硅油改性ABS阻燃性能研究

第 5O卷 第 4期 2011年 7月 厦门大学学报(自然科学版) Journa1 of Xiamen University(Natural Science) Vo1．50 No．4 Ju1．2011 硅油改性 ABS阻燃性能研究 张 超 ，曾，J、兰，李毅伟，李航昱，黄永毅，林国良 (厦门大学 材料学院，福建省防火阻燃材料重点实验室，福建 厦门 361005) 摘要 ：研究硅油及脂肪酸盐复配制备无卤阻燃的ABS材料．考察了不同硅油对 ABS阻燃性能的影响，不同脂肪酸盐与 硅油的协效阻燃作用．研究结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，氨基硅油对 ABS的阻燃效果明显，硬脂酸镁对硅油的协效阻燃作用最大．当 (氨 基硅油)：m(硬脂酸镁)一1：2，添加 5 PHR时，ABS阻燃材料的氧指数达到 31．3． 关键词 ：ABS；硅油；阻燃；氧指数 中图分类号 ：TQ 316．6 文献标志码 ：A 文章编号：0438—0479(2011)04—0739—03 ABS树脂通常是指聚丁二烯橡胶与苯乙烯、丙烯 腈的共聚物与 SAN的掺配物，作为一种热塑性工程 塑料被广泛地应用于电子电器工业、轻工业、汽车工业 以及管材管件等方面口]．但 ABS的氧指数(OI)仅为 17．8，离火后能继续燃烧，并释放出大量的有害气体， 如 HCN，CO等，并产生黑烟，使其应用受 到了限 制 ． 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 剂对它的阻燃效果最好，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．但是，这些含 卤化合物在燃烧中会产生大量的有毒气体，随着全球 安全环保意识的日益加强，人们对防火安全及制品阻 燃的要求越来越高，发展低毒少烟、高效绿色的无卤阻 燃材料也就成为近年来阻燃领域的重要研究课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 之 一 ，有着重要的社会和经济意义． 由于硅油具有 良好 的耐热性 、耐候性 、润滑性和耐 燃性等特性 ，所 以目前 国内外将硅油作为改性剂对塑 料进行改性以实现高性能化、差别化的研究十分活 跃[3 ]．硅油改性 ABS可以大幅度地提高 ABS树脂的 耐热性、耐候性、耐磨性、流动性、脱模性、耐寒性、耐燃 性和润滑性等性 能【5 ]．目前，国外 已研究开发 出一些 硅油改性 ABS的产品[7 ]．但是由硅油与 ABS复合的 耐燃性能还无法达到 UL_94v-0级 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，限制了总的 应用 ，因此研究开发硅油协同阻燃 ABS十分必要． 收穑 日期：2010—08—06 基金项目：福建省重大科技平台建设基金项 目(2009J1009) *现工作单位：福建宁德市公安消防支队 **通信作者 ：clgllin@sina．com 1 实验部分 l-l 原料与试剂 ABS(760A，中国石油大庆石油化工总厂)；甲基 硅油(粘度 500 mPa·S，安徽蚌埠新锐有机硅厂)；含 氢硅油(氢的摩尔分数 0．8 ，安徽蚌埠新锐有机硅 厂)；二甲基硅油(粘度 1 000 mPa·S，厦门银琪有机 硅厂)；羟基硅油(粘度 500 mPa·S，四川成都晨光化 工研究院)；氨基硅油(粘度 1 000 mPa·S，厦门华星 化工有限公司)；乙烯基硅油(乙烯质量分数 5 ，粘度 1 000 mPa·S，自制)；硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铝、 硬脂酸钙、硬脂酸铁均为工业品． 1．2 仪器与设备 双辊筒炼塑机(SK一16x320B，福建永春轻工机械 厂)；塑料制品液压机(6531—45D，福建宁化通用机器 厂)；氧指数测定仪(Hc-2型，江苏江宁 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 仪器厂)． 1．3 制样及测试 样品制备：在 170℃下，ABS通过双辊混炼机塑 炼成片 ，再加入各种添加剂 ，混匀后拉片 出料 ；混炼的 片料在热压机上压制成型．热压的条件：温度为 170 ℃；压力为 20 MPa；热压时间为 5～10 min． 