[发明专利]一种绿色环保复合阻燃ABS树脂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种绿色环保复合阻燃ABS树脂以及该材料的制备工艺，尤其是涉及一种采用聚硅硼氧烷与有机磷酸酯阻燃剂协同阻燃ABS树脂的工艺方案。

背景技术

ABS树脂是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的三元共聚物，是一种性能优良的工程塑料。然而，ABS树脂在空气中容易燃烧，燃烧时产生大量的浓烟和有毒气体，不能满足于许多电子电器、汽车工业对所使用材料的阻燃要求。

目前，国内外用于阻燃ABS的阻燃剂普遍为多溴联苯醚和三氧化二锑，如CN1765985、CN1412238、CN101003661、CN1962751所描述。多溴联苯醚阻燃性佳、价格便宜，但在自然环境中很难分解，当制品被废弃或碎裂后，经过大气循环流布于河川淤泥，进入生物食物链，通过食物链进入人和动物体内，在脂肪组织积累后，其浓度会逐渐升高。这种化学物质的残留性和毒性会给环境和人体造成严重影响。同时，多溴联苯醚热裂解或燃烧时，生成有毒致癌的多溴代二苯并二恶英(PBDD)、多溴代二苯并呋喃(PBDF)及HX气体。

基于人类对环保的要求，随后针对该类阻燃剂的使用，欧盟(EC)和美国(US)政府等机构给予了密切的关注，部分地区开始全面禁止或限制PBB及PBDE等溴系阻燃剂的使用，因而无卤、低烟、低毒等环保型阻燃剂已逐渐使用于电子电器、建筑材料等ABS树脂中。

低毒含卤阻燃剂(如四溴双酚A和聚二溴苯乙烯等)虽然含有卤素，但其毒性还未得到有关权威机构的证实，由于其优异的阻燃特性还将继续沿用一段时间。US4880862、US4938894描述了由1，2-双(2，4，6-三溴苯氧基)乙烷等含卤苯氧基烷烃或含卤长炼烷烃作为ABS的阻燃剂，相对于十溴联苯醚而言对环境的影响减小。US5218017描述了由1，2-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷或卤化苯乙烯与协效剂三氧化二锑协同阻燃ABS树脂，该方法的阻燃效率不高，生烟量大。

有机磷系阻燃剂是与含卤阻燃剂并重的有机阻燃剂，品种多，用途广。包括磷酸酯、膦酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐、氧化膦、含磷多元醇及磷、氮化合物等。CN1616545描述了一种新型的无卤阻燃ABS类树脂，由ABS类树脂、聚苯醚、膦酸酯、环氧树脂、光热稳定剂等组成，在保留了ABS树脂原有优良性能的基础上，又利用无卤阻燃技术赋予其阻燃性。US64621125描述了一种由芳香族磷酸酯、酚醛树脂、ABS组成的阻燃型共混物，该材料不含卤素，对环境影响小，但耐热性能不够。有机磷系阻燃剂对含羟基物质(或含氧物质)的阻燃作用较大。然而，由于ABS树脂中不含羟基，当用含磷阻燃剂处理时，燃烧时几乎不形成炭化膜，阻燃作用不明显。

在众多的无卤阻燃元素中，含硅化合物作为一种新型的绿色环保阻燃体系，其阻燃性能也倍受关注。美国GE公司已研制出含硅阻燃剂SFR-100树脂用于聚烯烃的阻燃，大大改善了材料的阻燃性能和抑烟性能。将硅油加入ABS树脂中，由于硅油中含有大量难燃的硅元素，而且其中的Si-O键能要比C-C键能大得多，因而具有较好的耐燃性，制成的ABS/硅油共混物可使耐燃性能达到UL94 V-1级标准。CN101033326描述了一种环保型阻燃ABS专用料，阻燃ABS专用料是将ABS树脂、复配阻燃剂、层状硅酸盐材料和增效聚合物按组方混匀成混合物，再共混挤出成ABS专用料，该发明所提供环保型阻燃ABS专用料，阻燃性能好，力学性能优，环境污染小和生产成本低。

当前国际市场上销售的环保阻燃剂和成炭协效剂在用于阻燃ABS时，主要存在以下两点亟待解决的问题：(1)有机磷、无机化合物等阻燃剂可有效替代有毒的含卤阻燃剂，但阻燃效率低，即便和有机含氮阻燃剂协同阻燃，其所需总体用量较大，这一方面会恶化被阻燃材料的其他性能，如机械性能、介电性能等；另一方面也会提高材料的制造成本。(2)硅化合物作为一种新型的绿色环保阻燃体系，是未来阻燃剂发展的重要方向，但对于它的研究还停留在实验室阶段，包括硅化合物与基体树脂的相容性、与其他阻燃组分的协效特性及加工工艺还有待进一步开发与完善。因此，在维持材料原有各项性能的基础上尽可能地降低阻燃剂的用量，采用一种高效的阻燃技术(如催化阻燃协效系统)是今后环保型阻燃ABS发展的方向。

发明内容

本发明提供了一种绿色环保复合阻燃ABS树脂，该树脂有自熄性，阻燃效率高。