细说阻燃ABS三大配方流派,没有最优秀只有最合适
阻燃ABS作为热门改性材料,一直以来广泛应用于家电、电子电器、蓄电池等领域。它克服了普通ABS易燃的特点,无形中保护了群众生命财产的安全。虽然溴锑系阻燃体系占据了大部分市场,但其另外两个体系,无卤阻燃和PVC/ABS合金体系,也在不少地方有着应用。
● 溴系阻燃ABS?体系
溴系阻燃是用途最广泛、也是最经典的阻燃ABS体系,一般采用的溴系阻燃剂有四溴双酚A、溴代三嗪、十溴二苯乙烷,辅以三氧化二锑。这个阻燃体系阻燃性能稳定,适用范围广,成本适中,优点较多。
● 无卤阻燃ABS体系
这个体系比较少见,原因主要适合ABS的无卤阻燃剂成本较高,如PX-220成本高达40000元/吨以上且添加量通常要加到25%以上,还只能做到V1-V2级。而做到V0级的无卤阻燃ABS力学性能奇差,几乎很难使用。如果要说优点,那就是无卤阻燃ABS的比重只有1.08左右(溴系通常是1.18),而燃烧时发烟量较小,相对更加环保。成本上几乎没太大的优势。目前主要欧洲有些国家出口有无卤需求,用途是打印机骨架等对燃烧要求不高的场景。但随着溴系阻燃剂越来越多的地方受限,无卤阻燃剂的发展越来越快,相信无卤阻燃ABS未来可期。
● PVC/ABS合金阻燃体系
这个体系的产品一直以来都因为容易腐蚀模具而广受诟病,主要是一些改性厂在生产ABS的时候添加PVC充当阻燃剂却不告知客户,导致下游客户有一定的损失。首先肯定的是PVC/ABS合金也是阻燃ABS体系的一种。PVC本身阻燃性能较好,而且与ABS的相容性也不错,更重要的是PVC价格低廉,才8000元左右每吨,所以PVC/ABS阻燃料的成本要大幅低于传统阻燃ABS。但是这个产品对注塑工艺和模具是有一定要求的,首先PVC/ABS的注塑温度不能太高,一般为165-175℃,加工窗口很窄,温度高了PVC直接分解产生HCL气体迅速腐蚀模具,温度低了成型困难。而停机滞留更是大忌;另外一般如果确认要用PVC/ABS长期生产,最好是开不锈钢模具,否则极易导致腐蚀。而PVC/ABS做出来的产品,热变形温度普遍是偏低的,硬度和刚性稍差。虽然PVC/ABS的缺点较多,但本着“降本既是王道”,这个产品还是广泛的用于排插等领域。当然其模具和工艺也要特殊调校了。
一文掌握ABS塑料性能及防火、耐热、抗静电等改性ABS制作方法
ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物, 作为综合性能非常优越的塑料品种之一,ABS一方面市场应用在不断开拓,另一方面,通过新品种的开发和技术改性及合金研究,它日趋成为第六大工程塑料,特别是通过改性,ABS衍生出更多的新品种。它可与多种树脂配混成合金,种类多、应用广,是主要改性塑料。
ABS物理特性
ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂,无毒、无味、吸水率低,具有良好的综合物理机械性能,如优良的电性能、耐磨性,尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等,且易于加工成型。缺点是耐候性,耐热性差,且易燃。
ABS塑料力学性能
ABS有优良的力学性能,其冲击强度极好,可以在极低的温度下使用;ABS的耐磨性优良,尺寸稳定性好,又具有耐油性,可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大,但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。
ABS的应用范围
高光泽ABS用于吸尘器,电扇、空调器、电话机等家电制品,靠控制ABS中橡胶粒径R+(较小)来达到,低光泽ABS用于仪表盘、仪表罩、柱状物等汽车内饰件,用填加粗填料方法使表面微观收缩,降低表面光泽。
ABS的种类及特性
防火(阻燃)级ABS
ABS属于易燃材料,按照UL94标准属于HB级别。ABS着火时燃烧速度快,并放出大量毒气和黑烟,不利于实际应用。随着科技进步和生活质量的提高,人们安全意识越来越强,国内外对汽车、建筑、家用电器、办公用品等方面使用的塑料材料提出了严格的防火阻燃要求,制定了相应的技术标准与规范,因此阻燃ABS的研究也就具有了相当重要的意义。
