本發(fā)明涉及阻燃材料，具體為一種封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)作為一種綜合性能優(yōu)異的塑料材料，被廣泛應(yīng)用于家電、汽車、電子電器等領(lǐng)域。然而，abs材料本身不具有阻燃特性，并且在燃燒時(shí)會(huì)釋放大量有毒氣體和煙霧，對(duì)環(huán)境和人體健康造成危害。因此，開發(fā)低煙無(wú)鹵阻燃abs材料成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。低煙無(wú)鹵阻燃abs材料是在abs基礎(chǔ)上，添加阻燃劑和其他助劑，使其具有優(yōu)異的阻燃性能、燃燒時(shí)產(chǎn)生較少的煙霧，同時(shí)材料本身性能不會(huì)被弱化。

2、近年來(lái)，低煙無(wú)鹵阻燃abs材料的研究取得了顯著進(jìn)展。通過優(yōu)化阻燃劑的種類和添加量，以及改進(jìn)制備工藝，成功制備出了具有優(yōu)異阻燃性能、低煙密度和無(wú)鹵環(huán)保特點(diǎn)的低煙無(wú)鹵阻燃abs材料。文獻(xiàn)yanpeng?wu,tonghui?yang,yongchang?cheng,tao?huang,binyu,qilin?wu,meifang?zhu,hao?yu,synthesis?phosphorus–sulfur?reactive?flameretardant?for?polyamide?66with?high?flame?retardant?efficiency?and?low?smoke,polymer?degradation?and?stability,2023,214,110378.中設(shè)計(jì)合成含硫磷的阻燃單體，并通過縮聚加入材料基體中，最終的材料具有良好的垂直燃燒等級(jí)(v-0)和高極限氧指數(shù)(31.6％)，能達(dá)到令人滿意抑制發(fā)煙效果，但是所得材料的拉伸強(qiáng)度較差，因此應(yīng)用受到限制。文獻(xiàn)yongyin?cui,zhengshuai?xu,yongxu?li,xiurui?lang,chengzhong?zong,lancao,synergistic?thermodynamic?compatibility?of?polydimethylsiloxane?block?inthermoplastic?polyurethane?for?flame?retardant?materials:super?flexible,highly?flame?retardant?and?low?smoke?release,polymer,2022,253,124976.通過本體聚合合成了由羥基丁烷封端的聚二甲基硅氧烷封閉tpu材料。最終材料斷裂伸長(zhǎng)率增加173.8％，并增強(qiáng)了疏水性，具有良好的阻燃性，極限氧指數(shù)(loi)達(dá)到27％。但是該材料并沒有添加抑煙劑，材料燃燒會(huì)釋放大量煙。中國(guó)專利cn202310772534.5一種無(wú)鹵阻燃改性abs塑料及其合成工藝公開了一種無(wú)鹵阻燃改性abs塑料及其合成工藝，利用氮磷苯乙烯-丙烯腈共聚物作為無(wú)鹵阻燃劑與abs樹脂復(fù)合，得到無(wú)鹵阻燃改性abs，但是所得材料熱穩(wěn)定性差，限制了在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用。低煙無(wú)鹵阻燃abs材料作為一種新型的塑料材料，其綜合性能更應(yīng)該得到改善。目前的abs材料沒有兼具低煙、無(wú)鹵阻燃、熱穩(wěn)定性好的特性。

3、為此，提出了一種封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料及其制備方法，通過以石墨烯作為基體，并且添加環(huán)己六醇六磷酸，制備了阻燃劑基體，進(jìn)一步制備復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑，然后作為原料添加到abs樹脂中，最終制備的封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料既有低煙無(wú)鹵阻燃的特性，又具有較高的拉伸強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性，因此能應(yīng)用于封邊條。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一方面本發(fā)明提供一種封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料的制備方法，其特征在于，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，所述封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料由以下原料制成：abs樹脂70-90份、增效抑煙劑2-10份、復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑5-10份、增容劑1-5份、加工助劑1-5份；

