本發(fā)明涉及一種防老化高阻燃ABS復(fù)合材料其制備方法。
背景技術(shù)：
ABS樹脂（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）是一種強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料結(jié)構(gòu)。
ABS是本世紀(jì)40年代發(fā)展起來的通用熱塑性工程塑料，是一個(gè)綜合力學(xué)性能十分優(yōu)秀的塑料品種，不僅具有良好的剛性、硬度和加工流動(dòng)性，而且具有高韌性特點(diǎn)，可以注塑、擠出或熱成型。
大部分汽車部件都是用注塑成型方法加工的，ABS樹脂的優(yōu)點(diǎn)是抗沖性、隔音性、耐劃痕性，耐熱性更好，比PP更美觀，特別適用于橫向抗沖性和使用溫度較為嚴(yán)格的部件。ABS樹脂是汽車中使用僅次于聚氨脂和聚丙烯的第三大樹脂。ABS樹脂可用于車內(nèi)和車外部外殼，方向盤、導(dǎo)油管及把手和按鈕等小部件，車外部包括前散熱器護(hù)柵和燈罩等，目前的ABS樹脂阻燃性能和防老化性能并不佳，本發(fā)明旨在解決這一技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種防老化高阻燃ABS復(fù)合材料其制備方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
防老化高阻燃ABS復(fù)合材料，所述防老化高阻燃ABS復(fù)合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS樹脂80-100份，PC樹脂40-60份，EPDM樹脂5-15份，抗氧化劑6-10份，復(fù)合阻燃劑8-12份，所述復(fù)合阻燃劑為原位聚合制備的聚磷酸銨-硅藻土/磁性有序介孔鐵酸鎳復(fù)合阻燃劑，復(fù)合阻燃劑的制備方法具體如下：將85%濃磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到60-80℃加入適量尿素，當(dāng)溫度升到 120-125℃時(shí)，加入適量硅藻土和磁性有序介孔鐵酸鎳粉末，攪拌反應(yīng)10~20 min，然后將產(chǎn)物在280-320℃下固化1-2h，經(jīng)納米粉碎機(jī)粉碎后得復(fù)合阻燃劑。
優(yōu)選的，所述防老化高阻燃ABS復(fù)合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS樹脂90份，PC樹脂50份，EPDM樹脂8份，抗氧化劑8份，復(fù)合阻燃劑8份，復(fù)合阻燃劑的制備方法具體如下：將85%濃度的濃磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到70℃加入適量尿素，當(dāng)溫度升到 122℃時(shí)，加入適量硅藻土和磁性有序介孔鐵酸鎳粉末，攪拌反應(yīng)15min，然后將產(chǎn)物在300℃下固化1.5h，經(jīng)納米粉碎機(jī)粉碎后得復(fù)合阻燃劑。
優(yōu)選的，磷酸：尿素：硅藻土：磁性有序介孔鐵酸鎳的質(zhì)量比為：1:（0.6~0.7）:（0.2~0.3）:（0.1-0.2）。
優(yōu)選的，所述抗氧化劑為季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和/或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
優(yōu)選的，所述抗氧化劑為季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯按質(zhì)量比1:2-3的混合物。
本發(fā)明所述的防老化高阻燃ABS復(fù)合材料的制備方法具體如下：
（1）原位聚合制備的聚磷酸銨-硅藻土/磁性有序介孔鐵酸鎳復(fù)合阻燃劑：將85%濃磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到60-80℃加入適量尿素，當(dāng)溫度升到 120-125℃時(shí)，加入適量硅藻土和磁性有序介孔鐵酸鎳粉末，攪拌反應(yīng)10~20 min，然后將產(chǎn)物在280-320℃下固化1-2h，經(jīng)納米粉碎機(jī)粉碎后得復(fù)合阻燃劑；
