[发明专利]一种无卤阻燃ABS材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃ABS材料及其制备方法，所述无卤阻燃ABS材料的原料包括由重量百分比计的如下成分：ABS 50％‑70％、POE 10％‑20％、膨胀型阻燃剂25％‑30％、埃洛石纳米管1％‑5％抗氧剂0.05‑0.5％和液体石蜡0‑2％；所述制备方法包括以下步骤：将原料按比例进行混合，采用差速双螺旋杆加工方式制备所述无卤阻燃ABS材料。本发明提供的无卤阻燃ABS材料具有阻燃性好、热稳定性高和机械性能好等优点，能够应用在消费类机器人、无人机以及电器制品等产品上。

技术领域

本发明涉及阻燃材料领域，具体涉及一种无卤阻燃ABS及其制备方法。

背景技术

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers，ABS)为丙烯腈、1，3-丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。近年来，ABS凭借其良好的耐化学性、机械性能和加工优势成为，广泛应用于汽车、电子电器、智能机器人以及建筑等领域。然而，由于ABS的可燃性相对较高，且燃烧时伴随散发烟雾和熔滴，限制了其在高端电气产品相关领域的进一步应用。因此，如何提高其耐火性和热稳定性是拓展ABS应用的关键。

随着阻燃领域绿色环保要求日益高涨，膨胀型阻燃剂(Intumescent FlameRetardant，IFR)相对传统的含卤素的阻燃剂具有环境友好等优点，成为ABS阻燃剂的首选。通过在加工过程中将高浓度的IFR添加剂掺入ABS基体中，可以达到所需的阻燃性能，但是，复合材料的机械性能却大大降低。迄今为止，很难在提高其阻燃性和热稳定性的同时，保持复合材料的机械性能与纯ABS基体一样出色。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种无卤阻燃ABS材料，能够同时满足较高的阻燃性、热稳定性和机械性能。

本发明还提出上述无卤阻燃ABS材料的制备方法。

根据本发明第一方面实施例的无卤阻燃ABS材料，其原料包括由重量百分比计的如下成分：ABS 50％-60％、热塑性聚烯烃弹性体(Polyolefin Elastomer，POE)10％-20％、膨胀型阻燃剂25％-30％、埃洛石纳米管(Halloysite Nanotubes，HNTs)1％-5％、抗氧剂0.05-0.5％和液体石蜡0％-2％。

根据本发明实施例的无卤阻燃ABS材料，至少具有如下有益效果：本发明的ABS材料中加入了POE作为增韧剂和成炭剂，HNTs作为协效剂，加入一定比例的膨胀型阻燃剂，是一种韧性强、阻燃效果好的ABS无卤阻燃材料；其中，POE的加入增韧了ABS，一定量的HNTs对POE有细化作用，在POE增韧ABS过程中起到协同效应，达到增强增韧的效果；且膨胀型阻燃中的APP热解脱去NH₃后生成的酸与HNTs层间的-OH在高温下发生脱羟基反应，形成致密碳层，并且反应生成H₂O带走一部分热量，同时，HNTs含结晶水，燃烧时脱水带走部分热量，对阻燃效果有一定的促进作用，延缓了引燃时间，抑制了热释放速率。

现有技术中，协效剂可以与IFR一起使用，对改善阻燃性和机械性能有一定作用，例如蒙脱土、碳纳米管和纳米氢氧化镁等。但是，常用的协效剂与基体不相容，且剂量较低，均匀性难以突破；本发明中的协效剂与基体之间的比例成分配合可以解决现有技术中均匀性的问题。

根据本发明的一些实施方式，所述无卤阻燃ABS材料包含的原料的成分比例(按重量百分数计)优选为：膨胀型阻燃剂26％-28％，埃洛石纳米管1％-3％。

进一步优选地所述无卤阻燃ABS材料包含的原料的成分比例(按重量百分数计)优选为：膨胀型阻燃剂26％-27％，埃洛石纳米管2％-3％。

根据本发明的一些实施方式，所述膨胀型阻燃剂包含聚磷酸铵和季戊四醇。