PVC/ABS合金共混阻燃改性進展與應用
欄目：行業動態 發布時間：2021-06-01 15:53
1 PVC/ABS合金研究現狀 PVC和ABS是當今應用廣，用量較大的高分子材料，為了綜合兩者優異性能同時盡克服其自身的缺點，以利于生產應用，可將PVC和ABS共混做成高分子合金。ABS/PVC合金具有...
1 PVC/ABS合金研究現狀
PVC和ABS是當今應用廣，用量較大的高分子材料，為了綜合兩者優異性能同時盡克服其自身的缺點，以利于生產應用，可將PVC和ABS共混做成高分子合金。ABS/PVC合金具有較高的沖擊強度和較好的熱穩定性、阻燃性、加工性能及較理想的成本，已被廣泛用于注射、擠出、壓延等塑料成型工藝中。近年來，隨著家用電器的普及，ABS的需求量越來越大，而PVC/ABS合金共混改性技術的研究對于改善ABS阻燃性、緩解ABS原料緊張的局面、降低生產成本等有著重要意義。
但PVC/ABS合金本身的彎曲強度不高、熱變形溫度低、加工性能差等限制了其發展與應用。為了解決這些問題，以下兩個領域成為了PVC/ABS合金的研究熱點。
1.1 對PVC/ABS合金的配比進行優化
國內有學者等研究了SAN/PVC比率固定時，PB含量對合金力學性能的影響，結果表明：當SAN/PVC=70/18時，合金的沖擊強度隨著PB含量而遞增。
另外有考察了不同型號的PVC、ABS樹脂對PVC/ABS共混體系的力學性能及加工性能的影響，結果表明：PVC材料SG3型比SG5型所形成的共混合金性能更好；ABS材料B含量高的PA747對合金的斷裂伸長率等性能影響較明顯，而SAN和S含量高的PA727卻對合金熱性能影響較大。
1.2 添加第三組分對PVC/ABS合金進行改性
嘗試在ABS/PVC/Sb203體系中加入了CPE及助劑TR，從而建立起五組分阻燃ABS共混體系，在提高體系阻燃性的同時，提高力學性能并降低生產成本，結果表明：五因子阻燃ABS共混體系可達到GB 4609-84 FV-0級的阻燃標準，而且體系的力學性能得到很大改善，有一定工業生產價值。
2 ABS阻燃改性的比較
根據UL-94標準，阻燃性能級別由低到高可分為：HB、V-2、V-1、V-0、5VB、5VA。標準的ABS屬于HB級別，需要加入阻燃劑以達V-0級的阻燃性能。提高ABS樹脂阻燃性主要有三條途徑。
2.1 對現有的ABS樹脂進行化學改性
如加入三溴苯乙烯作為第四單體制備四組分阻燃ABS，化學改性ABS需要特定的生產過程，工藝極為復雜，現在很少使用。
2.2 往ABS中加入阻燃劑
這種方法是目前比較常用的方法。通常阻燃劑按阻燃有效元素可分為無鹵阻燃劑、溴系阻燃劑、鹵-磷阻燃劑等。
（1）在無鹵阻燃劑中，較有應用價值的有APP和水滑石。APP分散性好，化學穩定性好，且消煙低毒。水滑石兼有氫氧化鎂和氫氧化鋁類似的結構和組成，受熱分解會釋放大量水和CO2，吸熱以降低體系溫度，且釋放的水蒸氣和CO2能稀釋和阻隔可燃氣。因此兩者都是環境友好、消煙型的無毒無鹵阻燃劑，應用前景廣闊。
（2）在溴系阻燃劑中，十溴二苯醚和四溴雙酚A用量較廣，但這些傳統阻燃劑因環保問題，其市場已逐步被十溴二苯乙烷、溴化環氧樹脂等環保型阻燃劑所替代。
（3）鹵-磷阻燃體系和新型阻燃劑目前所占市場份額較小，所涉及的生產過程和反應機理較為復雜，但也是有潛力的阻燃劑。
ABS樹脂常用的阻燃劑有磷系、無機、鹵系阻燃劑等。鹵系阻燃劑因阻燃效果好，對材料力學性能影響較小而被廣泛使用，它包括溴系、氯系阻燃劑。其中溴系阻燃劑的阻燃效果優于氯系，所得ABS阻燃產品具有良好的力學性能。但近年發現部分溴系阻燃劑燃燒時會產生有毒致癌物質，故多溴聯苯和多溴聯苯醚已被限令禁止使用。
2.3 使用阻燃型聚合物與ABS共混，如CPE、PVC
