一種高透明、高硬度阻燃abs復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高透明、高硬度阻燃ABS復合材料及其制備方法，所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料由包括如下重量份的原料制成：樹脂A 60?85份，PMMA 10?30份，阻燃母粒10?20份，增韌劑5?25份；其中，所述的樹脂A為MABS。所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成：樹脂B 60?90份，磷氮系阻燃劑10?30份，硼酸鋅5?20份；其中，所述的樹脂A為MABS；所述的樹脂A與樹脂B的規(guī)格相同或不同。本發(fā)明所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料將阻燃劑制備成母粒，可以使阻燃劑在共混物中分散的更加均勻；使用粒徑小的阻燃劑可以使材料的透光率提高。
【專利說明】
一種高透明、高硬度阻燃ABS復合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種高透明、高硬度阻燃ABS復合材料及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)樹脂是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈組成的三元 共聚物，集中了苯乙烯的高流動性、丁二烯的橡膠韌性和丙烯腈的耐化學品特性，具有優(yōu)良 的加工性能、耐低溫性能、電絕緣性能、耐化學腐蝕性能及高光澤和優(yōu)異的電鍍性能，同時 具有耐蠕變性好、尺寸穩(wěn)定性高、成型收縮率小等優(yōu)異特點，在軍工、汽車、電子電器等領(lǐng)域 應用非常廣泛。但一方面ABS樹脂的氧指數(shù)只有18,屬于易燃材料。因此，對ABS樹脂進行阻 燃改性是目前常用的一種ABS樹脂改性方法。另一方面，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們除了對 材料使用性能的要求越來越高外，更對材料表面的美觀要求越來越青睞，因此開發(fā)出不僅 具有使用性能，更具有透明質(zhì)感的改性材料是目前的一個趨勢。目前有不少高分子材料在 未經(jīng)過改性前可做到透明級，如透明聚碳酸酯，亞克力、透明ABS(MABS)樹脂、透苯等，但這 些材料通過阻燃改性后，均變成非透明材料。在獲得了其對性能的要求的同時，也失去了其 外觀的美學價值。
[0003] 然而，普通的透明阻燃ABS材料的表面硬度相對較低，限制了其在一些領(lǐng)域中的應 用。此外，現(xiàn)有的透明阻燃ABS材料的阻燃效果比較差，透明度較低。因此，開發(fā)出一種高透 明、高硬度阻燃ABS復合材料顯得尤為重要，具有巨大的市場空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種高透明、高硬度阻燃ABS復合材料及其制備方法， 高透明、高硬度阻燃ABS復合材料鉛筆硬度級多HB級別，制備方法簡單易行，加工容易，成本 低廉。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0006] 一種高透明、高硬度阻燃ABS復合材料，由包括如下重量份的原料制成： 樹脂A 60-85份， 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA) 10-30份，
[0007] 阻燃母粒 10-20份， 増韌劑 5-25份；
[0008] 其中，所述的樹脂A為MABS。
[0009] 進一步，所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成：
[0010] 樹脂 B 60-90份，
[0011] 磷氮系阻燃劑10-30份，
[0012] 硼酸鋅 5-20份；
[0013] 其中，所述的樹脂B為MABS;所述的樹脂A與樹脂B的規(guī)格相同或不同。
[0014]進一步，所述的磷氮系阻燃劑為聚磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽中的一種或兩種的 混合物;所述的硼酸鋅的粒徑為2_4μπι。
[0015] 進一步，所述的樹脂Α的透光率>80%，懸臂梁缺口沖擊強度>10kJ/m2;所述的樹脂 B的透光率>80 %，懸臂梁缺口沖擊強度>10kJ/m2。
[0016] 進一步，所述增韌劑為甲基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(MBS)型增 韌劑、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)型增韌劑、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 型增韌劑中的一種或兩種以上。
[0017] 進一步，所述的PMMA在220°C/10KG時的熔體流動速率為15-35g/10min，鉛筆硬度 為2H。
[0018]所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料的原料中還包括重量份為0.1-3份的助 劑。
[0019] 所述的助劑為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、加工助劑或顏料。
[0020] 所述的熱穩(wěn)定劑可以提高材料在加工和使用過程中的耐熱老化性能，通?？蛇x自 酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類的復合物中的一種或兩種以上。
