阻燃型ABS复合材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了阻燃型ABS复合材料，改进组分配方，在ABS树脂中加入多孔玻璃微珠阻燃单元，孔腔内层填充滑石粉、有机蒙脱土混粒，多孔玻璃微珠外层以离子液体包覆，以滑石粉、酸碱蒙脱土与磷酸酯阻燃剂复配，在阻燃时形成隔绝碳层阻挡氧气和热量的传播，以离子液体配合滑石粉、蒙脱土等形成隔绝碳层使燃烧中断，协同提升阻燃性能，且多位一体的结构有助提升阻燃单元在材料中的分散均匀性，并公开了阻燃型ABS复合材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
阻燃型ABS复合材料及其制备工艺
本专利技术涉及车用复合材料制备
，具体涉及阻燃型ABS复合材料及其制备工艺。
技术介绍
ABS树脂，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学性及电气性能优良，此外，加工性能、制品尺寸稳定，并方便在表面喷镀金属、电镀、焊接、热压等二次加工，广泛应用在汽车、家电、电子电器、仪器仪表等领域。在汽车应用领域，多为汽车内外饰件，如灯罩、汽车前保险杠、进气格栅、防擦条、轮毂盖等，缺点在于，ABS树脂本身的阻燃性很低，不能达到车载使用要求，对此市面各企业及研究人员不断对其进行改进，常用手段为加阻燃剂，常用的阻燃剂为含卤阻燃剂，如多溴联苯醚，此类阻燃剂或易输入环境或进入人体，其残留性和毒性会对环境和人体造成严重影响，且此类阻燃剂还易在燃烧时生成有毒或致癌的物质。基于此，目前部分地区已经全面禁止此类阻燃剂的使用，而低毒含卤或无卤阻燃剂开始大规模使用，如专利文献1中公开一种环保阻燃ABS材料，其加入有机阻燃剂、无机阻燃剂等提升阻燃性能，其中阻燃剂添加量大，在ABS成型过程中存在分散不均等情形，造成材料其他性能受到影响。或部分方案中采用多种阻燃剂复配使用以提高阻燃性能，但缺点同样在于，阻燃剂添加量大易对ABS其他性能造成影响。或在ABS材料中加入离子液体等新型阻燃剂，此方面研究极少，缺点在于离子液体成本高，对此本司拟寻找新的方案以提高ABS材料的阻燃性能。专利文献1：一种ABS用环保复合阻燃剂及由其制备的环保阻燃ABS材料，申请号：CN2015103999784。
技术实现思路
为解决上述至少一个技术缺陷，本专利技术提供了如下技术方案：本申请文件第一方面提供阻燃型ABS复合材料，按质量计，包括以下组分ABS树脂，60-70份；多孔玻璃微珠阻燃单元，5-8份，包括多孔玻璃微珠孔腔内的滑石粉与有机蒙脱土混粒及包覆在多孔玻璃微珠上的离子液体，离子液体包括1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中至少一种，有机蒙脱土为BDP改性酸碱处理蒙脱土；聚苯乙烯辅助树脂，10-20份；PC树脂，1-2份；相容剂，2-5份；消味剂，2-4份；润滑剂，1-2份；抗氧剂，0-1份；抗紫外剂，0.5-1.5份；碳纳米管，0.1-0.5份。本方案中以多孔玻璃微珠为载体，孔腔内层填充滑石粉、有机蒙脱土混粒，多孔玻璃微珠外层以离子液体包覆，其中有机蒙脱土采用BDP：间苯二酚双(二苯基磷酸酯)改性酸碱处理蒙脱土，以滑石粉、酸碱蒙脱土与磷酸酯阻燃剂复配，在阻燃时形成隔绝碳层阻挡氧气和热量的传播，离子液体一方面受热分解成卤素自由基，该自由基能提取氢原子进而生成卤化氢气体进入气相，在气相中卤化氢分子干扰氢氧自由基链式燃烧，且卤化氢与氢氧自由基生成水再度提升阻燃性能，同时磷氧化成磷的含氧酸，覆盖在材料表面脱水碳化，以及硼类阻燃剂熔融覆盖在材料表面，配合滑石粉、蒙脱土等形成隔绝碳层使燃烧中断，协同提升阻燃性能，且多位一体的结构有助提升阻燃单元在材料中的分散均匀性。此外，本方案中加入相容剂以提升其他辅料与ABS的相容性，其中消味剂起到消除异味的作用，润滑剂提升辅料分散的均匀性，并增加碳纳米管与阻燃单元配合提升阻燃性能，同时碳纳米管还起到提高导电性避免材料表层微尘吸附的作用，抗紫外剂提升抗紫外性能。在上述配方下，本ABS成型材料保持有优良力学性能。进一步，多孔玻璃微珠粒径50-70μm，孔径为3-5μm，滑石粉与有机蒙脱土混粒粒径为0.2-0.5μm，滑石粉与有机蒙脱土混粒占多孔玻璃微珠重量的5-8％。进一步，多孔玻璃微珠表面酸化改性，且多孔玻璃微珠与离子液体的质量比为75:10-15。进一步，聚苯乙烯辅助树脂包括丙烯腈接枝苯乙烯-丁二烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物中一种或多种。进一步，相容剂为马来酸酐接枝PE或POE。进一步，润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸酰胺。进一步，消味剂为沸石粉与多孔硅酸钙以质量比1:1复配，合成法制成，沸石粉粒径5-10μm，多孔硅酸钙粒径1-2μm，以多孔硅酸钙将吸附的有机小分子通过离子螯合作用分解货形成稳定的螯合成分。本申请文件第二方面提供阻燃型ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤1)制备多孔玻璃微珠阻燃单元，将酸化处理后的多孔玻璃微珠与过量偶联剂KH550溶液混合，以三乙胺为催化剂，以乙腈为反应溶剂，回流、清洗后干燥形成硅烷化多孔玻璃微珠；将硅烷化多孔玻璃微珠置于圆盘中形成滤盘，将滑石粉与有机蒙脱土的混粒溶液通过滤盘以将滑石粉与有机蒙脱土的混粒填充在多孔玻璃微珠孔腔中，干燥筛选多孔玻璃微珠。将筛选出的多孔玻璃微珠与离子液体混合，溶剂为乙腈，回流清洗并干燥后形成多孔玻璃微珠阻燃单元；2)以上述记载组分比例混合均匀后置于螺杆挤出机中造粒。本制备方案中引进离子液体与氨基缩合的技术，将离子液体包覆在多孔玻璃微珠表面以封口，使滑石粉混粒留置孔腔中，并引用圆盘过滤上技术，通过流动过滤将混粒截留至多孔玻璃微珠的孔腔中，简化填充过程，降低填充难度及成本。进一步，有机蒙脱土的制备：将钠基蒙脱土与乙醇水溶液混合，期间滴加盐酸或氢氧化钠溶液，洗涤并干燥至恒重，得到酸处理或碱处理的蒙脱土，之后将酸碱处理的蒙脱土混合BDP，烘干后得到BDP改性酸碱处理蒙脱土，酸碱处理后的蒙脱土有助提升催化脱氢成碳的功效。进一步，酸处理的蒙脱土、碱处理的蒙脱土与BDP按等质量混合。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术在材料配方中加入全新结构的多孔玻璃微珠阻燃单元，集多种阻燃剂为一体，分散性好，阻燃性能强，成型材料同时具备优良的力学性能。2、本专利技术在材料配方中加入消味剂，以多孔硅酸钙的螯合作用消除异味并长久分解。3、本专利技术对应公开该材料的制备方法，以过滤截留的方式将滑石粉与有机蒙脱土混粒填充至多孔玻璃微珠孔腔中，工艺简单，成本低。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。在一些实施例中，本阻燃型ABS复合材料，按质量计，可根据需要选择组分比例，如ABS树脂，62-65份；多孔玻璃微珠阻燃单元，5-6份；聚苯乙烯辅助树脂，10-13份；PC树脂，1-2份；相容剂，2-3份；消味剂，2-3份；润滑剂，1份；抗氧剂，1份；抗紫外剂，0.5份；碳纳米管，0.1份。或ABS树脂，65-68份；多孔玻璃微珠阻燃单元，6-8份；聚苯乙烯辅助树脂，13-15份；PC树脂，1-2份；相容剂，3-5份；消味剂，3-4份；润滑剂，1-2份；抗氧剂，1份；抗紫外剂，1-1.5份；碳纳米管，0.1-0.3份。ABS树脂，68-70份；多孔玻璃微珠阻燃单元，7份；聚苯乙烯辅助树脂，15-18份；PC树脂，1份；相容剂，2份；消味剂，2份；润滑剂，1份；抗氧剂，0.5份；抗紫外剂，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.阻燃型ABS复合材料，其特征在于：按质量计，包括以下组分/nABS树脂，60-70份；/n多孔玻璃微珠阻燃单元，5-8份，包括多孔玻璃微珠孔腔内的滑石粉与有机蒙脱土混粒及包覆在多孔玻璃微珠上的离子液体，离子液体包括1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中至少一种，有机蒙脱土为BDP改性酸碱处理蒙脱土；/n聚苯乙烯辅助树脂，10-20份；/nPC树脂，1-2份；/n相容剂，2-5份；/n消味剂，2-4份；/n润滑剂，1-2份；/n抗氧剂，0-1份；/n抗紫外剂，0.5-1.5份；/n碳纳米管，0.1-0.5份。/n

