[发明专利]一种力学性能强的阻燃复合材料

说明书

技术领域

本发明属于复合材料加工领域，具体涉及到一种力学性能强的阻燃复合材料。

背景技术

 ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或丙烯腈/苯乙烯的共聚物和苯乙烯/丁二烯共聚物的共混物，它是丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中丙烯腈占15%-35%，丁二烯占5%-30%，苯乙烯占40-60%。随着三种成分比例的变化，ABS树脂的物理机械性能随之改变。ABS树脂是一种强度高、韧性好、耐热、耐低温、耐化学药品腐蚀、机械强度和电器性能优良，易于加工成型的热塑型高分子材料。ABS广泛用于汽车、电子电器、建材、包装、体育用品，机械仪表工业等领域。随着国内ABS树脂在汽车、电子电器、建材等行业年需求量的增加，阻燃ABS的需求量逐年增加。

长期以来，ABS的阻燃主要采用的是含卤化合物，其中十溴联苯醚、四溴双酚A、八溴醚等溴系阻燃剂阻燃效果最好，特别是当它们与三氧化二锑联用时，可使ABS达到优异的阻燃性能。由于难燃聚合物 (PVC) 和氯化聚乙烯 (CPE) 与ABS具有良好的相容性和高的含氯量，因而也是ABS的一种阻燃剂，并可降低小分子阻燃剂对ABS的力学损失。但这些含卤化合物在燃烧中会产生大量的有毒气体，另外PVC、CPE阻燃的ABS还存在着热稳定性差、易分解、难加工等缺点。因而在阻燃材料无卤化呼声日渐高涨的形势下，国内外研究者开始纷纷尝试着将各类无卤阻燃剂应用于ABS，以期获得低毒、少烟、高效环保绿色的无卤阻燃ABS产品。

目前，ABS树脂及其合金的无卤阻燃体系包括含磷、氮、硅阻燃体系以及无机阻燃体系。氢氧化铝和氢氧化镁是最为常用的两种无机阻燃剂，因具有无毒、抑烟、价格低廉等优势而广泛用于ABS的阻燃改性，但是无机粉末填料的阻燃效率较低，添加量达到40%以上才有可能达到UL94V-0阻燃等级，另外无机阻燃剂与ABS相容性差，大量无机填料使得ABS树脂中材料的力学性能下降严重，外观和加工性能急剧恶化。

在磷系阻燃体系中，三苯基磷酸酯及其衍生物因阻燃效率较高而被广泛应用于聚合物中，但是，当TPP应用于ABS时无产生明显的阻燃作用。这主要是由于ABS结构中无含氧官能团，不利于含磷阻燃剂燃烧时形成炭化膜；另一方面则是由于TPP的挥发温度比ABS的加工温度低，造成了TPP在ABS加工过程中挥发渗出，无法达到预期的阻燃效果。针对上述原因，选用热稳定性较高的磷系阻燃剂以及在磷系阻燃剂中引入协效剂可以有效地提高ABS的阻燃效率。

目前ABS 树脂的增强改性主要手段是玻纤增强，玻璃纤维增强ABS 复合材料具有良好的综合性能，强度高，刚性好，耐高温，成型性好，尺寸稳定，加入玻璃纤维可提高复合材料的热变形温度，降低材料的线胀系数和成型收缩率。玻璃纤维ABS 目前主要是采用长纤维增强，但是长纤增强改性存在着玻纤计量精度差，玻纤分布不均匀，对设备磨损较大，所得产品力学性能一般等缺陷。

现有技术中通过使用一种全丙烯酸类核- 壳型冲击改性剂，可有效的提高阻燃PC/ABS 材料的缺口冲击强度，以得出一种高韧性阻燃ABS 复合材料。上述现有技术方案虽然提高了ABS 复合材料的冲击强度和阻燃性能，由于采用了溴锑复合阻燃体系，尽管可以有效的防止在使用过程中发生燃烧现象。但在阻燃的过程中将会分解出腐蚀性的溴化氢气体，对人体和环境形成污染和有害。因为PC 的价格明显高于ABS，而上述方案中PC 含量明显超过ABS 含量，增加了材料的成本。

因此，本发明采用磷系阻燃剂阻燃ABS材料，并加入氮系或硅系阻燃剂对ABS进行协效阻燃，以减少阻燃剂的用量，提高磷系阻燃ABS材料的阻燃效率。在ABS 复合材料高强度性能的基础上提高它的抗冲击强度，同时解决现有技术存在的燃烧时卤素分解出的有害气体，高材料成本，以及限制了材料的使用范围等问题。在原有长纤改性基础上，极大改善了表面浮纤，分层等缺陷，同时降低设备损耗，有效提高其拉伸强度，弹性模量，热变形温度及尺寸稳定性，扩大了ABS 的应用领域。

发明内容

   本发明提供了一种力学性能强的阻燃复合材料，其特征在于，各组分按照重量分配比如下：ABS树脂60-80份；ABS-g-MAH 5-10份；短纤维 5-10份；磷系阻燃剂 5-10份；氮系阻燃剂 5-10份；硅系协效剂 0.5-1.0份；润滑剂 0.5-0.8份；抗氧剂 0.5-1.0份。

上述的一种力学性能强的阻燃复合材料，其特征在于，所述的磷系阻燃剂包括磷酸盐、聚磷酸盐，焦磷酸盐中的任一种。