4、所述復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑的制備方法包括以下步驟：

5、稱取石墨烯，將所述石墨烯置于馬弗爐煅燒5小時(shí)得到煅燒石墨烯；將所述煅燒石墨烯加濃鹽酸在80℃加熱回流10小時(shí)，得到酸化石墨烯溶液；將所述酸化石墨烯溶液離心洗滌、冷凍干燥得到酸化石墨烯；將所述酸化石墨烯置于燒杯中，加入環(huán)己六醇六磷酸得到渾濁液；將所述渾濁液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜并放置于烘箱在180-230℃加熱反應(yīng)12小時(shí)，取出離心并干燥得到阻燃劑基體；稱取所述阻燃劑基體，與無(wú)機(jī)阻燃劑、金屬阻燃劑混合均勻得到復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑；

6、所述封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料的制備方法包括以下步驟：按照質(zhì)量份數(shù)稱取abs樹脂、增效抑煙劑、復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑在高速混合機(jī)中混合均勻，并在50-90℃下處理1小時(shí)；然后加入增容劑、加工助劑，在60-100℃攪拌0.5小時(shí)，得到均質(zhì)混合物；

7、將所述均質(zhì)混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混，雙螺桿擠出機(jī)1-4段的溫度范圍為180-220℃，熔融擠出后冷卻造粒，得到封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料。

8、優(yōu)選的，所述abs樹脂為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，結(jié)構(gòu)式為

9、

10、優(yōu)選的，所述增效抑煙劑為氧化銅、硼酸鋅、二茂鐵中的一種或幾種。

11、優(yōu)選的，所述增容劑為甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一種或幾種。

12、優(yōu)選的，所述加工助劑為抗氧劑802，化學(xué)成分為硫代二丙酸二硬脂醇酯。

13、優(yōu)選的，所述環(huán)己六醇六磷酸cas為83-86-3，結(jié)構(gòu)式為

14、

15、優(yōu)選的，所述石墨烯與所述環(huán)己六醇六磷酸的質(zhì)量比為20:1-8；所述無(wú)機(jī)阻燃劑為二氧化硅、滑石粉、三聚氰胺中的一種或幾種。

16、優(yōu)選的，所述金屬阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或幾種。

17、優(yōu)選的，所述阻燃劑基體：所述無(wú)機(jī)阻燃劑：所述金屬阻燃劑按照質(zhì)量比2:1:1組合。

18、另一方面本發(fā)明提供一種封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料，其特征在于，所述封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料由abs樹脂85份、增效抑煙劑5份、復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑7份、增容劑2份、加工助劑1份組成；所述封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料通過如上所述的制備方法制備得到；所述封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料的極限氧指數(shù)為30.1％，燃燒時(shí)滴落1次，無(wú)煙，自熄；所述封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料垂直燃燒等級(jí)為v-0；所述封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料煙釋放總量為9.1m2；所述封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料初始分解溫度為384℃，熱穩(wěn)定性好；所述封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料拉伸強(qiáng)度為49.6mpa。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

20、1、本發(fā)明將石墨烯置于馬弗爐煅燒5小時(shí)后，加濃鹽酸在80℃加熱回流10小時(shí)，然后離心洗滌、冷凍干燥得到酸化石墨烯，將酸化石墨烯置于燒杯中，加入環(huán)己六醇六磷酸，其中石墨烯與環(huán)己六醇六磷酸的質(zhì)量比為20:4，并轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜放置于烘箱在180℃加熱反應(yīng)12小時(shí)，取出離心并干燥得到阻燃劑基體。通過所述方法制備的阻燃劑基體用于進(jìn)一步制備復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑，然后作為原料添加到abs樹脂中，最終制備的封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料的極限氧指數(shù)為30.1％，燃燒時(shí)滴落1次，無(wú)煙，自熄。本發(fā)明在制備阻燃劑基體時(shí)，以石墨烯作為基體，其具有高比表面積和特殊的晶體結(jié)構(gòu)，可促進(jìn)火焰?zhèn)鲗?dǎo)、熱量釋放，從而實(shí)現(xiàn)阻燃；并且添加了環(huán)己六醇六磷酸，其分子結(jié)構(gòu)中存在6個(gè)磷酸基團(tuán)，具有較高的含磷量，因此阻燃效果顯著。通過調(diào)節(jié)石墨烯與環(huán)己六醇六磷酸的質(zhì)量比，發(fā)現(xiàn)石墨烯與環(huán)己六醇六磷酸的質(zhì)量比為20:4制備的封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料極限氧指數(shù)最大，阻燃效果最好。

