基于苯并噁嗪树脂的无卤阻燃ABS的研究

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首次采用苯并噁嗪树脂(BOZ)协同磷系阻燃剂制备了无卤阻燃ABS。苯并噁嗪是由酚类化合物,甲醛和胺类化合物合成的含有氮和氧的六元杂环化合物,它们具有很好的耐热性和较高的残炭率,还能通过加热或催化剂作用发生开环聚合反应,生成类似酚醛树脂的网状结构,固化温度与ABS树脂成型温度相当,可用于协同阻燃ABS。本文首先采用苯并噁嗪树脂(BOZ)与磷酸三苯酯(TPP)复配制备了无卤阻燃ABS。研究了阻燃体系各组分配比及用量对ABS的阻燃性能、力学性能及表面光泽度的影响。结果表明:BOZ与TPP对ABS具有良好的协同阻燃作用,当BOZ与TPP质量比为2:3,总添加量为30份时,可制备氧指数达33.7%,并具有较好力学性能的无卤阻燃ABS。TGA曲线显示,TPP能促进BOZ成炭。表面光泽度结果显示,BOZ的加入可提高ABS的光泽度。然后选用ABS高胶粉(ABSHR)和丁腈橡胶(NBR)对BOZ/TPP/ABS无卤阻燃体系进行增韧改性;探讨了增韧剂对ABS无卤阻燃体系的阻燃性能和力学性能的影响;同时采用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对其断面形态进行表征。结果表明:ABSHR添加量为10份时体系的冲击强度提高了35%,对拉伸强度和氧指数影响较小;NBR添加量为10份时体系的冲击强度从4.62KJ/m2提高到26.3KJ/m2,提高了469%之多。体系的拉伸强度和氧指数有所下降。DMA显示在丁腈橡胶增韧的体系中,苯并噁嗪树脂的Tg与ABS高胶粉增韧体系相比向低温方向移动了4.6℃。最后,为了进一步提高ABS的阻燃性能,采用苯并噁嗪(BOZ)与微胶囊化红磷(MRP)复配制备了无卤阻燃ABS。研究了BOZ/MRP质量比和用量对阻燃ABS性能的影响;同时用SEM分析了炭层形貌。然后固定BOZ和MRP的用量,考察NBR的添加量对BOZ/MRP/ABS阻燃体系阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,BOZ/MRP质量比为3:2,总量为20%(质量分数)时,可制得氧指数达24.4%,垂直燃烧达UL-94V-0级的无卤阻燃ABS;BOZ受热产生的酚羟基与红磷燃烧产生的聚磷酸在高温下发生酯化反应减缓了ABS的分解;NBR添加量为8%时,阻燃体系垂直燃烧达V-0级,拉伸强度为30.8MPa,缺口冲击强度达11.4KJ/m2。
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