阻燃ABS树脂及其合金的研究进展

周晓阳（大庆石化公司化工三厂,黑龙江 大庆 163714）

阻燃ABS树脂及其合金的研究进展

周晓阳
（大庆石化公司化工三厂,黑龙江 大庆 163714）

ABS是以丙烯睛一丁二烯一苯乙烯三种单体聚合而成的三元共聚物，其阻燃性能主要通过添加反应型阻燃剂、与含卤阻燃剂共混以及与高阻燃性聚合物共混而成。本文着重对阻燃ABS树脂及其合金的研究进展进行探讨。

ABS树脂；合金；阻燃；研究

ABS树脂以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种化学组成，其在耐化学性、抗冲击性以及抗电性等方面具有优异性能，被广泛的应用于建筑、电子电器以及汽车材料方面。当前，国家对部分建筑、电子产品以及汽车配件等阻燃性要求逐步加大，研究和开发阻燃ABS树脂体系具有重要的现实意义和指导作用。

阻燃ABS树脂体系开发途径主要包括三个方面[1]：

（1）在ABS树脂中加入含卤阻燃剂进行共混；

（2）将ABS树脂与高阻燃性聚合物共混形成阻燃ABS树脂合金体系；

（3）ABS聚合过程中加入反应型阻燃剂。下面进行逐一分析：

1 ABS树脂与含卤阻燃剂共混

当前，主要选用含氯和含溴两种阻燃剂与ABS树脂进行共混，具体为[2]。

1.1 含溴阻燃剂

含溴阻燃剂作为一种典型的阻燃材料，以多溴二苯醚类为代表，其在阻燃ABS及其合金材料中应用广泛。最早在ABS树脂体系中通过加入十溴二苯醚和八溴二苯醚进行阻燃，其特点是成本低、阻燃性能优异和所需阻燃剂量较少。但是，后期研究发现由上述两种阻燃剂制成的阻燃ABS树脂产品其对人体和环保具有不良影响，而逐渐被二苯并二呋喃和二苯并二噁烷替代。

后期，以四溴双酚A为典型代表的含溴阻燃剂，其较多溴二苯醚类阻燃剂无论是在对ABS树脂各项性能影响方面，还是毒性性能方面都较为优异。同时，由于四溴双酚A热稳定性较好，其与ABS树脂共混后，可进行熔融加工，且改性后树脂体系抗冲击性能提高。

随着对含溴阻燃剂研究的不断深入，以Saytex系列和BE-2000溴化环氧阻燃剂为代表的含溴阻燃剂，被广泛应用阻燃ABS树脂合成之中。其中，Saytex系列含溴阻燃剂具有较高熔点，其应用于ABS树脂中不易被分解，可有效的提升阻燃ABS树脂体系的热变形温度；BE-2000溴化环氧阻燃剂在加工性能、抗热老化性能、抗腐蚀性能等方面较为优异，其应用于阻燃ABS树脂体系后，对于阻燃材料的耐热性不产生不利影响，且提升了阻燃材料的耐紫外性能。

1.2 含氯阻燃剂

较含溴阻燃剂，含氯阻燃剂单独应用于阻燃ABS树脂中阻燃效果不显著，并且含氯阻燃剂成本普遍较高，因此常将含氯和含溴阻燃剂混合方式进行阻燃处理。研究发现，含氯和含溴阻燃剂配合应用时，C-Cl键与C-Br键发生协同作用，可有效的提升阻燃ABS树脂体系的阻燃效果和力学性能，并且有利于成本的降低。

总之，含卤阻燃剂在ABS树脂体系中的应用，一方面可以有效的提升ABS树脂体系阻燃性能，一方面其成本价格较为低廉，所以被广为应用。但是，由于含卤材料在燃烧过程中常出现有毒有害气体，不利于人体和环境，使得含卤阻燃剂逐渐被低卤或无卤阻燃剂替代。

2 ABS树脂与高阻燃性聚合物共混

根据ABS分子结构特点，通常选用以PC、PVC为典型代表的高阻燃性混合物作为阻燃ABS树脂合金材料，具体分析有[3]。

2.1 PC/ABS合金

PC材料具有一定的阻燃效果，其与ABS树脂混合后所得的PC/ABS合金在耐热性、抗冲击性方面有显著提升，但PC成本较高，常选用其他阻燃剂与PC配合使用，既可以提高阻燃性，又可以降低成本。

国内已经开展了PC/ABS合金制备和改性方面工作，例如孙清等人通过在PC/ABS混合物中加入三氧化二锑和十溴二苯醚，可有效的提升合金材料的阻燃性，但不利于合金材料的抗冲击性能；而刘岚等人通过在四溴双酚A中加入10%左右的PC，对PC/ABS合金材料进行改性发现，随着阻燃剂体系加入量增加，其氧指数明显提升，有效的提高了PC/ABS树脂体系的阻燃性。

2.2 PVC/ABS合金

虽然PVC具有一定的阻燃效果，但是在PVC/ABS合金中，当PVC加入量低于合金总重的三分之一时，其阻燃效果不佳。随着PVC加入量提高，PVC/ABS合金阻燃性能明显提高，但是当PVC加入量高于合金总重的80%以上，PVC/ABS合金在热稳定性、抗冲击性和耐热性等方面明显降低。因此，PVC/ABS合金中PVC含量至关重要。

分析PVC阻燃机理可知，PVC在高温下分解产生HCl，在聚合物热裂过程中生成H*和自由基HO*，而HCl与该自由基结合后生成了水分子、氯分子和氢分子，并且同时有HCl分子产生，循环反应直至火焰被熄灭。

国内陈桂兰等人通过将阻燃剂加入到ABS/PVC合金中，不仅具有优异的阻燃性能，而且受氯化聚乙烯生成影响，其综合性能优异。

3 反应型阻燃剂

反应型阻燃剂是近些年阻燃体系领域研究的热点，做常以单体元素，用于阻燃ABS树脂体系的合成之中。目前，在国外相关研究较多，主要代表有：Suzuki等，通过在ABS树脂中以接枝聚合方式将甲基丙烯酸融入其中，其在保持枝化工艺和降解工艺不变的前提下，显著提高了聚合物表面的碳化层，进而促进了ABS树脂的阻燃性；此外，国内王志涛等，利用Friedel-crafts法使得2-乙基苯烯磷酸、4-乙烯基苯乙醇和金属卤化物交联反应，可有效的促进ABS聚合物碳化层增加，进而促进其阻燃性的提高。

4 小结

随着ABS树脂材料应用领域的不断扩大，研究制备具有高阻燃特性、高抗冲、高耐温性、低毒无害的阻燃ABS树脂及其合金具有重要的现实意义。一方面可以有效的扩大ABS树脂应用范围，另一方面可以提升国际市场竞争力。

[1] 王菊琳，阻燃ABS合金的研制[D].北京化工大学硕士毕业生论文，2000(11).

[2] 李晓丽，李斌等.阻燃ABS树脂及其合金的研究进展[J].高分子材料科学与工程，2005(01).

[3] 王家龙，张新波等.阻燃 ABS 的研究进展[J].宁波大学学报，2006(03).