本发明专利技术公开了一种绿色环保复合阻燃ＡＢＳ树脂，其组成为：７５～９８重量份的丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物，１～１０重量份聚硅硼氧烷阻燃剂，１～１５重量份有机磷酸酯阻燃剂；本发明专利技术还公开了该复合阻燃ＡＢＳ树脂的制备工艺：将上述重量份的丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物、聚硅硼氧烷阻燃剂、有机磷酸酯阻燃剂在高速混合机中４６～６０℃下预混后在双螺杆挤出机上熔融挤出造粒。通过熔融共混的方法制备出的该阻燃材料阻燃效率高，耐热性能优，机械性能稳定，无卤、低烟、无腐蚀性、对环境友好，可广泛用于电子电器、汽车工业领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种绿色环保复合阻燃ABS树脂以及该材料的制备工艺， 尤其是涉及一种采用聚硅硼氧垸与有机磷酸酯阻燃剂协同阻燃ABS树脂 的工艺方案。
技术介绍
ABS树脂是丙烯腈(A)、 丁二烯(B)和苯乙烯(S)的三元共聚物， 是一种性能优良的工程塑料。然而，ABS树脂在空气中容易燃烧，燃烧时 产生大量的浓烟和有毒气体，不能满足于许多电子电器、汽车工业对所使 用材料的阻燃要求。目前，国内外用于阻燃ABS的阻燃剂普遍为多溴联苯醚和三氧化二 锑，如CN1765985、 CN1412238、 CN101003661 、 CN1962751所描述。 多溴联苯醚阻燃性佳、价格便宜，但在自然环境中很难分解，当制品被废 弃或碎裂后，经过大气循环流布于河川淤泥，进入生物食物链，通过食物 链进入人和动物体内，在脂肪组织积累后，其浓度会逐渐升高。这种化学 物质的残留性和毒性会给环境和人体造成严重影响。同时，多溴联苯醚热 裂解或燃烧时，生成有毒致癌的多溴代二苯并二恶英(PBDD)、多溴代二 苯并呋喃(PBDF)及HX气体。基于人类对环保的要求，随后针对该类阻燃剂的使用，欧盟(EC)和美 国(US)政府等机构给予了密切的关注，部分地区开始全面禁止或限制PBB 及PBDE等溴系阻燃剂的使用，因而无卤、低烟、低毒等环保型阻燃剂已 逐渐使用于电子电器、建筑材料等ABS树脂中。低毒含卤阻燃剂(如四溴双酚A和聚二溴苯乙烯等)虽然含有卤素， 但其毒性还未得到有关权威机构的证实，由于其优异的阻燃特性还将继续 沿用一段时间。US4880862、 US4938894描述了由1， 2-双(2， 4, 6-三 溴苯氧基)乙垸等含卤苯氧基垸烃或含卤长炼烷烃作为ABS的阻燃剂， 相对于十溴联苯醚而言对环境的影响减小。US5218017描述了由1， 2-双 (四溴邻苯二甲酰亚胺)乙垸或卤化苯乙烯与协效剂三氧化二锑协同阻燃ABS树脂，该方法的阻燃效率不高，生烟量大。有机磷系阻燃剂是与含卤阻燃剂并重的有机阻燃剂，品种多，用途广。 包括磷酸酯、膦酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐、氧化膦、含磷多元醇及磷、 氮化合物等。CN1616545描述了一种新型的无卤阻燃ABS类树脂，由ABS 类树脂、聚苯醚、膦酸酯、环氧树脂、光热稳定剂等组成，在保留了ABS 树脂原有优良性能的基础上，又利用无卤阻燃技术赋予其阻燃性。 US64621125描述了一种由芳香族磷酸酯、酚醛树脂、ABS组成的阻燃型 共混物，该材料不含卤素，对环境影响小，但耐热性能不够。有机磷系阻 燃剂对含羟基物质(或含氧物质)的阻燃作用较大。然而，由于ABS树脂中 不含羟基，当用含磷阻燃剂处理时，燃烧时几乎不形成炭化膜，阻燃作用 不明显。在众多的无卤阻燃元素中，含硅化合物作为一种新型的绿色环保阻燃 体系，其阻燃性能也倍受关注。美国GE公司已研制出含硅阻燃剂SFR-100 树脂用于聚烯烃的阻燃，大大改善了材料的阻燃性能和抑烟性能。将硅油 加入ABS树脂中，由于硅油中含有大量难燃的硅元素，而且其中的Si-O 键能要比C-C键能大得多，因而具有较好的耐燃性，制成的ABS/硅油共 混物可使耐燃性能达到UL94 V-l级标准。CN101033326描述了一种环保 型阻燃ABS专用料，阻燃ABS专用料是将ABS树脂、复配阻燃剂、层 状硅酸盐材料和增效聚合物按组方混匀成混合物，再共混挤出成ABS专 用料，该专利技术所提供环保型阻燃ABS专用料，阻燃性能好，力学性能优， 环境污染小和生产成本低。