混機(jī)中攪拌2 7min，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)主喂料系統(tǒng)送入螺桿，其工藝過程是螺桿轉(zhuǎn)速30r/min ;機(jī)頭到加料口溫度，一區(qū) 210°C，二區(qū) 220°C，三區(qū) 235°C，四區(qū) 235°C，五區(qū) 235°C，六區(qū) 235°C，七區(qū) 235°C，力口料口 160。。。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過將表面修飾后的改性ATO (銻摻雜二氧化錫)納米粒子在ABS樹脂材料中均勻的控制分散，制備得出具有抗靜電性以及抗紫外和阻燃性能較好的納米雜化的有機(jī)-無機(jī)樹脂材料。通過有機(jī)-無機(jī)納米材料雜化的形式，將無機(jī)納米粒子引入到普通的阻燃ABS樹脂基體中，通過控制無機(jī)納米粒子的均勻分散性，采用表面修飾技術(shù)，提供了一種綜合性能優(yōu)異的ABS納米雜化樹脂材料，該材料具有持久優(yōu)異的抗靜電性、抗紫外性能等綜合性能 和良好的阻燃性能。本發(fā)明的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，由ABS、AT0、溴系阻燃劑、銻系阻燃劑、抗氧化劑和潤滑劑經(jīng)雙螺桿擠共混擠出而成。由于ATO是一種N-型半導(dǎo)體材料，具有非常優(yōu)異的光電性能，經(jīng)過離子型表面活性劑六偏磷酸鈉(NaPO3)6處理后，粒子之間具有很強(qiáng)的靜電排斥作用，且由于表面帶有活性基團(tuán)容易在基體中均勻分散，有利于電荷的傳遞，可以提高ABS自身材料的導(dǎo)電性，而突破原有的通過炭黑的填充實(shí)現(xiàn)抗靜電性材料的思路，應(yīng)用ATO無機(jī)納米粒子與ABS有機(jī)基體的無機(jī)-有機(jī)納米雜化，使阻燃ABS復(fù)合體系的抗靜電性持久的同時(shí)，更具有市場實(shí)用性的抗紫外和阻燃性能，耐黃變性并且可以做淺色，極大的拓展了市場推廣力度。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的一種新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料及其制備方法，該樹脂材料抗靜電性永久且效果好，可使ABS樹脂的表面電阻率降至IO5Q cm甚至更低，制造得持久的抗靜電材料，可提高阻燃ABS的抗紫外性能，有效抑制ABS在加工和使用過程中的老化，延長使用壽命，并且材料不影響后續(xù)的產(chǎn)品調(diào)色，且具有力學(xué)性能優(yōu)良，加工性好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景良好。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實(shí)施例采用下列材料ABS，美國Dow化學(xué)公司，牌號(hào)Calibre 201-10，熔融指數(shù)為10g/10min ；ATO (銻摻雜二氧化錫)，上海滬正納米科技有限公司；溴化環(huán)氧，東莞市誠榮化工有限公司，型號(hào)為CR2025K，分子量為25000。超細(xì)三氧化二銻，上海涵豐化工有限公司。抗氧劑1076、抗氧劑168、抗氧劑1010，汽巴(CIBA)精化公司。EBS (乙撐雙硬酯酰胺)，上海朗裕實(shí)業(yè)有限公司。實(shí)施例I 3
以ABS為基體，該ABS樹脂拉伸強(qiáng)度為40 60MPa，簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度為25 35kJ/m2，將該ABS樹脂在85°C條件下干燥3h ;以用離子型表面活性劑六偏磷酸鈉(NaPO3)6進(jìn)行表面修飾后的ATO作為功能性無機(jī)納米粒子填充料，粒徑約為20 50nm。用離子型表面活性劑六偏磷酸鈉(NaPO3) 6表面修飾ATO制備改性ATO納米粒子的方法，可采用專利號(hào)為200610124202. 2所公開的方法，也可以采用本領(lǐng)域公開的其他常規(guī)方法。各組分含量如表I所示。將已干燥的原料ABS與改性后的ATO納米粒子混合后，先經(jīng)高速攪拌機(jī)混合2 4min，實(shí)現(xiàn)一個(gè)共混工藝前的反應(yīng)，然后將溴化環(huán)氧、超細(xì)三氧化二銻、抗氧劑1076或/和抗氧劑1010、EBS和混合后的ABS與改性ATO納米粒子加入到高混機(jī)中攪拌5min，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)主喂料系統(tǒng)送入螺桿，其工藝過程是螺桿轉(zhuǎn)速30r/min ;機(jī)頭到加料口溫度，一區(qū) 210°C，二區(qū) 220°C，三區(qū) 235°C，四區(qū) 235°C，五區(qū) 235°C，六區(qū) 235°C，七區(qū) 235°C，加料口 160°C。注塑樣條，其測試結(jié)果見表2。表I實(shí)施例I 3新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料的組分含量
權(quán)利要求
1.一種新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，按重量份計(jì)包含如下組分 ABS65-75 份 ATO1-2 份 溴系阻燃劑10 20份 銻系阻燃劑5 10份。 抗氧化劑0.1 0.3份 潤滑劑0.2 0.3份
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其特征在于所述的ATO為經(jīng)過離子型表面活性劑六偏磷酸鈉改性后的無機(jī)納米材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其特征在于所述的溴系阻燃劑選用十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其特征在于所述的銻系阻燃劑選用三氧化二銻。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其特征在于所述的抗氧化劑為抗氧劑1076、抗氧劑168及抗氧劑1010中的任意一種或一種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其特征在于所述的潤滑劑為 EBS0
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料，其特征在于采用以下方法制備 (1)填充料預(yù)處理將銻摻雜二氧化錫(ATO)用離子型表面活性劑六偏磷酸鈉(NaPO3)6進(jìn)行表面處理得到改性ATO納米粒子；將原料ABS樹脂在80 90°C條件下干燥2 4h ; (2)將已干燥的原料ATO納米粒子、溴系阻燃劑、銻系阻燃劑、抗氧化劑和潤滑劑混合均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)主喂料系統(tǒng)送入螺桿擠出造粒。
8.權(quán)利要求I所述的新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)填充料預(yù)處理將銻摻雜二氧化錫(ATO)用離子型表面活性劑六偏磷酸鈉(NaPO3)6進(jìn)行表面處理得到改性ATO納米粒子；將原料ABS樹脂在80 90°C條件下干燥2 4h ; (2)將已干燥的原料ATO納米粒子、溴系阻燃劑、銻系阻燃劑、抗氧化劑和潤滑劑混合均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)主喂料系統(tǒng)送入螺桿擠出造粒。
全文摘要
本發(fā)明公開一種新型阻燃ABS納米雜化樹脂材料及其制備方法，按重量份計(jì)包含如下組分ABS65～75份、ATO 1～2份、溴系阻燃劑10～20份、銻系阻燃劑5～10份、抗氧化劑0.1～0.3份和潤滑劑0.2～0.3份。采用納米級(jí)ATO在基體ABS中的可控均勻分散是的材料具有穩(wěn)定的阻燃性、優(yōu)異的機(jī)械性能以及抗靜電、抗紫外功能性。所用原料皆無毒副作用，操作安全，工藝簡單易行，本發(fā)明所得的型阻燃ABS納米雜化樹脂材料具有很好的綜合性能，應(yīng)用前景良好。
文檔編號(hào)C08L55/02GK102702665SQ20121001661
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者李開霞, 沙月華, 黃驥 申請(qǐng)人:五行材料科技(江蘇)有限公司