一种ABS复合材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于工程塑料，具体涉及一种abs复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、abs是应用最广泛的工程塑料之一，由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单元组成，赋予了其优异的性能；丙烯腈赋予abs树脂化学稳定性、耐油性、一定的刚性和硬度；丁二烯可以提高韧性、冲击性和耐寒性；苯乙烯具有良好的介电性能和良好的加工性。因此，abs具有优异的综合物理和机械性能，低温耐冲击性优异，尺寸稳定性和机械加工良好，但是abs属于易燃材料，无法应用于安规要求高的行业和领域，需要对abs进行阻燃改性。

2、目前abs阻燃改性应用最广泛、也最成熟的方案是传统的卤锑复配阻燃，以溴系、氯系搭配锑氧化物进行阻燃改性，该技术成熟，市场占有率最高，不过由于溴-锑阻燃abs体系在燃烧过程中，熔体强度较低，极易容易引起大块的带火焰熔滴落，从而导致阻燃失效，尤其是产品厚度较薄的情况下更容易发生类似阻燃ng的情况产生，所以常规溴-锑阻燃abs体系必须要添加四氟类的聚合物作为抗滴落剂，以防止阻燃不合格。

3、pfas(全氟和多氟烷基化合物)是指至少含有一个全氟化碳原子的有机化合物(即至少含有一个-cf2-或-cf3-链状结构单元)。由于其含有极其稳定的碳氟键，pfas可赋予产品防油、防水、防污和防泥污、耐化学品性和耐高温性、降低表面摩擦、获得表面活性，因此它过去得到广泛应用。常被用于食品包装材料、皮革和服装、不粘厨具、抛光剂、蜡、油漆、清洁产品和防火材料中。pfas是目前世界上发现的最难降解的有机污染物之一，具有很高的生物积累能力。当它们被生物体摄入后与蛋白发生键合存在于血液中，并在肝脏、肾脏、肌肉等组织中发生蓄积，并呈现出明显的生物富集性。目前已有大量证据表明pfas与生物体产生生殖毒性和生命健康的损害存在一定的关联性，因此，目前越来越多的国家和组织对pfas的使用提出明确关切和禁止。

4、ptfe作为pfas种类的一员，应用于塑料材料的阻燃，尤其在阻燃abs中广泛应用，随着国际法规的陆续颁布和实施，未来ptfe将有可能被明确禁令使用，因此不含ptfe的阻燃abs材料的技术研发和产品变得越来越迫切，相关技术和产品亟待技术突破。

5、目前国内外对无ptfe的abs复合材料技术研究兴趣浓厚，cn103951845a公开了使用富勒烯替代ptfe作为抗滴落剂添加到阻燃abs中，能起到良好的效果，不过富勒烯作为无机碳原子特殊分子结构物质，商品化程度较低，价格昂贵，且颜色单一，没法通用在常规阻燃abs中，而且无机物的添加对材料的性能有一定影响，技术的替代性局限性太强。

6、因此，如何提供一种无ptfe、具有较好阻燃性、较高的强度，且能用于制备较高阻燃abs产品的abs复合材料，已成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种abs复合材料及其制备方法和应用。本发明中通过对abs复合材料的具体组成进行设计，进一步通过有机金属钝化助剂和结晶促进剂的配合使用，制备得到了具有较好阻燃性、抗滴落效果较好、力学性能较好的abs复合材料，可用于制备具有不同厚度需求的电器。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种abs复合材料，所述abs复合材料包括如下重量份数的组分：

4、

5、本发明中，通过对abs复合材料的具体组成进行设计，进一步通过有机金属钝化助剂和结晶促进剂的配合使用，制备得到了具有较好阻燃性、抗滴落效果较好、力学性能较好的abs复合材料，可用于制备不同厚度需求的abs产品。特别是可以有效替代ptfe作为抗滴落剂，制备得到薄壁、阻燃较好，抗滴落性能优异的abs产品，符合目前国际发展趋势的无pfas、材料性价比高的需求，且本发明提供的abs复合材料具有优异阻燃性能的同时保持了材料的较高的强度，可以广泛应用于家用电器、电子电器、交通材料等诸多有阻燃安规要求的行业和领域。

6、本发明中，有机金属钝化助剂和结晶促进剂作为抗滴落剂存在，通过有机金属钝化助剂和结晶促进剂的配合使用，并控制有机金属钝化助剂和结晶促进剂的用量在特定的范围内，制备得到了具有较好抗滴落效果、阻燃性较好的abs复合材料。若有机金属钝化助剂或结晶促进剂的用量过少或过多，制备得到的abs复合材料的阻燃性均较差。

7、本发明中，所述abs复合材料中，所述abs树脂的中abs树脂的重量份数可以是73份、74份、75份、76份、77份、78份、79份、80份、81份、82份、83份或84份等。

8、所述阻燃剂的重量份数可以是16份、17份、17.5份、18份、18.5份、19份、19.5份、20份、20.5份、21份、21.5份、22份、22.5份、23份、23.5份、或24份等。