测试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ：0I按 GB 2406—8O测试． 2 结果与讨论 2．1 硅油的种类对 ABS的 OI的影响 硅油是一类分子质量相对较小的液态聚硅氧烷化合 物．由于硅油中含有难燃的硅，硅油中 Si_O键能要 厦门大学学报(自然科学版) 比通常由碳氢化合物所组成的高分子化合物的C—C 键能大得多[9]，燃烧时不易断裂；并且硅油在燃烧条件 下会形成特定的含有 Si一0键的无机隔氧绝热保护 层[1。。，从而起到阻燃的效果． 硅油可 以按硅侧基连接的基 团进行分类．硅油分 子链上的硅侧基接有烷基、苯基或其他活性基团，这些 结构的硅油可分为反应性和非反应性两大类．不同的 侧基具有不同的性质，必然影响对 ABS的阻燃性．将 一 系列粘度相近的不同硅油进行阻燃比较，结果列于 表 1． 表 1 不 同种类硅油对 ABS的 OI的影响 Tab．1 Effects of different kinds of silicone oil on the 0I of ABS 注：硅油的添加量为 6．7 PHR．PHR：表示对每 100份(以质 量计)树脂所添加的份数． 由表 1可见 ，侧基是烷基基团的硅油，如二甲基硅 油 、羟基硅油、乙烯基硅 油阻燃 ABS的 OI普遍较低 ， 仅 20左右，这是因为烷基基团上的 C—C、C—H键能 较小，燃烧条件下易发生断裂．苯基甲基硅油由于含有 刚性的苯环，耐热性较好 ，并且 由于苯环是六元不饱和 碳环，含碳量较高，可以提高材料燃烧时所形成的炭层 的致密性，因此阻燃效果好于侧烷基硅油．含氢硅油则 由于侧甲基的量相对较少，而且硅氢之间易于发生热 交联等原因，所以共混 ABS的 0I较高．氨基硅油是所 有硅油系列中阻燃效果最好的，在 ABS中添加氨基硅 油(氨基质量分数为 0．87 )6．7 PHR，共混 ABS的 OI达到 26．可 能的原 因是氨基易 于发生热反应 引起 硅油本身以及树脂的交联，从而有助于提高材料的阻 燃性． 2．2 硅油／硬脂酸盐复配对 ABS的 OI的影响 硬脂酸盐常作为塑料的热稳定剂，硬脂酸盐与硅 油复配，有望提高硅油的阻燃效果．考虑到脂肪酸烷基 链的长 短 与 ABS的相 容性 差别 较 大，所 以选 用 与 ABS的相容性较佳的硬脂酸盐作为阻燃增效剂．不同 硬脂酸盐与苯基甲基硅油复配阻燃 ABS的 OI如表 2 所示． 表 2 不同硬脂酸盐复配苯基甲基硅油对 ABS的 OI的影响 Tab．2 Effects of blends of phenyl methyl silicone oi1 with different kinds of stearate on the OI of ABS 注：复配物(m(苯基甲基硅油)：m(硬脂酸盐)一3：1)的 添加量为 9 PHR． 由表 2可见 ，不同的金属硬脂酸盐复配苯基甲基 硅油对 ABS的 OI的影响差别较大，其中金属活性较 大的锌盐、铝盐的协效阻燃效果最差 ，基本上无阻燃增 效作用，硬脂酸钙和硬脂酸铁的阻燃增效不明显．硬脂 酸镁对硅油的协效阻燃最为明显，OI提高了 3．3．硬 脂酸镁是聚合物的热稳定剂，可以提高ABS的热稳定 性．有研究表明，燃烧条件下形成的 MgO焦化膜可与 SiC形成致密的皮层，与 SiO形成特殊的玻璃陶瓷保 护阻燃层[6]，从而起到协效阻燃作用． 2．3 氨基硅油／硬脂酸镁的组成对 ABS的 oI的影响 由表 1和 2可知，氨基硅油对 ABS有最佳阻燃效 果，硬脂酸镁对硅油的协效阻燃效果最佳，故将氨基硅 油与硬脂酸镁复配可能达到对 ABS阻燃的最佳效果． 为考察二者的协同效应，寻求氨基硅油／硬脂酸镁的最 佳配比，达到对 ABS阻燃的最佳效果，进行如下试验： 固定复配阻燃剂(氨基硅油和硬脂酸镁 )的总量 ，变更 氨基硅油／硬脂酸镁的配 比，结果如表 3所示． 由表3可见 ，当W／,(氨基硅 油)：m(硬脂酸镁 )为 1：2时，阻燃 ABS的 OI为 31．3，达到了最佳的阻燃 效果．而当m(氨基硅油)： (硬脂酸镁)小于1：2，则 由于阻燃剂氨基硅油的用量太少 ，阻燃 ABS的 OI下 表 3 氨基硅油／硬脂酸镁的配比对 ABS的 OI的影响 Tab．3 Effects of the ratio of amino silicone oil and magnesium stearate on the OI of ABS 注：氨基硅油／硬脂酸镁复配物添加量为 5 PHR． 