21、2、本發(fā)明稱取阻燃劑基體，與無(wú)機(jī)阻燃劑、金屬阻燃劑混合均勻得到復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑，其中阻燃劑基體：無(wú)機(jī)阻燃劑：金屬阻燃劑按照質(zhì)量比2:1:1組合；無(wú)機(jī)阻燃劑為二氧化硅、三聚氰胺按照質(zhì)量比1:1組合；金屬阻燃劑為氫氧化鋁，通過所述方法制備的復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑，用于制備封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料，最終所得abs材料的垂直燃燒等級(jí)為v-0。本發(fā)明使用的復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑，避免了使用鹵素阻燃劑產(chǎn)生的鹵化氫造成環(huán)境污染，并且無(wú)機(jī)阻燃劑采用二氧化硅、三聚氰胺，其受熱產(chǎn)生阻燃?xì)怏w氨氣、氮?dú)猓梢韵♂屟鯕?，從而達(dá)到阻燃效果。同時(shí)添加金屬阻燃劑氫氧化鋁在高溫下分解成al2o3，能吸收大量的熱從而降低溫度，并且片狀結(jié)構(gòu)可以作為隔熱層，舒緩積聚的熱量，從而協(xié)同實(shí)現(xiàn)阻燃。

22、3、本發(fā)明增效抑煙劑為氧化銅：二茂鐵按照質(zhì)量比1:1組合，增容劑為甲基丙烯酸酯共聚物，加工助劑為抗氧劑802，最終制備的封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料煙釋放總量為9.1m2。本發(fā)明在制備封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料中添加氧化銅、二茂鐵作為增效抑煙劑，添加此類金屬抑煙劑可以在燃燒時(shí)產(chǎn)生oh·自由基，促進(jìn)燃燒碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳，因此可以大大減少樹脂燃燒時(shí)的煙釋放總量。使用甲基丙烯酸酯共聚物作為增容劑最終制備的abs材料煙釋放總量整體較小，這可能是由于甲基丙烯酸酯共聚物更有利于增效抑煙劑與abs樹脂相容，因此抑煙效果更好。

23、4、本發(fā)明中封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料由以下原料制成：abs樹脂85份、增效抑煙劑5份、復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑7份、增容劑2份、加工助劑1份，通過所述原料配比制備的abs材料熱穩(wěn)定性最好，其初始分解溫度為384℃。本發(fā)明制備的封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料，并向其中加入增效抑煙劑、復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑、增容劑、加工助劑，并且調(diào)節(jié)各組分比例，可以使最終的abs材料具有低煙、無(wú)鹵阻燃、熱穩(wěn)定性好的特性。

24、5、本發(fā)明按照質(zhì)量份數(shù)稱取abs樹脂、增效抑煙劑、復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑在高速混合機(jī)中混合均勻，并在65℃下處理1小時(shí)，然后加入增容劑、加工助劑，在80℃攪拌0.5小時(shí)，得到均質(zhì)混合物后，加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出后冷卻造粒，得到封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料拉伸強(qiáng)度最大為49.6mpa。本發(fā)明先將abs樹脂、增效抑煙劑、復(fù)配無(wú)鹵阻燃劑混合，然后經(jīng)加熱處理，再與增容劑、加工助劑混合的方式，可以使制備的abs材料具有較大的拉伸強(qiáng)度。通過本發(fā)明的方法制備的封邊條用低煙無(wú)鹵阻燃abs材料，既有低煙無(wú)鹵阻燃的特性，又具有較高的拉伸強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性，因此能應(yīng)用于封邊條。