当前国际市场上销售的环保阻燃剂和成炭协效剂在用于阻燃ABS时， 主要存在以下两点亟待解决的问题(l)有机磷、无机化合物等阻燃剂可 有效替代有毒的含卤阻燃剂，但阻燃效率低，即便和有机含氮阻燃剂协同 阻燃，其所需总体用量较大，这一方面会恶化被阻燃材料的其他性能，如 机械性能、介电性能等；另一方面也会提高材料的制造成本。(2)硅化合 物作为一种新型的绿色环保阻燃体系，是未来阻燃剂发展的重要方向，但 对于它的研究还停留在实验室阶段，包括硅化合物与基体树脂的相容性、 与其他阻燃组分的协效特性及加工工艺还有待进一步开发与完善。因此， 在维持材料原有各项性能的基础上尽可能地降低阻燃剂的用量，采用一种 高效的阻燃技术(如催化阻燃协效系统)是今后环保型阻燃ABS发展的方向。
技术实现思路
本专利技术提供了一种绿色环保复合阻燃ABS树脂，该树脂有自熄性， 阻燃效率高。本专利技术还提供了上述阻燃ABS树脂的制备工艺，克服现有技术存在 的有机磷阻燃剂对ABS阻燃效率不高以及树脂耐热性能降低的缺陷，通 过在有机磷酸酯/ABS体系中加入一种含B-O-Si结构单元的聚硅硼氧烷， 一方面增加ABS树脂的耐热性能，另一方面增强与有机磷酸酯阻燃剂对 ABS树脂的协同阻燃作用效果。有机磷酸酯阻燃剂受热分解生成磷的含氧酸及其某些聚合物，这类酸 能催化含羟基化合物吸热脱水成炭反应，生成水和焦炭，磷大部分残留于 炭层中，这种石墨状炭层难燃、隔热、隔氧、使燃烧窒息，同时，焦炭层 导热性能差，使传递基材的热量减少，基材的热分解减缓。羟基脱水反应 既吸收大量的热，使燃烧物质降温，又稀释了空气中的氧及可燃气体的浓 度，也有助于使燃烧中断。另一方面，有机磷酸酯热解所形成的气态产物 中含有PO.游离基，它可以捕获H'游离基及OH'游离基，致使火焰中 的H 及0H 浓度大大下降，从而起到抑制燃烧链式反应的作用。聚硅硼氧垸中的硅氧基团有助于形成连续的、抗氧化的硅酸盐保护 层；硼元素作为磷酸促使聚合物脱水成炭的催化协效剂，使得保护炭层更 为致密。硅酸盐及石墨状双重保护炭层使得基材免遭热量和氧气的侵入， 降低材料燃烧时的生烟量和腐蚀性气体含量。综合考虑聚硅硼氧烷与ABS 相容性对有机磷酸酯协同阻燃作用的影响，聚硅硼氧烷的弓I入量不超过添 加总量的的10%。一种绿色环保复合阻燃ABS树脂，以重量份计，由以下组分组成 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 75 98份聚硅硼氧垸阻燃剂 1~10份有机磷酸酯阻燃剂 1~15份。所述的聚硅硼氧垸阻燃剂为硅垸混合物经水解生成硅醇后与硼酸反 应所得，硅醇中氧与硼酸中硼的摩尔比为1: 0.1 3.0。所述的硅烷混合物为二官能度有机硅烷R2SiX2或二官能度有机硅烷R2SiX2与三官能度有机硅烷RSiX3的混合物，R2SiX2或RSiX3式中的有机 基R为C广Q的烷基、苯基、甲苯基或乙烯基，X为垸氧基。二官能度有机硅烷R2SiX2与三官能度有机硅烷RSiX3可以以任意比 例混合。所述的有机磷酸酯阻燃剂是三苯基磷酸酯、三苯基亚磷酸酯、间苯二 酚双(二苯基磷酸酯)、双酚A双(二苯基磷酸酯)，亚磷酸-苯二异辛酯 中的一种或几种。一种绿色环保复合阻燃ABS树脂的制备工艺为将75 98重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、1 10重量份用聚硅硼氧垸阻燃剂、1~15重量份有机磷酸酯阻燃剂在高速混 合机中46 60'C下预混后在双螺杆挤出机上熔融挤出造粒。本专利技术的绿色环保复合阻燃ABS树脂阻燃效率高，耐热性能优，机 械性能稳定，无卤、低烟、无腐蚀性、对环境友好，可广泛用于电子电器、 汽车工业领域。具体实施方式实施例1在500ml的三口烧瓶中加入80g水和少量乙酸。将总量为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种绿色环保复合阻燃ＡＢＳ树脂，以重量份计，由以下组分组成： 丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物 ７５～９８份 聚硅硼氧烷阻燃剂 １～１０份 有机磷酸酯阻燃剂 １～１５份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，周箭，慕长江，盛建松，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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