【技术特征摘要】
1.阻燃型ABS复合材料，其特征在于：按质量计，包括以下组分
ABS树脂，60-70份；
多孔玻璃微珠阻燃单元，5-8份，包括多孔玻璃微珠孔腔内的滑石粉与有机蒙脱土混粒及包覆在多孔玻璃微珠上的离子液体，离子液体包括1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中至少一种，有机蒙脱土为BDP改性酸碱处理蒙脱土；
聚苯乙烯辅助树脂，10-20份；
PC树脂，1-2份；
相容剂，2-5份；
消味剂，2-4份；
润滑剂，1-2份；
抗氧剂，0-1份；
抗紫外剂，0.5-1.5份；
碳纳米管，0.1-0.5份。


2.如权利要求1所述的阻燃型ABS复合材料，其特征在于：多孔玻璃微珠粒径50-70μm，孔径为3-5μm，滑石粉与有机蒙脱土混粒粒径为0.2-0.5μm，滑石粉与有机蒙脱土混粒占多孔玻璃微珠重量的5-8％。


3.如权利要求1或2所述的阻燃型ABS复合材料，其特征在于：多孔玻璃微珠表面酸化改性，且多孔玻璃微珠与离子液体的质量比为75:10-15。


4.如权利要求1所述的阻燃型ABS复合材料，其特征在于：聚苯乙烯辅助树脂包括丙烯腈接枝苯乙烯-丁二烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物中一种或多种。


5.如权利要求1所述的阻燃型ABS复合材料，其特征在于：相容剂为马来酸酐接枝PE或POE。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴成华，洪德腾，
申请(专利权)人：宁波福尔达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33