ABS 阻燃改性全解析

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一、ABS 樹脂簡(jiǎn)介

ABS 樹脂是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三種單體共聚而成的熱塑性聚合物，其性能介于通用塑料和工程塑料之間。憑借耐沖擊、耐熱、耐低溫、耐化學(xué)品、易加工成型以及表面光澤性好等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電器、紡織、器具和建材等多個(gè)領(lǐng)域。然而，ABS 屬于可燃性材料，氧指數(shù)僅為 22%，著火時(shí)燃燒速度快且煙量大，因此對(duì)其阻燃性進(jìn)行提升顯得尤為重要。

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二、ABS 阻燃的重要性

在高分子材料廣泛應(yīng)用的背景下，人們對(duì)材料阻燃性能的要求日益提高，我國(guó)對(duì)高分子材料阻燃化的要求也愈發(fā)迫切。雖然添加阻燃劑可改善?ABS 的阻燃性，但會(huì)降低其物理力學(xué)性能，尤其是沖擊性能，同時(shí)阻燃劑價(jià)格較高，增加了生產(chǎn)成本。目前國(guó)內(nèi)多使用十溴二苯醚（DEBDE），其溴含量高、熱穩(wěn)定性優(yōu)異、添加量小且阻燃效果好，但隨著高新技術(shù)發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)阻燃劑的性能提出了更高要求，未來(lái)阻燃劑將朝著無(wú)鹵、高效、低煙、低毒、多功能的復(fù)合型方向發(fā)展。

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三、改善?ABS 阻燃性能的主要方法

1.?改變?ABS 共聚物組分 ：加入反丁烯二酸酯或三溴苯乙烯等第四單體進(jìn)行共聚合，得到四組分阻燃共聚物，阻燃持久性好，但工藝復(fù)雜、成本高，較少采用。

2.?混合高阻燃性樹脂?：加入大量高阻燃性樹脂（如?PVC、CPE 等）雖有效，但會(huì)顯著影響 ABS 的原有性能。

3.?添加無(wú)機(jī)阻燃劑?：如?Al(OH)?、Mg(OH)?、MoO?等，需大量添加（通常 60 份以上）才能有明顯阻燃效果，會(huì)使聚合物的力學(xué)和加工性能下降，失去使用價(jià)值。

4.?添加有機(jī)阻燃劑?：鹵素化合物、磷類阻燃劑等添加量少、阻燃效果好，但存在耐候性差、價(jià)格高、燃燒時(shí)冒黑煙等問題。目前多采用綜合后三項(xiàng)添加型阻燃方法，制備低煙阻燃?ABS 體系。

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四、ABS 阻燃劑的種類

1.?有鹵阻燃劑

• 溴系阻燃劑

-?多溴二苯醚類?：如八溴二苯醚和十溴二苯醚，效率高、用量少，產(chǎn)品力學(xué)性能好且價(jià)格適中，但不符合?RoHS 禁令，已禁用。

-?十溴二苯乙烷（DBDPE） ：含非游離溴，燃燒時(shí)不產(chǎn)生 RoHS 禁令嚴(yán)禁物質(zhì)，成本與十溴二苯醚相當(dāng)，毒性低，可替代多溴二苯醚類作為 ABS 阻燃劑。

-?溴化環(huán)氧樹脂?：由四溴雙酚?A 合成，具有優(yōu)良熔融流動(dòng)性、較高阻燃效率、熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性及較好物理力學(xué)性能，是理想的 ABS 阻燃劑。

• 氯化聚乙烯（CPE）阻燃劑 ：白色粉末，無(wú)毒，170℃以上分解放出氯化氫氣體。分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有優(yōu)良耐熱老化性、耐寒性等，與多種高聚物相容性好，可作為 ABS 等的改性劑和阻燃劑，且價(jià)格比 ABS 低，是阻燃 ABS 改性的理想選擇。