[0021] 所述的光穩(wěn)定劑可以提高材料在使用過程中的耐光老化性能，可為受阻胺類或紫 外線吸收劑。
[0022] 所述的加工助劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂（選自硬脂酸鈣Cast、硬脂酸鋅 Znst)、硬脂酸復合酯或酰胺類(芥酸酰胺）中的一種或兩種以上。
[0023]所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0024] (1)將樹脂B、磷氮系阻燃劑和硼酸鋅加入到高溫混煉機中，在170-250°C的溫度下 進行預混合，造粒冷卻后得到阻燃母粒；
[0025] (2)將樹脂A、PMMA、阻燃母粒、增韌劑在高速混合機充分混合10-60分鐘，得到預混 料；
[0026] (3)將預混料經(jīng)過精密計量的送料裝置輸送到雙螺桿擠出機中，擠出機的各段螺 桿溫度控制在180_230°C之間，雙螺桿擠出機的長徑比為25-40:1，螺桿轉(zhuǎn)速為200-800轉(zhuǎn)/ 分鐘，在螺桿的剪切、混煉及輸送下，物料得以充分熔化、復合，再經(jīng)過擠出造粒、干燥得到 高透明、高硬度阻燃ABS復合材料。
[0027] 所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料加入到注塑機中加工成所需樣條，所述的 注塑機的料筒溫度190-240°(：，模具溫度60-70°(：，注塑壓力6-101〇^。
[0028]所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料的應用，所述的高透明、高硬度阻燃ABS復 合材料應用于電器儀表、醫(yī)用器械或電子行業(yè)。
[0029]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料及其制備方法具 有以下優(yōu)勢：
[0030] (1)本發(fā)明所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料經(jīng)過測試，其阻燃等級達到V-2 或V-1級別，力學性能優(yōu)異。
[0031] (2)本發(fā)明所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料透明度超過70 %。
[0032] (3)本發(fā)明所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料鉛筆硬度級彡HB級別。
[0033] (4)本發(fā)明所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料將阻燃劑制備成母粒，可以使 阻燃劑在共混物中分散的更加均勻;使用粒徑小的阻燃劑可以使材料的透光率提高。
[0034] (5)本發(fā)明所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料的制備方法有助于改善工作環(huán) 境。
[0035] (6)本發(fā)明所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料的制備方法簡單易行，加工容 易，成本低廉，非常適合在電器儀表、醫(yī)用器械、電子行業(yè)等即需要阻燃，又需要一定透明性 等領(lǐng)域推廣應用。
【具體實施方式】
[0036] 除非另外說明，本文中所用的術(shù)語均具有本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)理解的含義，為了 便于理解本發(fā)明，將本文中使用的一些術(shù)語進行了下述定義。
[0037] 所有的數(shù)字標識，例如PH、溫度、時間、濃度，包括范圍，都是近似值。要了解，雖然 不總是明確的敘述所有的數(shù)字標識之前都加上術(shù)語"約"。同時也要了解，雖然不總是明確 的敘述，本文中描述的試劑僅僅是示例，其等價物是本領(lǐng)域已知的。
[0038] 本發(fā)明實施例所述的MABS選用日本電氣化學的MABS TE-10S;
[0039] 本發(fā)明實施例所述的PMMA選用奇美的CM-211;
[0040] 本發(fā)明實施例所述的增韌劑選用韓國LG化學的MBS EM-500;
[0041] 本發(fā)明實施例所述的磷氮系阻燃劑為聚磷酸鹽，所述的聚磷酸鹽選用艾迪科的 FP-2200；
[0042]本發(fā)明實施例所述的硼酸鋅選用成都市開飛高能化學工業(yè)有限公司的ZB-500; [0043]本發(fā)明對比例所述的溴代三嗪選用以色列死海溴公司的FR-245;
[0044]本發(fā)明對比例所述的阻燃協(xié)效劑選用云南木利銻業(yè)有限公司的S-05N;
[0045]本發(fā)明對比例所述的三聚氰胺氰尿酸鹽選用巴斯夫的MC-25;
[0046]本發(fā)明對比例所述的四溴雙酸A選用以色列死海溴公司的FR-1524;
[0047]本發(fā)明對比例所述的溴化環(huán)氧選用韓國宇進的CXB-714C;
[0048]本發(fā)明對比例所述的十溴二苯乙烷選用美國雅保公司的4010;
[0049] 本發(fā)明所述的實施例和對比例得到的ABS復合材料采用ISO標準測試其相關(guān)性能。 測試阻燃等級使用的UL-94垂直燃燒儀是美國ATLAS HVUL-2;測試透光率使用的是是林上 科技有限公司LS105A透光率計。
[0050] 下面結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0051 ] 一種高透明、高硬度阻燃ABS復合材料，由包括如下重量份的原料制成:MABS 60- 85份，PMMA 10-30份，阻燃母粒10-20份，增韌劑5-25份。
