[发明专利]一种阻燃添加剂、含该添加剂的阻燃ABS塑料及制备方法

说明书

本发明涉及阻燃剂及阻燃塑料的制备技术领域，提供了一种阻燃添加剂、含该添加剂的阻燃ABS塑料及制备方法。该方法首先采用氨丙基三乙氧基硅烷对勃姆石粉末进行表面改性，然后以双酚A、10‑（2,5‑二羟基苯基）‑10‑氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10氧化物与环氧氯丙烷进行缩聚制得环氧基封端的低聚物，再将低聚物接枝到改性勃姆石粉末表面，制得阻燃添加剂。本发明的方法不仅提高了阻燃剂在ABS基体中的分散性，并且利用Si/N/P阻燃包覆层与勃姆石粉末联合发挥阻燃作用，实现了显著提高阻燃效果及防止ABS塑料力学性能大幅降低的双重效果，所制得的ABS塑料可达到V‑0阻燃等级，且力学性能良好。

技术领域

本发明属于阻燃剂及阻燃塑料的制备技术领域，提供了一种阻燃添加剂、含该添加剂的阻燃ABS塑料及制备方法。

背景技术

与金属材料、无机非金属材料相比，高分子材料具有成本低、质轻、易加工成型等优点，但是，由于大多数高分子材料在空气中极易燃烧，且燃烧后释放大量有毒烟气，并伴随熔融滴落，威胁人民生命财产安全，而且对环境造成不利影响，从而限制了高分子材料的应用。因此，针对高分子材料的阻燃改性的研究，成为当下热点。ABS是一种典型的高分子材料，是五大通用塑料之一，集聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯的优异性能为一体，在建材、汽车、电器等领域应用广泛。

目前，使用较多的阻燃剂有卤系阻燃剂（不环保）、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、金属氧化物、金属氢氧化物、膨胀型阻燃剂等。勃姆石（γ-AlOOH）的热稳定性好，分解温度达400℃以上，其表面含有大量羟基，受热分解时吸收大量的热，并释放水蒸汽稀释可燃气体，同时生成Al₂O₃膜层隔绝氧气和热量，阻止材料进一步燃烧，因此可作为一种良好的阻燃添加剂。另外，与其他无机粉末类似，未充分干燥的勃姆石表面结合有水分子。

勃姆石粉末用作ABS塑料的阻燃剂时，具有两个缺陷：一是由于其阻燃效果有限，单独使用勃姆石时，在合适的添加量范围内难以达到理想的阻燃效果；二是由于其表面含有大量羟基，亲水性强，与ABS基体的相容性差，易团聚，不利于阻燃效果的发挥，且严重影响材料的力学性能。

发明内容

可见，勃姆石粉末用作ABS塑料的阻燃剂时，具有阻燃效果不理想且严重影响材料力学性能的缺陷。针对这种情况，本发明提出一种阻燃添加剂、含该添加剂的阻燃ABS塑料及制备方法，不仅提高了阻燃剂在ABS基体中的分散性，并且利用Si/N/P阻燃包覆层与勃姆石粉末联合发挥阻燃作用，实现了显著提高阻燃效果及防止ABS塑料力学性能大幅降低的双重效果。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

本发明首先提供了一种阻燃添加剂的制备方法，所述阻燃添加剂制备的具体步骤如下：

（1）将28~32重量份勃姆石粉末加入100重量份甲苯中，加入20~25重量份氨丙基三乙氧基硅烷，超声混合10~20min，然后在搅拌状态下加热回流反应，反应结束后过滤、洗涤、干燥，得到改性勃姆石粉末，再加入150重量份甲苯中分散均匀，得到改性勃姆石分散液；

（2）将22.8重量份双酚A、32.4重量份10-（2,5-二羟基苯基）-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10氧化物、33.3~36重量份环氧氯丙烷混合，加热至80~90℃并搅拌至完全溶解，加入4~7重量份氢氧化钠溶液，然后降低温度进行反应，反应结束后减压除去过量的环氧氯丙烷，采用苯进行萃取，再蒸出苯，得到透明液体，即环氧基封端的低聚物；

（3）将步骤（2）制得的透明液体加入150重量份甲苯中，加入3~5重量份异丙醇，保持以60~120r/min的速度缓慢搅拌，同时滴加步骤（1）制得的改性勃姆石分散液，滴加完毕后降低搅拌速度至30r/min，升温反应，反应结束后过滤、洗涤、干燥，得到所述阻燃添加剂。

优选的，步骤（1）所述反应的温度为105~110℃，时间为8~10h。