降低ABS树脂燃烧性主要有三个途径:
1、使用阻燃性聚合物与ABS共混,如CPE、PVC;
2、对现有的ABS进行化学改性,如加入三溴苯乙烯作为第四单体制备四组分的ABS;
3、通过通用的方法想ABS中加入阻燃剂,包括无机阻燃剂(如MoO3)和有机阻燃剂(如卤素化合物、磷类阻燃剂)。阻燃型具有高效的阻燃作用,但其他性质可能不好(如老化、成本高)。化学改性ABS需要特定的生产过程,工艺更复杂,第三种方法在成本和性能之间取得了平衡,并且在设计多功能材料方面更具有灵活性。目前,ABS材料的阻燃改性以添加高效含卤阻燃剂为主。
耐热(耐高温)级ABS
耐热ABS树脂的热变形温度一般在90~105℃,具有良好的耐热性、韧性和流动性。可用于汽车门、后轮罩内板、面板等制作,应用于家电领域,如微波炉、电饭煲、电吹风等。
ABS耐热性可通过降低橡胶含量、增加SAN分子量和丙烯晴含量而提高,但采用添加耐热单体或耐热助剂开发耐热级ABS的方法更受人们的关注。在ABS树脂中引入α-甲基苯乙烯(MS)、马来酸酐(MA)和马来酰亚胺(MI)可提高ABS的耐热性。
其途径主要有两种:
1、将MS、MI等作为第三单体与苯乙烯、丙烯晴共聚,增加基体树脂刚性,提高其Tg 。MA与AN的共聚物比相同AN含量的SAN耐热性好,其维卡软化温度分别为123℃和103℃。二者的耐化学性和物理性能相似,生产方法也可通用。基于MS的材料颜色比基于苯乙烯的材料黄。实际生产时,MS仅部分替代苯乙烯,得到SMSAN共聚物。替代比例取决于耐热性的要求。
2、把耐热性更好的苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)或苯乙烯-马来酰亚胺共聚物(SMI)作为共混物组分加入到ABS树脂中。SMA的维卡软化点温度可达150℃。然而,SMA在更高温度是不稳定。会释放二氧化碳,因而必须释放是其保持足够稳定并在260℃一下可加工,否则制件会有放射纹产生。在SMA中加入1%的受阻酚抗氧剂和硫酯协效剂可使其稳定。SMI可应用在需要高于SMA和MS所能所能提供耐热性的场合。苯乙烯与MI共聚的生产工艺与SAN相同。SMA与氨或胺反应而亚酰胺化,也可制备SMI。SMI高温时热稳定性好,不产生放射纹。
抗静电级ABS
SAN的电阻性能应AN极性性质而较PS略有降低,但仍具有足够的绝缘性。ABS的表面静电荷在加工、运输、使用中引发吸附尘土、脱模困难、静电放电等问题。
因此,ABS制品需要具有一定导电性,以防止内部放电,甚至可以屏蔽外界对精密电子元件的电磁干扰。添加抗静电剂可防止静电荷产生或消散静电荷,是制备抗静电级ABS的主要方法。
抗静电剂可在ABS加工之前或加工的过程中添加。
根据添加方式,抗静电剂的种类如下:
(1) 外抗静电剂,以水或醇溶液的形式涂覆于ABS制品的表面,最经常使用的是季铵盐。季铵盐可降低制件表面电阻,但在制件使用、清洁等过程中易被除去,因此广泛应用于防止显示器部件积灰等短期用途。
(2) 内抗静电剂,在ABS加工时添加,添加量少(0.1%~3%),和ABS一定程度的相容。内抗静电剂分为迁移性抗静电剂和永久性抗静电剂,迁移性抗静电剂为离子型或非离子型表面活性剂,疏水部分与ABS有限相容,亲水部分在ABS内部迁移至表面后可吸附水增加表面导电性。
表面的抗静电剂除去后,内部的抗静电剂仍可持续迁移至表面,直至全部耗尽,因而使用的时间较外静电剂长。永久性抗静电剂不发生迁移,包括导电性高的填料(如炭黑、金属涂覆的碳纤维、不锈钢丝)、亲水性高分子材料(如聚氧乙烯共聚物)和导电高分子材料(如聚丙烯晴、聚噻吩)。其中,亲水性高分子材料低,主要应用于办公自动化设备。导电填料不适用于注明颜色、透明度的用途以及电子领域。
常见的抗静电级ABS如下表
抗静电级ABS典型性能
在相同的配方条件下, 共混设备和共混工艺及注塑工艺等生产条件对最终产品性能都有很大的影响, 如混合温度、停留时间、螺杆转速、挤出产量、注塑温度、模具温度等都会直接影响最终产品的性能。
干货分享|你知道ABS原料是什么吗?