9、所述有机金属钝化助剂的重量份数可以是0.08份、0.1份、0.11份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份、0.16份、0.17份、0.18份、0.20份、0.22份或0.25份等。

10、所述结晶促进剂的重量份数可以是0.08份、0.1份、0.12份、0.14份、0.16份、0.18份、0.2份、0.22份、0.24份、0.26份、0.28份、0.3份、0.32份或0.35份等。

11、本发明中，以所述abs复合材料的质量百分含量为100％计，所述abs树脂的质量百分含量≥72％。

12、以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。

13、作为本发明的优选技术方案，以所述abs树脂的重量百分含量为100％计，所述abs树脂中丁二烯结构的重量百分含量为20～30％，例如可以是20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％等。

14、本发明中，通过选用具有特定丁二烯结构含量的abs树脂，可制备得到具有较好阻燃性和较高力学性能的abs复合材料。若abs树脂中丁二烯结构的含量过少，制备得到的abs复合材料的力学性能较差，阻燃性也较差；若abs树脂中丁二烯结构的含量过多，制备得到的abs复合材料的阻燃稳定性较差。

15、本发明中，abs树脂中丁二烯结构的含量的测试方法为：红外标定法。

16、作为本发明的优选技术方案，所述阻燃剂包括溴系阻燃剂和/或锑系阻燃剂。

17、作为本发明的优选技术方案，所述溴系阻燃剂选自溴代三嗪、溴化环氧中或四溴双酚a中的任意一种或至少两种的组合。

18、优选地，所述锑系阻燃剂选自锑氧化物和/或锑酸盐。

19、优选地，所述锑氧化物包括三氧化二锑。

20、优选地，所述锑酸盐包括锑酸钠。

21、作为本发明的优选技术方案，所述阻燃剂为溴系阻燃剂和锑系阻燃剂。

22、优选地，所述溴系阻燃剂的重量份数为13～18份(例如可以是13份、13.5份、14份、14.5份、15份、15.5份、16份、16.5份、17份、17.5份或18份等)，所述锑系阻燃剂的用量份数为3～6份(例如可以是3份、3.2份、3.4份、3.6份、3.8份、4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份、5份、5.2份、5.5份或6份等)。

23、本发明中，以溴系阻燃剂和锑系阻燃剂的组合作为阻燃剂，制备得到的abs复合材料具有较好的阻燃性。

24、作为本发明的优选技术方案，所述有机金属钝化助剂选自丙酰肼类金属钝化助剂和/或苯三唑类金属钝化助剂。

25、本发明中，通过选用丙酰肼类金属钝化助剂和/或苯三唑类金属钝化助剂作为有机金属钝化助剂，可进一步提升abs复合材料的抗滴落性能和阻燃性能。

26、作为本发明的优选技术方案，所述结晶促进剂选自羧酸钙盐、芳基磷酸酯盐或山梨醇苄叉衍生物中的任意一种或至少两种的组合。

27、作为本发明的优选技术方案，所述abs复合材料中还包括其他助剂0.5～1.5份，例如可以是0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份等。

28、优选地，所述其他助剂包括抗氧剂和/或润滑剂。

29、本发明中，对于抗氧剂和润滑剂的具体选择没有任何特殊的限制，本领域常用的抗氧剂和润滑剂均适用。

30、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的abs复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

31、将abs复合材料的各组分混合，熔融造粒，得到所述abs复合材料。

32、需要说明的是，本发明中对于混合的方法没有任何特殊的限制，本领域常用的混合方法均适用，示例性地包括但不限于：将abs复合材料的各组分投入混合机中，以800～1200rpm的转速混合5～10min，得到混合料。

33、同时，本发明对于熔融造粒的方法没有任何特殊的限制，本领域常用的方法均适用，示例性地包括但不限于：将上述混合料投入双螺杆挤出机的进料斗中，在180～200℃、螺杆转速为400～600rpm的条件下，经双螺杆挤出机塑化、挤出造粒，冷却、干燥，得到所述abs复合材料。

34、第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的abs复合材料的应用，所述abs复合材料用于制备电子电器或家用电器。

35、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

36、本发明中，通过对abs复合材料的具体组成进行设计，进一步通过有机金属钝化助剂和结晶促进剂的配合使用，并控制二者的用量在特定的范围内，同时选用具有特定丁二烯结构含量的abs树脂，制备得到了具有较好阻燃性、抗滴落效果较好、力学性能较好的abs复合材料，可用于制备不同厚度需求的abs产品。特别是可以有效替代ptfe作为抗滴落剂，制备得到薄壁、阻燃较好，抗滴落性能优异的abs产品，符合目前国际发展趋势的无pfas、材料性价比高的需求，且本发明提供的abs复合材料具有优异阻燃性能的同时保持了材料的较高的强度，可以广泛应用于家用电器、电子电器、交通材料等诸多有阻燃安规要求的行业和领域。