阻燃ABS的流动性及CPE对其增韧的研究

目前,塑料的阻燃性能日益受到人们的重视。各国都制定了不同的阻燃标准。许多行业,如电子行业往往需要性能优异且具有阻燃功能的塑料。而大多数塑料是可燃的,一般阻燃场合都要求塑料的氧指数达到30左右。ABS作为综合性能优良的工程塑料,氧指数在18左右,属易燃性塑料。因此,ABS只有进行阻燃改性后才能在更广阔的领域中被应用。

由于卤系阻燃剂阻燃效果好、对塑料力学性影响小而被大量应用。虽然卤系阻燃剂在燃烧时产生大量HBr烟,对人体有害,但我国目前主要应用的仍是卤系阻燃剂,包括溴系阻燃剂和氯系阻燃剂。其中,溴系阻燃剂的阻燃效果好于氯系。ABS常用的溴系阻燃剂有TBBPA、DBDPO、八溴联苯醚(OBDPO)、六溴苯等芳香族溴化物。阻燃改性过程中常选用溴系阻燃剂和三氧化二锑(Sb2O3)复配使用,以产生协同作用。

ABS中加入阻燃剂后其力学性能往往下降很多,尤其是抗冲击性能。为此,必须对阻燃ABS进行增韧,常用的增韧剂有CPE、SBS等。其中,CPE因增韧的同时还具有一定的阻燃作用而被大量使用。

ABS中加入TBBPA、DBDPO后,在一定程度上增加了ABS的流动性。不同的加工条件通常要求ABS有不同的流动性,如适于挤出的ABS要求具备低流动性,适于注射加工的ABS要求具有高流动性。因此,研制不同流动性的阻燃ABS是十分必要的。

ABS中加入溴系阻燃剂与Sb2O3复配体系后,当溴质量分数达到8%、m(溴系阻燃剂):m(三氧化二锑)=1∶(2～3)时,阻燃ABS燃烧性能可达到UL94V20级。

随着温度升高,两种阻燃ABS的流动性均增加,但只含TBBPA的阻燃ABS流动性增加的比率更高一些,尤其是温度高于200℃时,只含TBBPA的阻燃ABS流动性增加得更为明显。

随着温度增加,两种阻燃ABS的流动长度均不断增加,且在温度低于200℃时两种阻燃ABS的流动长度随温度变化比率基本相同。当温度高于200℃时,只含TBBPA的阻燃ABS的流动长度增加得明显快于含DBDPO的阻燃ABS。

因此,当温度高于200℃时TBBPA完全融化,而DBBPO不能融化,随着温度的升高,TBBPA的粘度不断降低,因而有利于ABS分子之间的流动,故在ABS分子间充当了内润滑剂的作用,从而大大地改善了阻燃ABS的流动性。

随着CPE质量分数的增加,阻燃ABS的冲击强度不断增加,当CPE质量分数小于5%时,阻燃ABS的冲击强度提高得较为明显,提高值均为24%,而CPE质量分数由5%增加到15%时,冲击强度只提高了20%。

不同阻燃剂对阻燃ABS流动性的影响不同,TBBPA、DBDPO均可使阻燃ABS流动性增大,但TBBPA使阻燃ABS流动性增加得更多,提高其加入比例,对提高阻燃ABS流动性更有利。

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