[發明專利]一種綠色環保復合阻燃ABS樹脂及其制備工藝

無效

• 申請號: 200810060524.4
• 申請日: 2008-03-26
• 公開（公告）號: CN101250316A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 楊輝;周箭;慕長江;盛建松
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C08L55/02
• 分類號: C08L55/02;C08K5/55;B29C47/40;C08K5/521
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及一種綠色環保復合阻燃ABS樹脂以及該材料的制備工藝，尤其是涉及一種采用聚硅硼氧烷與有機磷酸酯阻燃劑協同阻燃ABS樹脂的工藝方案。

背景技術

ABS樹脂是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的三元共聚物，是一種性能優良的工程塑料。然而，ABS樹脂在空氣中容易燃燒，燃燒時產生大量的濃煙和有毒氣體，不能滿足于許多電子電器、汽車工業對所使用材料的阻燃要求。

目前，國內外用于阻燃ABS的阻燃劑普遍為多溴聯苯醚和三氧化二銻，如CN1765985、CN1412238、CN101003661、CN1962751所描述。多溴聯苯醚阻燃性佳、價格便宜，但在自然環境中很難分解，當制品被廢棄或碎裂后，經過大氣循環流布于河川淤泥，進入生物食物鏈，通過食物鏈進入人和動物體內，在脂肪組織積累后，其濃度會逐漸升高。這種化學物質的殘留性和毒性會給環境和人體造成嚴重影響。同時，多溴聯苯醚熱裂解或燃燒時，生成有毒致癌的多溴代二苯并二惡英(PBDD)、多溴代二苯并呋喃(PBDF)及HX氣體。

基于人類對環保的要求，隨后針對該類阻燃劑的使用，歐盟(EC)和美國(US)政府等機構給予了密切的關注，部分地區開始全面禁止或限制PBB及PBDE等溴系阻燃劑的使用，因而無鹵、低煙、低毒等環保型阻燃劑已逐漸使用于電子電器、建筑材料等ABS樹脂中。

低毒含鹵阻燃劑(如四溴雙酚A和聚二溴苯乙烯等)雖然含有鹵素，但其毒性還未得到有關權威機構的證實，由于其優異的阻燃特性還將繼續沿用一段時間。US4880862、US4938894描述了由1，2-雙(2，4，6-三溴苯氧基)乙烷等含鹵苯氧基烷烴或含鹵長煉烷烴作為ABS的阻燃劑，相對于十溴聯苯醚而言對環境的影響減小。US5218017描述了由1，2-雙(四溴鄰苯二甲酰亞胺)乙烷或鹵化苯乙烯與協效劑三氧化二銻協同阻燃ABS樹脂，該方法的阻燃效率不高，生煙量大。

有機磷系阻燃劑是與含鹵阻燃劑并重的有機阻燃劑，品種多，用途廣。包括磷酸酯、膦酸酯、亞磷酸酯、有機磷鹽、氧化膦、含磷多元醇及磷、氮化合物等。CN1616545描述了一種新型的無鹵阻燃ABS類樹脂，由ABS類樹脂、聚苯醚、膦酸酯、環氧樹脂、光熱穩定劑等組成，在保留了ABS樹脂原有優良性能的基礎上，又利用無鹵阻燃技術賦予其阻燃性。US64621125描述了一種由芳香族磷酸酯、酚醛樹脂、ABS組成的阻燃型共混物，該材料不含鹵素，對環境影響小，但耐熱性能不夠。有機磷系阻燃劑對含羥基物質(或含氧物質)的阻燃作用較大。然而，由于ABS樹脂中不含羥基，當用含磷阻燃劑處理時，燃燒時幾乎不形成炭化膜，阻燃作用不明顯。

在眾多的無鹵阻燃元素中，含硅化合物作為一種新型的綠色環保阻燃體系，其阻燃性能也倍受關注。美國GE公司已研制出含硅阻燃劑SFR-100樹脂用于聚烯烴的阻燃，大大改善了材料的阻燃性能和抑煙性能。將硅油加入ABS樹脂中，由于硅油中含有大量難燃的硅元素，而且其中的Si-O鍵能要比C-C鍵能大得多，因而具有較好的耐燃性，制成的ABS/硅油共混物可使耐燃性能達到UL94?V-1級標準。CN101033326描述了一種環保型阻燃ABS專用料，阻燃ABS專用料是將ABS樹脂、復配阻燃劑、層狀硅酸鹽材料和增效聚合物按組方混勻成混合物，再共混擠出成ABS專用料，該發明所提供環保型阻燃ABS專用料，阻燃性能好，力學性能優，環境污染小和生產成本低。

當前國際市場上銷售的環保阻燃劑和成炭協效劑在用于阻燃ABS時，主要存在以下兩點亟待解決的問題：(1)有機磷、無機化合物等阻燃劑可有效替代有毒的含鹵阻燃劑，但阻燃效率低，即便和有機含氮阻燃劑協同阻燃，其所需總體用量較大，這一方面會惡化被阻燃材料的其他性能，如機械性能、介電性能等；另一方面也會提高材料的制造成本。(2)硅化合物作為一種新型的綠色環保阻燃體系，是未來阻燃劑發展的重要方向，但對于它的研究還停留在實驗室階段，包括硅化合物與基體樹脂的相容性、與其他阻燃組分的協效特性及加工工藝還有待進一步開發與完善。因此，在維持材料原有各項性能的基礎上盡可能地降低阻燃劑的用量，采用一種高效的阻燃技術(如催化阻燃協效系統)是今后環保型阻燃ABS發展的方向。

發明內容

本發明提供了一種綠色環保復合阻燃ABS樹脂，該樹脂有自熄性，阻燃效率高。