一种阻燃改性ABS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种阻燃改性ABS复合材料及其制备方法，包括如下重量份的原料：石墨烯1

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃改性ABS复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种阻燃改性ABS复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]ABS树脂是丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物组成，通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂，是五大合成树脂之一，其抗冲击性、化学稳定性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，广泛应用于汽车、机械、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途最广泛的工程塑料之一。然其热稳定性差，极易燃烧，而且其力学性能也有待提高
[0003]然而ABS树脂本身阻燃性能极低，属易燃材料，所以必须添加阻燃剂来满足使用要求。但是ABS树脂添加阻燃剂后其物理性能会降低，尤其是产品的冲击性能会大幅度降低，而且阻燃剂的价格和ABS树脂相比较高，其添加量越多产品成本也会相应增加。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种阻燃改性ABS复合材料，该阻燃改性ABS复合材料具有优良的力学性能、化学稳定性以及阻燃性能，通过在ABS树脂中添加阻燃剂和石墨烯大大提升该阻燃改性ABS复合材料的改性ABS材料阻燃性，同时加入玻璃纤维和纳米硼纤维，大大提高该阻燃改性ABS复合材料的力学性能，而所采用的巯基树脂上的巯基在引发剂的作用下能够与ABS树脂上的不饱和烯键发生点击反应形成网络结构，有效改善了塑料的综合性能和性能稳定性。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种阻燃改性ABS复合材料的制备方法，该制备方法简单高效，操作控制方便，生产的产品质量高，利于工业化生产。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种阻燃改性ABS复合材料，包括如下重量份的原料：石墨烯1
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3份、阻燃剂4
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8份、第一偶联剂1
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5份、引发剂1
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3份、ABS树脂20
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40份、抗老化剂1
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3份、分散剂1
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3份、玻璃纤维1
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5份、纳米硼纤维1
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5份和巯基树脂4
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12份；每份所述分散剂为乙烯双硬脂酰胺。
[0007]本专利技术中的阻燃改性ABS复合材料具有优良的力学性能、化学稳定性以及阻燃性能，通过在ABS树脂中添加阻燃剂和石墨烯大大提升该阻燃改性ABS复合材料的改性ABS材料阻燃性，同时加入玻璃纤维和纳米硼纤维，大大提高该阻燃改性ABS复合材料的力学性能，而所采用的巯基树脂上的巯基在引发剂的作用下能够与ABS树脂上的不饱和烯键发生点击反应形成网络结构，有效改善了塑料的综合性能和性能稳定性；而乙烯双硬脂酰胺的加入使其在加工过程中处于熔融状态，很好的解决了阻燃剂的分散问题，大大提高了阻燃效率。
[0008]优选的，每份所述阻燃剂是由改性阻燃剂和辅助阻燃剂按照重量比为0.8
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1.2:0.1
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0.5组成的混合物，所述辅助阻燃剂为十溴二苯乙烷。更优选的，所述改性阻燃剂包括
如下重量份的原料：三聚氰胺甲醛树脂15
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30份、环氧树脂4
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12份、纳米纤维素5
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10份、纳米二氧化硅1
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3份、第二偶联剂1
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5份、聚磷酸铵1
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5份、亚磷酸锑1
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3份和氧化铝1
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5份；所述三聚氰胺甲醛树脂为东莞米林纳塑化有限公司生产的牌号为99的三聚氰胺甲醛树脂，所述环氧树脂为环氧树脂e44。
[0009]优选的，所述改性阻燃剂通过如下步骤制得：
[0010]S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂将入反应装置中加热至70
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90℃，保温40
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60min，之后再将纳米纤维素和纳米二氧化硅加入并以200
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400r/min的速率持续搅拌1