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说起ABS,它是本世纪发展起来的通用热塑性工程塑料,具有良好的刚性、硬度和加工流动性,且韧性高,为工业生产生活和各个工程领域带来了便利和使用需求,今天我们就来看看ABS原料的基础常识,供优品包材系统的采供朋友们参考:
原料定义中文名:ABS塑料
化学名:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
英文名:Acrylonitrile Butadiene Styrene
ABS树脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、1,3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体的接枝共聚物,简称ABS。它的分子式可以写为(C8H8·C4H6·C3H3N)x,但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物,其中,丙烯腈占15%~35%,丁二烯占5%~30%,苯乙烯占40%~60%,最常见的比例是A:B:S=20:30:50。ABS塑料的成型温度为180-250℃,但是最好不要超过240℃,此时树脂会有分解。随着三种成分比例的调整,树脂的物理性能会有一定的变化。
原料特性1、丙烯腈(ACRYLONITRILE)提供抗化学性、表面硬度,丁二烯(BUTADIENE)提供橡胶韧性、耐冲击性,苯乙烯(STYRENE)提供表面光泽及易加工性;
2、同其它材料的结合性好,易于表面印刷、涂层、镀层处理;
3、韧性好、抗冲击、耐磨性优良、尺寸稳定性好,但是弯曲强度和压缩强度属塑料中较差。力学性能受温度的影响较大;
4、在-40℃时仍能表现出一定的韧性,退火处理后热变形温度可提高10℃;
5、电绝缘性较好,并且几乎不受温度、湿度、频率的影响,可以在大多数环境下使用,介电常数为3;
6、不受水、无机盐、碱和多种酸的影响,但可溶于酮类、醛类、氯代烃中,受乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂;
7、耐候性差,在紫外线的作用下容易产生降解;放在户外半年后,冲击强度会降低一半;
8、易燃,火焰呈黄色,有黑烟、烧焦但不滴落,并发出特殊的肉桂味,有阻燃级产品;
9、熔体黏度较高,其流动性比PVC好,但是比PE、PS 和PA差,和POM与HIPS相似;ABS的流动特性属于非牛顿流体。
原料成型加工?ABS具有良好的成型加工性,制品表面光洁度高,且具有良好的涂装性和染色性,可电镀成多种色泽。比热容较低,在模具中凝固较快,模塑周期短,制件尺寸稳定,表面光泽。
ABS的热稳定性好,不易出现热降解现象。ABS的吸水性较高,吸水率: 0.2%~0.7%,加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为80℃-85℃,2~4小时;对特殊要求的制品(如电镀),则需70℃-80℃,10-18小时(水分控制在0.2%以下)。
ABS制品在加工中易产生内应力,如应力太大或制品对应力开裂绝对禁止,应进行退火处理,具体方法是制品置于70℃-80℃的热风循环干燥箱内2-4小时,再冷却到室温即可。
ABS可用注塑、挤出、压延、吸塑及吹塑等方法成型,并以注塑法最广,挤出法次之。
注塑模工艺条件?1. 注射温度
180~ 270℃(适宜加工温度范围220~250);(注塞式机,炉温维持在180~230;螺杆机,炉温维持在160~220)
2. 模具温度
一般模温65~85℃,生产具有较大投影面积制件时,定模温度要求70~80,动模温度要求50~60.(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。
3. 注射压力
采用较高的注射压力。
4. 注射速度
中高速度。
5. 料量控制
每次注射量仅达标准注射量的75%
6. ABS的“阻燃添加剂”
对 ABS塑料具有较好阻燃作用的主要有磷系、卤系有机物及某些无机化合物,其中无机阻燃剂在ABS中添加量需要达到 40%以上才有较明显的效果,同时由于其添加量大,因此会严重损害ABS的物理力学性能。而磷系阻燃剂品种、数量较少,且多数又为液体和低熔点化合物,不适用于ABS的造粒加工工艺。因此,当前对于ABS的阻燃体系主要采用卤系阻燃剂,其中阻燃效果最好的为含溴有机化合物,如十溴联苯醚 (DBDPO)、四溴双酚A等。
原料来源?ABS来源较多,主要有镇江奇美、拜耳、LG化学、GE塑料、BASF、中石油、中石化等品牌供应商。
价格走势图?ABS会受原油市场影响,目前ABS主流报价在11600元/吨~13000元/吨之间,略有涨幅。
化妆品包材应用??在化妆品包材中,应用多样,如塑瓶配套的瓶盖外盖、塑瓶肩套、口红管外壳等都是ABS制造的。
可持续发展??ABS是一种可再生材料,可以根据不同的需求加工某个方面的属性,制造出对应的产品即可,这样也不会让资源有太大的流失。再加上技术的发展进步,使得现在的再生塑料具有着一定的弹性、较高的强度以及耐磨的性能和较好的绝缘性能。