一种无卤阻燃PET/ASA合金材料及其制备方法与流程

一种无卤阻燃pet/asa合金材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃pet/asa合金材料及其制备方法。


背景技术：

2.聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，化学式为(c10h8o4)n，是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得，属结晶型饱和聚酯，为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。asa树脂是由丙烯腈(a)、苯乙烯(s)和丙烯酸酯(a)组成的三元接枝共聚物，与abs相比，由于引入不含双键的丙烯酸酯橡胶取代丁二烯橡胶，所以耐候性有本质的改善，其他力学性能、加工性能、电绝缘性，耐化学品性与abs相似。此外，asa着色性良好，可以染成各种鲜艳颜色而不易褪色。用asa树脂加工的制品，不用喷漆涂装、电镀等表面防护，可直接在户外使用。
3.由于abs树脂本身耐候性不好，苯乙烯类材料一般选择为卤素作为阻燃剂，而卤素的强氧化性会继续加剧树脂老化。所以，面对耐候要求高、有阻燃要求的场合(如户外等)，一般选择无卤阻燃asa合金材料(如无卤阻燃pc/asa等)。相比普通的阻燃asa，无卤阻燃asa合金材料既具有更高的强度，也能避免卤素阻燃剂对材料的老化影响。无卤阻燃pet/asa比无卤阻燃pc/asa加工能耗低，材料性价比高，潜在的市场前景更多。然而pet树脂与无卤阻燃剂(比如bdp)容易发生酯交换作用，造成阻燃剂失效以及材料降解发脆，如何减少酯交换，提高稳定性就成为无卤阻燃pet/asa合金材料所面临的难题。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种无卤阻燃pet/asa合金材料，稳定性高，耐候性好，材料强度和阻燃性好。
5.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种无卤阻燃pet/asa合金材料，按质量份数由以下材料组成：
6.pet树脂20～40份、asa树脂30～55份、无卤阻燃剂15～30份、增塑剂0.5～1份、热稳定剂1～3份、抗氧剂0.5～1份、润滑剂0.5～1份、抗滴落剂0.1～0.5份、其他助剂0～3份；
7.其中，所述pet树脂的特性粘度不低于0.8dl/g；
8.所述增塑剂为：邻苯二甲酸酯与4～15个碳的醇通过酯化反应生成的脂类；
9.所述asa树脂为常规asa树脂和高丙烯酸酯含量的asa树脂复配；在所述高丙烯酸酯含量的asa树脂复配中，丙烯酸酯含量不低于50％。
10.优选的，所述无卤阻燃剂为有机磷酸酯阻燃剂、有机硅阻燃剂、次磷酸盐阻燃剂中的至少两种。
11.优选的，所述热稳定剂为乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、无机无水磷酸氢盐中的至少两种。
12.优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的
至少两种。
13.优选的，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉中的至少一种。
14.优选的，所述抗滴落剂为苯乙烯-丙烯腈包覆改性聚四氟乙烯物的至少一种。
15.优选的，所述其他助剂为紫外线吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、着色剂中的一种；所述紫外光吸收剂为苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类和受阻胺类中的一种或多种；所述表面光亮剂为芥酸酰胺类、单硬脂酸甘油酯、油酸酰胺类中的一种或多种；所述光稳定剂为受阻胺光稳定剂、氧化钛中的一种或多种；所述着色剂为碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿中的一种或多种。
16.本发明提供该无卤阻燃pet/asa合金材料的制备方法，包括以下步骤：
17.s1：将pet树脂、asa树脂、无卤阻燃剂、增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂、其他助剂一起加入到高速混料机中，设定高速混料机转速400～700rpm/min，混合3～6min，出料，得到混合物；