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3h，得到混合物A，备用；
[0011]S2、按照重量份，将聚磷酸铵、亚磷酸锑和氧化铝分散到环氧树脂中，加热至70
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100℃搅拌120
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160min，得到混合物B，备用；
[0012]S3、将硅烷偶联剂和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至80
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110℃搅拌反应1
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3h，洗涤、干燥后得到具有核壳结构的改性阻燃剂。
[0013]本专利技术中针对以往在ABS树脂添加阻燃剂后其物理性能会降低，尤其是产品的冲击性能会大幅度降低的问题，采用了具有核壳结构的改性阻燃剂，该核壳结构的改性阻燃剂以聚磷酸铵、亚磷酸锑、氧化铝和环氧树脂组成的物料为核，在内核的表面包覆着一层三聚氰胺甲醛树脂作为气源，三聚氰胺甲醛树脂外层吸附着一层纳米纤维素作为炭源，碳源纳米纤维素分散在酸源表面，增大了碳源和酸源的接触面积，提高了成炭能力，具有良好的阻燃性能，而最外层的纳米纤维素和纳米二氧化硅具有良好的高分子基材相容性，可以提高阻燃剂与ABS树脂基材的相容性；其中聚磷酸铵、亚磷酸锑在材料燃烧时，吸热分解出磷酸其协同膨胀阻燃型；同时亚磷酸锑还分解产生出氢氧化锑，在高温下形成泡沫层或玻璃层，隔离空气，从而达到阻燃的作用，而氢氧化铝可大大提高该阻燃改性ABS复合材料的抗氧化性，避免使用久造成该阻燃改性ABS复合材料老化，延长该阻燃改性ABS复合材料的寿命。
[0014]优选的，每份所述第二偶联剂是由带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂按照重量比为4.5
‑
5.5:1组成的混合物。
[0015]本专利技术中采用的第二偶联剂在制备改性阻燃剂时可以很好的将核表面与壳层物质交联结合提升了核壳结构的稳定性。
[0016]优选的，每份所述第一偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560和硅烷偶联剂KH570中的至少一种；更优先的，每份所述第一偶联剂是由硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560和硅烷偶联剂KH570按照重量比为0.4
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0.8:0.6
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1.0:0.1
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0.5组成的混合物。
[0017]本专利技术中采用的第一偶联剂在制备阻燃改性ABS复合材料的过程中可以将巯基树脂和ABS树脂进行交联反应，提升了化学稳定性。
[0018]优选的，每份所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化环己酮中的至少一种；更优先的，每份所述引发剂是由过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化环己酮按照重量比为0.6
‑
1.0:0.4
‑
0.8:0.8
‑
1.2组成的混合物。
[0019]本专利技术中采用的引发剂可使巯基树脂上的巯基与ABS树脂上的不饱和烯键发生点击反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：石墨烯1
‑
3份、阻燃剂4
‑
8份、第一偶联剂1
‑
5份、引发剂1
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3份、ABS树脂20
‑
40份、抗老化剂1
‑
3份、分散剂1
‑
3份、玻璃纤维1
‑
5份、纳米硼纤维1
‑
5份和巯基树脂4
‑
12份。2.根据权利要求1所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：每份所述阻燃剂是由改性阻燃剂和辅助阻燃剂按照重量比为0.8
‑
1.2:0.1
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0.5组成的混合物。3.根据权利要求2所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：所述改性阻燃剂包括如下重量份的原料：三聚氰胺甲醛树脂15
‑
30份、环氧树脂4
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12份、纳米纤维素5
‑
10份、纳米二氧化硅1
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3份、第二偶联剂1
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5份、聚磷酸铵1
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5份、亚磷酸锑1
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3份和氧化铝1
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5份。4.根据权利要求3所述的一种阻燃改性ABS复合材料，其特征在于：所述改性阻燃剂通过如下步骤制得：S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂将入反应装置中加热至70
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90℃，保温40
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60min，之后再将纳米纤维素和纳米二氧化硅加入并以200
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400r/min的速率持续搅拌1
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3h，得到混合物A，备用；S2、按照重量份，将聚磷酸铵、亚磷酸锑和氧化铝分散到环...

【专利技术属性】
技术研发人员：石传捷，石传兴，
申请(专利权)人：东莞市宇捷实业投资有限公司，
类型：发明
国别省市：