硼酸锌在阻燃ABS配方中的作用

硼酸锌在多种塑料，树脂中具有阻燃和协效作用，并且具有提升氧指数，成炭阻燃的效果，对材料的冲击性能，拉伸性能随着配方的不同而表现出不同的效果。硼酸锌在阻燃ABS配方中的作用有哪些呢？下面我们从ABS阻燃的三个配方中加以分析。

一，原料及配方

以下三种配方顺序排列，分别为配方1/配方2/配方3

ABS：100/100/100

ABS高胶粉：--/--/10

酚醛环氧树脂（NE）：8/8/8

NE/有机蒙脱土（OMMT）：0.5/0.5/0.5

纳米复合物双酚A二（苯基）磷酸酯（BOP）：12/12/12

K5609偶联剂：---0.5/0.5

硼酸锌：---3/3

其他助剂：适量/适量/适量

二，制备方法

有机蒙脱土的制备；在三口烧瓶中加入适量的Na-MMT和水，搅拌升温至80℃。待Na-MMT充分分散后，加入一定量的有机插层剂OTAC，恒温下搅拌15h。出料，过滤，洗涤，直至洗涤之后的水用AgNO3溶液检测无白色沉淀为止，80℃真空干燥24h，研磨成粉末过筛，得到有机蒙脱土(OMMT）。NF/OMMT纳米复合物的制备：在烧瓶中加入适量酚醛环氧树脂和有机蒙脱土，加热至70℃，搅拌制备。然后加入适量BDP搅拌制得复合阻燃剂，记作：NE/OMMT-BDP。阻燃ABS的制备：将ABS在双辊练胶机上于170~190℃塑炼后加入预先混合好的阻燃配料，混练均匀后出料于平板压机上压片、制样。

三，性能与效果

1，配方1

①BD与酚醛环氧树脂的协同阻燃效果在所研究范围内明显好于磷酸三苯酯TPP与酚醛环氧树脂的阻燃效果：氧指数升高，同等质量保持率下热质量损失温度升高约50~100℃。在阻燃复合物添加总量15%时，NE与BDP的**质量比为2：3。

②适量的有机蒙脱土与BDP/NE阻燃体系有一定的协同阻燃效应。当NE、OMMT和BDP质量分数分别为6%、0.5%和9%时，阻燃ABS的LOI、热释放速率峰值（pHRR）和平均热释放速率（mHRR）分别是39.0、508kW/m2和220.4kW/m2，比未添加OMMT的阻燃ARS的LOI提高了10%，PHRR和mHRR则分别降低11%和8.7%。

③在所研究范围内，随着NE用量不断增加，拉伸强度略有提高；随着OMMT用量的增加，材料的冲击强度缓慢下降，而拉伸强度则变化不大。

2，配方2

①偶联剂 KH560对材料阻燃和冲击性能的改善优于KH550。添加0.5%的KH560时，偶联剂与NE/OMMT-BDP阻燃ABS体系有一定协同效应，体系的氧指数出现**值；两种偶联剂对冲击强度的影响趋势一致，都在0.5%添加量出现极大值，而且KH560的改性值全面高于KH550的改性值。

②硼酸锌用量在一定范围内与NE/OMMT-BDP阻燃ABS体系也有协同效应。随着硼酸锌ZB用量增加，氧指数先增大后减少。当用量为4%时，阻燃ABS的LOI、热释放速率峰值（pHRR）和平均热释放速率（mHRR）分别是43.5、350kW/m2和215.0kW/m2。与不加硼酸锌ZB相比，LOI提高12%，pHRR和mHRR则分别降低36%和17.0%。

③硼酸锌用量的增加使冲击强度明显下降，而对拉伸强度则是先升后降。在硼酸锌添加量为3%时，拉伸强度最高，达到37.4MPa。

3，配方3

采用ABS高胶粉增韧改性酚醛环氧树脂（NE）/有机蒙脱土（OMMT）纳米复合物与双酚A二（二苯基）磷酸酯（BDP）阻燃ABS体系的增韧效果优于SBS。ABS高胶粉对氧指数和拉伸强度影响较小。当高胶粉用量10%时，可得到氧指数达到42.5%，冲击强度为9.60kJ/m2，拉伸强度为35.62MPa，具有较好综合性能的无卤阻燃ABS。

如果配方合理，硼酸锌与磷氮，溴，磷酸酯类阻燃剂有协效作用，适当增加硼酸锌的用量，对材料的氧指数，阻燃等级有所提升，对冲击，拉伸，弯曲性能影响不大。