18.s2、将步骤s1的混合物投入双螺杆挤出机，经挤出造粒得到无卤阻燃pet/asa合金材料；其中双螺杆挤出机选用弱剪切的螺杆组合，设定双螺杆挤出机螺杆转速为250～350r/min，主喂料10～20hz，真空度为-0.06～-0.08mpa，温度为210～240℃，切粒机的转速为700～900rpm。
19.本发明的有益效果为：
20.(1)本发明的无卤阻燃pet/asa合金材料解决了传统阻燃苯乙烯类材料耐候性差，使用范围受限的情况，在面对耐候要求高、有阻燃要求的场合时，同样也能满足使用要求；同时，pet比pc原料价格更低，阻燃pet/asa相比阻燃pc/asa材料有更好的性价比。
21.(2)本发明通过增塑剂(邻苯二甲酸酯与4～15个碳的醇通过酯化反应生成的脂类，下称邻苯二甲酸酯酯类)与pet中的酯基存在结构上的一致性，邻苯二甲酸酯酯类通过酯基与pet分子链缠绕交联，形成与苯环对应的分子基团结构，抵消刚性苯环基团的“空间位阻效应”，能够有效降低材料加工时的温度，从而达到降低无卤阻燃剂活性的目的。同时，反应活性更高的热稳定剂与pet分子链中的酯基优先结合，阻止阻燃剂与pet发生酯交换的可能性，并吸收降解过程中产生的-oh基团，使环境维持弱酸性，对降低酯交换程度，提升材料热稳定性有明显效果。
具体实施方式
22.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.一种无卤阻燃pet/asa合金材料，按质量份数由以下材料组成：pet树脂20～40份、asa树脂30～55份、无卤阻燃剂15～30份、增塑剂0.5～1份、热稳定剂1～3份、抗氧剂0.5～1份、润滑剂0.5～1份、抗滴落剂0.1～0.5份、其他助剂0～3份；
24.其中，pet树脂为中高粘度pet，其特性粘度不低于0.8dl/g，如上海远纺的cb602、cb608等；
25.增塑剂为邻苯二甲酸酯与4～15个碳的醇通过酯化反应生成的脂类，如邻苯二甲
酸酯二(2-乙基己)酯dop、邻苯二甲酸酯二异癸酯didp等；
26.asa树脂为常规asa树脂和高丙烯酸酯含量的asa树脂复配(丙烯酸酯含量不低于50％)，如台湾奇美的978b和韩国lg的xc500复配、韩国lg的li-931和广州熵能的lp2065x复配等。
27.无卤阻燃剂为有机磷酸酯阻燃剂、有机硅阻燃剂及次磷酸盐阻燃剂中的至少两种，如日本大金化工的聚芳基磷酸酯px220、磷酸三苯基酯tpp、磷酸乙醇等。
28.热稳定剂为乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，无机无水磷酸氢盐中的至少两种。
29.抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少两种；所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉中的至少一种；抗滴落剂为苯乙烯-丙烯腈包覆改性聚四氟乙烯的至少一种。
30.润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
31.抗滴落剂为苯乙烯-丙烯腈包覆改性聚四氟乙烯物的至少一种，如上海熵能的sn3301，sn3306等。
32.其他助剂为紫外线吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、着色剂中的一种；所述紫外光吸收剂为苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类和受阻胺类中的一种或多种；所述表面光亮剂为芥酸酰胺类、单硬脂酸甘油酯、油酸酰胺类中的一种或多种；所述光稳定剂为受阻胺光稳定剂、氧化钛中的一种或多种；所述着色剂为碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿中的一种或多种。
33.实施例1
34.一种无卤阻燃pet/asa合金材料，按质量份数由以下材料组成：
[0035][0036]
一种无卤阻燃pet/asa合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0037]
s1、将pet树脂、asa树脂、无卤阻燃剂、增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落
剂、其他助剂一起加入到转速为400rpm/min的高速混料机中，混合5min，出料，得到混合物；
[0038]
s2、将步骤s1的混合物投入到双螺杆挤出机，经挤出造粒得到无卤阻燃pet/asa合金材料；其中双螺杆挤出机选用弱剪切的螺杆组合，设定双螺杆挤出机螺杆转速为300r/min，主喂料20hz，真空度为-0.07mpa，温度为220℃，经挤出造粒，切粒机的转速为800rpm，收集粒料即可。