[0052]所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成:MABS 60-90份，磷氮系阻燃劑10-30份，硼酸鋅5-20份。
[0053]所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0054] (1)將MABS、磷氮系阻燃劑和硼酸鋅加入到高溫混煉機中，進行預混合，造粒冷卻 后得到阻燃母粒；
[0055] (2)將MABS、PMMA、阻燃母粒、增韌劑在高速混合機充分混合10-60分鐘，得到預混 料；
[0056] (3)將預混料經(jīng)過精密計量的送料裝置輸送到雙螺桿擠出機中，在螺桿的剪切、混 煉及輸送下，物料得以充分熔化、復合，再經(jīng)過擠出造粒、干燥得到高透明、高硬度阻燃ABS 復合材料。
[0057] 所述的雙螺桿擠出機熔融擠出的加工條件如下:一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度190°C， 三區(qū)溫度200°C，四區(qū)溫度210°C，五區(qū)溫度220°C，六區(qū)溫度220°C，七區(qū)溫度220°C，八區(qū)溫 度220°C，九區(qū)溫度220°C，十區(qū)溫度220°C，機頭溫度230°C ;螺桿轉(zhuǎn)速為200-800轉(zhuǎn)/分鐘;雙 螺桿擠出機的長徑比為40:1，螺桿轉(zhuǎn)速為200-800轉(zhuǎn)/分鐘。
[0058]所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料的應用，所述的高透明、高硬度阻燃ABS復 合材料應用于電器儀表、醫(yī)用器械或電子行業(yè)。
[0059] 實施例1-4、對比例1-4
[0060] 將表1與表2中所列的重量份的各原料制備后的到的ABS復合材料按標準尺寸注塑 成測試用的標準樣條，并按測試標準進行各性能測試。
[0061] 表1阻燃母粒的各原料含量(重量百分比）
[0063]表2實施例與對比例中各原料的具體配比及性能測試數(shù)據(jù)
[0065] 從表2的實施例和對比例中可以看出，相比較溴系阻燃劑，本發(fā)明選用以MABS樹脂 為載體的磷氮系阻燃劑和硼酸鋅阻燃母粒來作為阻燃劑（即阻燃母粒），力學性能較為優(yōu) 異，流動性能比傳統(tǒng)的阻燃ABS更優(yōu)異。更重要的是，配方中添加 PMMA，其透光率較傳統(tǒng)阻燃 ABS得到大幅度提高，透光率可以做到80%以上，而且、添加 PMMA后，材料的鉛筆硬度也從2H 級別提高到HB級別。
[0066] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種高透明、高硬度阻燃ABS復合材料，其特征在于：由包括如下重量份的原料制成： 樹脂A 脯-85份， PMMA 10-30 份， 阻燃母粒 10-20份， 增初劑 5-25份； 其中，所述的樹脂A為MBS。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料，其特征在于:所述的阻燃母 粒由包括如下重量份的原料制成： 樹脂B 60-90份， 憐氮系阻燃劑 10-30份， 棚酸鋒 5-20份； 其中，所述的樹脂B為MBS;所述的樹脂A與樹脂B的規(guī)格相同或不同。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料，其特征在于:所述的憐氮系 阻燃劑為聚憐酸鹽、Ξ聚氯胺氯尿酸鹽中的一種或兩種的混合物;所述的棚酸鋒的粒徑為 2-4咖。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料，其特征在于:所述的樹脂A 的透光率>80%，懸臂梁缺口沖擊強度〉10kJ/m2;所述的樹脂B的透光率>80%，懸臂梁缺口 沖擊強度〉lOkJ/m2。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料，其特征在于:所述增初劑為 MBS型增初劑、ASA型增初劑、EVA型增初劑中的一種或兩種W上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料，其特征在于:所述的PMMA在 220°C/10KG時的烙體流動速率為15-35g/10min，鉛筆硬度為2H。7. 權(quán)利要求2-6中任一項所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料的制備方法，其特征 在于:包括如下步驟： (1) 將樹脂B、憐氮系阻燃劑和棚酸鋒加入到高溫混煉機中，在170-250°C的溫度下進行 預混合，造粒冷卻后得到阻燃母粒； (2) 將樹脂A、PMMA、阻燃母粒、增初劑在高速混合機充分混合10-60分鐘，得到預混料； (3) 將預混料經(jīng)過精密計量的送料裝置輸送到雙螺桿擠出機中，擠出機的各段螺桿溫 度控制在180-230°C之間，雙螺桿擠出機的長徑比為25-40:1，螺桿轉(zhuǎn)速為200-800轉(zhuǎn)/分鐘， 在螺桿的剪切、混煉及輸送下，物料得W充分烙化、復合，再經(jīng)過擠出造粒、干燥得到高透 明、高硬度阻燃ABS復合材料。8. 權(quán)利要求1-6中任一項所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料的應用，其特征在于： 所述的高透明、高硬度阻燃ABS復合材料應用于電器儀表、醫(yī)用器械或電子行業(yè)。
【文檔編號】C08K5/3492GK105936732SQ201610405561
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】肖華明, 王揚利, 李斌, 陳國雄, 陶四平
【申請人】天津金發(fā)新材料有限公司