（2）將ABS樹脂、PC樹脂、EPDM樹脂、抗氧化劑和復(fù)合阻燃劑混合均勻，經(jīng)熔融混煉，擠出造粒獲得。
本發(fā)明使用的磁性有序介孔鐵酸鎳的制備方法如下：
1）將 Ni(NO3)2·6H2O和 Fe(NO3)3·9H2O溶解于甲醇中，將適量多孔硅KIT-6放入盛有正己烷的聚四氟乙烯容器中，充分?jǐn)嚢瑁?/p>
2）將溶液1）的原料逐滴加入步驟2）中，所形成的混合溶液充分?jǐn)嚢瑁?0-80 ℃加熱5-8h；
3）步驟2)所得固體于300-320 ℃下灼燒1-2 h；
4）將步驟3）所得固體冷卻至室溫，經(jīng)研磨后轉(zhuǎn)移至盛有NaOH溶液的圓底燒瓶?jī)?nèi)，于30-40 ℃水浴條件下回流攪拌8-12h后離心回收；
5）將步驟4）所得固體分別用乙醇和去離子水反復(fù)清洗至中性后，經(jīng)真空干燥即可。
本發(fā)明所采用的磁性有序介孔鐵酸鎳具備巨大的比表面積和豐富的三維孔隙結(jié)構(gòu)，高比表面積有利于吸附煙氣，減少ABS復(fù)合材料燃燒的產(chǎn)煙量；規(guī)整有序的開放性孔道、尺寸可調(diào)的孔徑為聚磷酸銨提供了儲(chǔ)存和釋放路徑，提高ABS復(fù)合材料的使用效果，延長(zhǎng)其使用壽命。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）提高ABS復(fù)合材料的阻燃性
以磷酸和尿素為主要原料，以硅藻土和磁性有序介孔鐵酸鎳為載體，通過原位聚合制備的聚磷酸銨-硅藻土/磁性有序介孔鐵酸鎳復(fù)合阻燃劑，可充分發(fā)揮聚磷酸銨與硅元素和鐵、鎳元素之間的協(xié)同阻燃作用，使ABS復(fù)合材料有很好的阻燃性能，另外加入適量的抗氧化劑，被載體吸附儲(chǔ)存，可以持續(xù)緩慢的釋放有效成分，延長(zhǎng)ABS復(fù)合材料的使用壽命。
（2）提高ABS復(fù)合材料的抑煙性
一方面利用硅藻土的多孔性和吸附性，以及高比表面積磁性有序介孔鐵酸鎳的吸附性，減少ABS復(fù)合材料燃燒的產(chǎn)煙量；另一方面利用聚磷酸銨與硅元素和鐵、鎳元素之間的高協(xié)同阻燃作用，對(duì)ABS復(fù)合材料起到良好的成炭覆蓋作用，減少ABS復(fù)合材料成分的熱分解和可燃性氣體的產(chǎn)生。
（3）降低成本，減少對(duì)ABS復(fù)合材料性能的影響
由于聚磷酸銨-硅藻土/磁性有序介孔鐵酸鎳復(fù)合阻燃劑的高阻燃抑煙性，在樹脂中的加入量適當(dāng)，所以對(duì)ABS復(fù)合材料的物理強(qiáng)度影響小，有利于保持較好的ABS樹脂物理強(qiáng)度性能，同時(shí)也可降低成本。
本發(fā)明的防老化高阻燃ABS塑料具有較好的阻燃性，可以用注塑工藝加工成各種形狀的零件，可用于制成汽車用車內(nèi)和車外部外殼、方向盤及把手和按鈕等小部件。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
本發(fā)明實(shí)施例中所用原料均系市購(gòu)常規(guī)原料。
實(shí)施例1：
防老化高阻燃ABS復(fù)合材料，所述防老化高阻燃ABS復(fù)合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS樹脂80份，PC樹脂40份，EPDM樹脂5份，抗氧化劑6份，復(fù)合阻燃劑8份，所述復(fù)合阻燃劑為原位聚合制備的聚磷酸銨-硅藻土/磁性有序介孔鐵酸鎳復(fù)合阻燃劑，復(fù)合阻燃劑的制備方法具體如下：將85%濃磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到60℃加入適量尿素，當(dāng)溫度升到 125℃時(shí)，加入適量硅藻土和磁性有序介孔鐵酸鎳粉末，攪拌反應(yīng)10 min，然后將產(chǎn)物在280℃下固化2h，經(jīng)納米粉碎機(jī)粉碎后得復(fù)合阻燃劑，磷酸：尿素：硅藻土：磁性有序介孔鐵酸鎳的質(zhì)量比為：1:0.6:0.2:0.1，所述抗氧化劑為季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)；
