本发明涉及阻燃剂,尤其是涉及一种高效abs树脂阻燃剂及其制备方法。
背景技术:
1、abs(acrylonitrile butadiene styrene)树脂是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,其是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。用于制备仪表、电气、电器、机械等各种零件。abs树脂是一种重要的工程塑料,具有良好的综合性能。然而,abs树脂的易燃性限制了其在一些对阻燃性能要求较高的领域的应用。因此,开发高效的abs树脂阻燃剂具有重要的现实意义。
2、目前,常用的abs树脂阻燃剂主要有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂和无机阻燃剂等。卤系阻燃剂虽然阻燃效果好,但在燃烧过程中会产生大量的有毒烟雾和腐蚀性气体,对环境和人体健康造成严重危害。磷系阻燃剂的阻燃效果较好,但存在着热稳定性差、易迁移等问题。无机阻燃剂的阻燃效果相对较差,需要较大的添加量才能达到较好的阻燃效果,这会影响材料的力学性能和加工性能。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种高效abs树脂阻燃剂,通过多种原料的复配而成,具有协同阻燃的作用,能够显著提高阻燃剂的阻燃性能和热稳定性,该阻燃剂添加量小,不会对abs树脂的力学性能和加工性能产生明显影响。本发明的另一个目的是提供一种高效abs树脂阻燃剂的制备方法。
2、为实现上述目的,本发明提供了一种高效abs树脂阻燃剂,由以下重量份的原料组成:热稳定剂35-55份、红磷2-10份、三聚氰胺聚磷酸盐10-15份、润滑剂5-10份、含磷金属盐1-5份,锑基协效剂0.1-1份、纳米二氧化硅3-8份、膨胀石墨10-15份、导热剂0.1-3份、表面活性剂1-3份。
3、一种高效abs树脂阻燃剂,由以下重量份的原料组成:热稳定剂45份、红磷8份、三聚氰胺聚磷酸盐12份、润滑剂8份、含磷金属盐5份、锑基协效剂0.1份、纳米二氧化硅5份、膨胀石墨12份、导热剂2份、表面活性剂2份。
4、优选的,所述热稳定剂为氢氧化镁和氢氧化铝,氢氧化镁和氢氧化铝的质量比为1.15-1.34。
5、优选的,所述氢氧化镁和氢氧化铝的质量比为1.25。
6、优选的,所述润滑剂为季戊四醇、硬脂酸锌、硬脂酸钡,聚乙烯蜡中的至少一种。
7、优选的,所述锑基协效剂选自三氧化二锑和五氧化二锑中的至少一种。
8、优选的,所述表面活性剂为有机硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
9、优选的,所述导热剂为导热石墨、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。
10、一种高效abs树脂阻燃剂的制备方法,包括以下步骤:
11、步骤1、将热稳定剂、红磷、三聚氰胺聚磷酸盐和纳米二氧化硅分别在80-100℃下干燥2-4小时;
12、步骤2、将干燥后的热稳定剂、红磷、三聚氰胺聚磷酸盐、纳米二氧化硅、膨胀石墨、导热剂、含磷金属盐加入高速混合机中,混合均匀,得到混合物料;
13、步骤3、将润滑剂、锑基协效剂、表面活性剂加入到混合物料中,继续混合10-20分钟,得到高效abs树脂阻燃剂。
14、优选的,步骤2中,膨胀石墨在加入高速混合机前需要将膨胀石墨在150-200℃下膨化处理1-2h。
15、本发明所述的一种高效abs树脂阻燃剂及其制备方法的优点和积极效果是:
16、1、本发明高效abs树脂阻燃剂以氢氧化镁、氢氧化铝、红磷、三聚氰胺聚磷酸盐、膨胀石墨和纳米二氧化硅为主要原料,通过合理的配方设计和制备工艺,使其具有良好的阻燃性能和热稳定性,含磷金属盐的添加抑制锑基协效剂的烟气,降低锑基协效剂的添加量,使阻燃剂在燃烧过程中不会产生有毒烟雾和腐蚀性气体,对环境和人体健康无害,同时,该阻燃剂的添加量较小,不会对abs树脂的力学性能和加工性能产生明显影响。
17、2、氢氧化镁和氢氧化铝具有良好的热稳定性和阻燃性能,能够在燃烧过程中吸收大量的热量,降低树脂的表面温度,同时分解产生的水蒸气能够稀释可燃气体,起到阻燃的作用。
18、3、膨胀石墨在高温下能够迅速膨胀,形成隔热层,阻止热量的传递和氧气的进入,从而提高阻燃性能。
19、4、三聚氰胺聚磷酸盐在燃烧过程中能够产生不燃性气体,如氨气、氮气等,稀释可燃气体,降低燃烧强度,同时形成的炭层能够阻止热量的传递和氧气的进入,起到阻燃的作用。
20、5、有机硅烷偶联剂能够改善阻燃剂与塑料之间的界面相容性,提高阻燃剂在塑料中的分散性和稳定性,从而提高塑料的力学性能和阻燃性能。
21、下面通过实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种高效abs树脂阻燃剂,其特征在于,由以下重量份的原料组成:热稳定剂35-55份、红磷2-10份、三聚氰胺聚磷酸盐10-15份、润滑剂5-10份、含磷金属盐1-5份,锑基协效剂0.1-1份、纳米二氧化硅3-8份、膨胀石墨10-15份、导热剂0.1-3份、表面活性剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种高效abs树脂阻燃剂,其特征在于,由以下重量份的原料组成:热稳定剂45份、红磷8份、三聚氰胺聚磷酸盐12份、润滑剂8份、含磷金属盐5份、锑基协效剂0.1份、纳米二氧化硅5份、膨胀石墨12份、导热剂2份、表面活性剂2份。
3.根据权利要求1所述的一种高效abs树脂阻燃剂,其特征在于:所述热稳定剂为氢氧化镁和氢氧化铝,氢氧化镁和氢氧化铝的质量比为1.15-1.34。
4.根据权利要求3所述的一种高效abs树脂阻燃剂,其特征在于:所述氢氧化镁和氢氧化铝的质量比为1.25。
5.根据权利要求1所述的一种高效abs树脂阻燃剂,其特征在于:所述润滑剂为季戊四醇、硬脂酸锌、硬脂酸钡,聚乙烯蜡中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种高效abs树脂阻燃剂,其特征在于:所述锑基协效剂选自三氧化二锑和五氧化二锑中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种高效abs树脂阻燃剂,其特征在于:所述表面活性剂为有机硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
8.根据权利要求1所述的一种高效abs树脂阻燃剂,其特征在于:所述导热剂为导热石墨、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种高效abs树脂阻燃剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
10.根据权利要求9所述的一种高效abs树脂阻燃剂的制备方法,其特征在于:步骤2中,膨胀石墨在加入高速混合机前需要将膨胀石墨在150-200℃下膨化处理1-2h。