[0039]
实施例2
[0040]
一种无卤阻燃pet/asa合金材料，按质量份数由以下材料组成：
[0041][0042]
一种无卤阻燃pet/asa合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0043]
s1、将pet树脂、asa树脂、无卤阻燃剂、增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂、其他助剂一起加入到转速为300rpm/min的高速混料机中，混合4min，出料，得到混合物；
[0044]
s2、将步骤s1的混合物投入到双螺杆挤出机，经挤出造粒得到无卤阻燃pet/asa合金材料；其中双螺杆挤出机选用弱剪切的螺杆组合，设定双螺杆挤出机螺杆转速为350r/min，主喂料15hz，真空度为-0.08mpa，温度为230℃，经挤出造粒，切粒机的转速为700rpm，收集粒料即可。
[0045]
实施例3
[0046]
一种无卤阻燃pet/asa合金材料，按质量份数由以下材料组成：
[0047][0048]
一种无卤阻燃pet/asa合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0049]
s1、将pet树脂、asa树脂、无卤阻燃剂、增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂、其他助剂一起加入到转速为300rpm/min的高速混料机中，混合4min，出料，得到混合物；
[0050]
s2、将步骤s1的混合物投入到双螺杆挤出机，经挤出造粒得到无卤阻燃pet/asa合金材料；其中双螺杆挤出机选用弱剪切的螺杆组合，设定双螺杆挤出机螺杆转速为250r/min，主喂料20hz，真空度为-0.08mpa，温度为210℃，经挤出造粒，切粒机的转速为900rpm，收集粒料即可。
[0051]
实施例4
[0052]
一种无卤阻燃pet/asa合金材料，按质量份数由以下材料组成：
[0053]
[0054][0055]
一种无卤阻燃pet/asa合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0056]
s1、将pet树脂、asa树脂、无卤阻燃剂、增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂、其他助剂一起加入到转速为350rpm/min的高速混料机中，混合3min，出料，得到混合物；
[0057]
s2、将步骤s1的混合物投入到双螺杆挤出机，经挤出造粒得到无卤阻燃pet/asa合金材料；其中双螺杆挤出机选用弱剪切的螺杆组合，设定双螺杆挤出机螺杆转速为450r/min，主喂料10hz，真空度为-0.06mpa，温度为210℃，经挤出造粒，切粒机的转速为700rpm，收集粒料即可。
[0058]
对比例5
[0059][0060]
具体制备方法包括以下步骤：
[0061]
s1、按配比称取原料，依次称重加入到转速500rpm/min的高速混料机中，混合5min至均匀，出料，得到混合物；
[0062]
s2、将混合物投入到双螺杆挤出机料斗，选用强剪切的螺杆组合，双螺杆挤出机螺杆转速为400r/min，主喂料20hz，真空度为-0.07mpa，温度为250℃，经挤出造粒，切粒机的转速为800rpm。
[0063]
将上述实施例1-4以及对比例5制得的无卤阻燃pet/asa材料主要物性指标根据相
关检测标准进行实验测试，检测项目包括：弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度(23℃)、密度、阻燃性，其检测标准与检测结果如表1所示：
[0064]
表1实施例1-4与对比例5材料物性指标测试结果
[0065][0066]
根据上述实验数据标明：本发明制备的无卤阻燃pet/asa材料，在23℃条件悬臂梁缺口冲击强度大于12kj/m2、密度在1.16-1.22g/cm3、阻燃v0、拉伸强度大于35mpa、弯曲强度大于60mpa，表明本材料具备较好的刚韧性，满足阻燃材料要求。
[0067]
本发明制备的无卤阻燃pet/asa材料通过一系列增塑剂和热稳定剂复配的的使用，降低材料加工温度，保证阻燃剂在加工中的稳定性；减少酯交换程度，提升材料的热稳定性。
[0068]
本发明制备的无卤阻燃pet/asa材料不仅解决了传统方式生产的阻燃性不稳定，材料热稳定性不好的难题；同时也解决传统阻燃苯乙烯类材料耐候性差，使用范围受限的情况。