• CPE 與 Sb?O?的協(xié)同阻燃效應(yīng) ：在 ABS 與復(fù)合阻燃劑 DBDPE/Sb?O?的材料中加入 CPE，可提高氧指數(shù)，降低熱釋放速率、有效燃燒熱、質(zhì)量損失速率，同時(shí)沖擊強(qiáng)度大幅提高，生煙速率顯著降低，說(shuō)明 CPE 和 Sb?O?之間存在協(xié)同效應(yīng)，且 CPE/Sb?O?對(duì) ABS 有抑煙作用。

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2.?無(wú)鹵阻燃劑

• 氫氧化鋁與氫氧化鎂?：無(wú)鹵、無(wú)毒、抑煙、價(jià)廉，以凝聚相阻燃機(jī)理和冷卻機(jī)理阻燃，但單獨(dú)添加用量大，對(duì)樹脂力學(xué)性能影響大，一般不作主阻燃劑使用。

• 包覆紅磷：阻燃效率高，以凝聚相阻燃為主，但單獨(dú)使用效果不明顯，與其他協(xié)效劑并用可取得較好阻燃效果。如包覆紅磷用量?9%、氫氧化鋁用量 20% 時(shí)，可得到力學(xué)與阻燃性能較理想的環(huán)保阻燃型 ABS。

• 磷氮復(fù)合阻燃劑?：含氮阻燃劑通過分解產(chǎn)生不燃性氣體阻燃，常見的有三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸鹽（MCA）、三聚氰胺焦磷酸鹽等。磷 - 氮阻燃劑利用氮化合物受熱放出的不燃性氣體阻斷氧供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)阻燃增效和協(xié)效。

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五、ABS 阻燃劑的發(fā)展趨勢(shì)

1.?環(huán)保化、低毒化?：鹵系阻燃劑雖仍是主要品種，但無(wú)鹵阻燃劑及環(huán)境友好型阻燃劑需求將增長(zhǎng)，因其燃燒時(shí)不會(huì)生成有毒及腐蝕性物質(zhì)。

2.?高效化、多功能化?：開發(fā)高效、多功能阻燃劑，可減少對(duì)基材物理力學(xué)性能的影響，同時(shí)有利于減少污染、降低成本。

3.?納米化、微膠囊化?：無(wú)機(jī)阻燃劑的阻燃效果差、添加量大，需采用新技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，如超細(xì)化、表面改性、大分子鍵合等是其發(fā)展方向。

4.?復(fù)配技術(shù)的應(yīng)用?：利用磷元素替代鹵素，通過體積膨脹阻燃，添加后阻燃劑發(fā)泡交聯(lián)形成穩(wěn)定炭化層，可阻熱、減少氧氣進(jìn)入、防止熔融聚合物下滴，降低煙濃度及有機(jī)物排放，且具有較好的高溫穩(wěn)定性、易加工性和著色性能。

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在阻燃劑研發(fā)的浪潮中，銀塑阻燃公司脫穎而出，其推出的?ABS-XT-22M 和 ABS-P-20M 兩款阻燃劑，為 ABS 阻燃改性提供了新的選擇。ABS-XT-22M 以高效的阻燃性能，即使在較低添加量下，也能顯著降低 ABS 材料的燃燒速率，提高其氧指數(shù)，同時(shí)對(duì) ABS 材料的力學(xué)性能影響較小，能較好地保持材料的韌性和強(qiáng)度。而 ABS-P-20M 則以其獨(dú)特的配方和工藝，在賦予 ABS 優(yōu)異阻燃性的同時(shí)，還具備良好的加工流動(dòng)性，使得生產(chǎn)過程更加順暢，成品率更高。這兩款阻燃劑不僅符合當(dāng)前阻燃劑發(fā)展的環(huán)保、高效趨勢(shì)，還為企業(yè)的 ABS 阻燃改性提供了可靠的解決方案，助力企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，推動(dòng) ABS 材料在更多領(lǐng)域的安全應(yīng)用。

綜上所述，隨著科技的不斷進(jìn)步和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，ABS 阻燃改性領(lǐng)域正在快速發(fā)展。通過不斷探索新的阻燃方法、研發(fā)新型阻燃劑，我們有理由相信，未來(lái) ABS 材料將在阻燃性能和綜合性能上實(shí)現(xiàn)更大的突破，為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)更多的安全保障和便利。