第 4期 张 超等：硅油改性 ABS阻燃性能研究 降；当 (氨基硅油)：m(硬脂酸镁)大于 l：2，则由于 协效阻燃剂(硬脂酸镁)的量不够，阻燃 ABS的 OI同 样下降． 3 结 论 1)硅油与 ABS复合提高了 ABS的阻燃性，氨基 硅油对 ABS的阻燃作用明显，硬脂酸镁对硅油的阻燃 有明显的增效作用． 2)硬脂酸镁与硅油复配对 ABS的阻燃效果最 好．当仇(氨基硅油)：m(硬脂酸镁)=1：2，复合阻 燃剂添加量为 5 PHR时，ABS阻燃材料的 OI可达 31．3． 参考文献 ： 1-13 王震．ABS阻燃技术进展及其市场需求EJ3．塑料工业， 2006，34(5)：81—84． E2] 林国良，李航昱 ，郑钦健，等．ABS／硅橡胶的阻燃性能研 究[J]．厦门大学学报：自然科学版，2004，43(1)：89—92．’ [3] 朱伟平．硅油改性 ABS的研究及应用[J]．塑料科技， 1999，32(4)：45-50． [4] 朱伟平．硅油用量对 ABS／硅油混合物性能的影响[J]．工 程塑料应用，1999，27(6)：8-11． E53 钟明强，余勇，王立波．ABS的阻燃及力学性能研究[J]． 塑料工业 ，1994(4)：25-28． [6] 周安安．有机硅阻燃剂协同阻燃作用的研究进展[J]．有 机硅材料 ，2005，19(6)：28-31． [7] Masuda Keiyi．Self-lubricating styrenic resin composition- s：Japan，02191650[P]．1990-07—27． [83 Ando Naoki，Ooba Mitsuru．Manufacture of keyboard SW- itch with cood wear resistance：Japan，07211187[P]． 1995-08—11． [9] 王家龙，张新波，张雅娟，等．阻燃 ABS的研究进展[J]．宁 波大学学报：理工版，2006，19(3)：395—401． [10] 张敏，李如刚．有机硅阻燃剂的研究进展[J]．有机硅材 料 ，2009，23(1)：51—54． The Flame Retardant Property of ABS M odified by Silicone Oil ZHANG Chao ，ZENG Xiao—lan，LI Yi—wei，LI Hang-yu， HUANG Yong—yi，LIN Guo—liang (Key Laboratory of Fire Retardant Materials of Fujian Province，College of Materials， Xiamen University，Xiamen 361005，China) Abstract：In this paper，the silicone oil and fatty acid salt were mixed with ABS as halogen-free flame retardant ABS materia1． Through measuring the oxygen index(OI)of ABS blends，the effects of different silicone oils on the flame-retardant property of ABS were explored．The synergistic flame-retardant effects of different fatty acid salts to silicone oil were also considered．The results showed that amino silicone oil had fl better effect in improving the flame retardant property of ABS．The addition of magnesium stea- rate had the best synergistic flame-retardant effect to silicone oil．W hen the mass ratio of amnio silicone oil and magnesium stearate is 1：2，with 5 PHR additive amount，the OI of ABs can reach 31．3． 1【ey words：ABS；silicone oil；flame retardant；oxygen index