本發(fā)明所述的防老化高阻燃ABS復(fù)合材料的制備方法具體如下：將ABS樹脂、PC樹脂、EPDM樹脂、抗氧化劑和復(fù)合阻燃劑混合均勻，經(jīng)熔融混煉，擠出造粒獲得。
實(shí)施例2：
防老化高阻燃ABS復(fù)合材料，所述防老化高阻燃ABS復(fù)合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS樹脂100份，PC樹脂60份，EPDM樹脂15份，抗氧化劑10份，復(fù)合阻燃劑12份，所述復(fù)合阻燃劑為原位聚合制備的聚磷酸銨-硅藻土/磁性有序介孔鐵酸鎳復(fù)合阻燃劑，復(fù)合阻燃劑的制備方法具體如下：將85%濃磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到80℃加入適量尿素，當(dāng)溫度升到 120℃時(shí)，加入適量硅藻土和磁性有序介孔鐵酸鎳粉末，攪拌反應(yīng)20 min，然后將產(chǎn)物在320℃下固化1h，經(jīng)納米粉碎機(jī)粉碎后得復(fù)合阻燃劑，磷酸：尿素：硅藻土：磁性有序介孔鐵酸鎳的質(zhì)量比為：1:0.7:0.3:0.2，所述抗氧化劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
本發(fā)明所述的防老化高阻燃ABS復(fù)合材料的制備方法具體如下：將ABS樹脂、PC樹脂、EPDM樹脂、抗氧化劑和復(fù)合阻燃劑混合均勻，經(jīng)熔融混煉，擠出造粒獲得。
實(shí)施例3：
防老化高阻燃ABS復(fù)合材料，所述防老化高阻燃ABS復(fù)合材料由下列重量份的原料加工而成：ABS樹脂90份，PC樹脂50份，EPDM樹脂8份，抗氧化劑8份，復(fù)合阻燃劑8份，所述復(fù)合阻燃劑為原位聚合制備的聚磷酸銨-硅藻土/磁性有序介孔鐵酸鎳復(fù)合阻燃劑，復(fù)合阻燃劑的制備方法具體如下：將85%濃磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到70℃加入適量尿素，當(dāng)溫度升到 122℃時(shí)，加入適量硅藻土和磁性有序介孔鐵酸鎳粉末，攪拌反應(yīng)15 min，然后將產(chǎn)物在300℃下固化1.5h，經(jīng)納米粉碎機(jī)粉碎后得復(fù)合阻燃劑，磷酸：尿素：硅藻土：磁性有序介孔鐵酸鎳的質(zhì)量比為：1:0.65:0.25:0.15，所述抗氧化劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯質(zhì)量比1:2的混合物；
本發(fā)明所述的防老化高阻燃ABS復(fù)合材料的制備方法具體如下：將ABS樹脂、PC樹脂、EPDM樹脂、抗氧化劑和復(fù)合阻燃劑混合均勻，經(jīng)熔融混煉，擠出造粒獲得。
對(duì)比例
ABS樹脂90份，PC樹脂50份，EPDM樹脂8份，將ABS樹脂、PC樹脂、EPDM樹脂混合均勻，經(jīng)熔融混煉，擠出造粒獲得。
測(cè)試?yán)?/p>
對(duì)實(shí)施例1-3進(jìn)行測(cè)試，阻燃性能具體數(shù)據(jù)見表1。
綜上所述，本發(fā)明可以顯著提高ABS復(fù)合材料的阻燃性：以磷酸和尿素為主要原料，以硅藻土和磁性有序介孔鐵酸鎳為載體，通過原位聚合制備的聚磷酸銨-硅藻土/磁性有序介孔鐵酸鎳復(fù)合阻燃劑，可充分發(fā)揮聚磷酸銨與硅元素和鐵、鎳元素之間的協(xié)同阻燃作用，使ABS復(fù)合材料有很好的阻燃性能。
對(duì)實(shí)施例1-3進(jìn)行測(cè)試，抑煙性能具體數(shù)據(jù)見表1。
綜上所述，本發(fā)明可以顯著提高ABS復(fù)合材料的抑煙性，一方面利用硅藻土的多孔性和吸附性，以及高比表面積磁性有序介孔鐵酸鎳的吸附性，減少ABS復(fù)合材料燃燒的產(chǎn)煙量；另一方面利用聚磷酸銨與硅元素和鐵、鎳元素之間的高協(xié)同阻燃作用，對(duì)ABS復(fù)合材料起到良好的成炭覆蓋作用，減少ABS復(fù)合材料成分的熱分解和可燃性氣體的產(chǎn)生。
以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。