即ABS合金共混改性技術：利用廉價的PVC改性ABS，可以得到阻燃效果良好的合金體系。對比普通阻燃ABS，這種方法改性的ABS耐候性好、機械性能好、價格便宜，但加工性差。盡管現在推崇無鹵材料，PVC作為ABS的共混改性材料不利于環保，但因其性價比的優勢，還是有其存在的價值和意義的[4]。
3 PVC/ABS產品的應用
目前PVC/ABS合金被廣泛應用于各個部門，其應用領域包括：
（1）家電外殼（手機SIM卡、電腦、電視機、洗衣機、冰箱、電話等）。
（2）電表外殼、電蚊拍外殼、應急燈外殼、電工行業開關底盒。
（3）板材、片材、管材、電線電纜用絕緣套管。
（4）汽車、摩托車、火車等儀表板零部件。
4 結語
該文以綜述的形式對PVC/ABS合金的研究及應用狀況進行總結。通過比較PVC/ABS合金與無機阻燃劑改性的ABS體系，權衡環保、性能、價格等因素，發現PVC/ABS共混改性阻燃體系具有一定的發展潛力。我國必須加快PVC/ABS合金的研發進度，使PVC/ABS合金產品高性能化并達到量產水平，以滿足我國各行業的發展需求。
無錫嘉弘塑料科技有限公司擁有近30年的PVC粒料的研發、造粒生產經驗,生產有成熟的PVC/ABS粒料產品。專業技術服務團隊可為客戶提供一站式系統解決方案。如想了解更多關于產品的信息，歡迎登錄我們的官網∶ezoj.cn，咨詢在線客服或撥打熱線。固話：0510-68755207 手機：15190220696，我們將竭誠為您服務。
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PVC和ABS是當今應用廣，用量較大的高分子材料，為了綜合兩者優異性能同時盡克服其自身的缺點，以利于生產應用，可將PVC和ABS共混做成高分子合金。ABS/PVC合金具有較高的沖擊強度和較好的熱穩定性、阻燃性、加工性能及較理想的成本，已被廣泛用于注射、擠出、壓延等塑料成型工藝中。近年來，隨著家用電器的普及，ABS的需求量越來越大，而PVC/ABS合金共混改性技術的研究對于改善ABS阻燃性、緩解ABS原料緊張的局面、降低生產成本等有著重要意義。
但PVC/ABS合金本身的彎曲強度不高、熱變形溫度低、加工性能差等限制了其發展與應用。為了解決這些問題，以下兩個領域成為了PVC/ABS合金的研究熱點。
1.1 對PVC/ABS合金的配比進行優化
國內有學者等研究了SAN/PVC比率固定時，PB含量對合金力學性能的影響，結果表明：當SAN/PVC=70/18時，合金的沖擊強度隨著PB含量而遞增。
另外有考察了不同型號的PVC、ABS樹脂對PVC/ABS共混體系的力學性能及加工性能的影響，結果表明：PVC材料SG3型比SG5型所形成的共混合金性能更好；ABS材料B含量高的PA747對合金的斷裂伸長率等性能影響較明顯，而SAN和S含量高的PA727卻對合金熱性能影響較大。
1.2 添加第三組分對PVC/ABS合金進行改性
嘗試在ABS/PVC/Sb203體系中加入了CPE及助劑TR，從而建立起五組分阻燃ABS共混體系，在提高體系阻燃性的同時，提高力學性能并降低生產成本，結果表明：五因子阻燃ABS共混體系可達到GB 4609-84 FV-0級的阻燃標準，而且體系的力學性能得到很大改善，有一定工業生產價值。
2 ABS阻燃改性的比較
根據UL-94標準，阻燃性能級別由低到高可分為：HB、V-2、V-1、V-0、5VB、5VA。標準的ABS屬于HB級別，需要加入阻燃劑以達V-0級的阻燃性能。提高ABS樹脂阻燃性主要有三條途徑。
2.1 對現有的ABS樹脂進行化學改性
如加入三溴苯乙烯作為第四單體制備四組分阻燃ABS，化學改性ABS需要特定的生產過程，工藝極為復雜，現在很少使用。
2.2 往ABS中加入阻燃劑
這種方法是目前比較常用的方法。通常阻燃劑按阻燃有效元素可分為無鹵阻燃劑、溴系阻燃劑、鹵-磷阻燃劑等。
（1）在無鹵阻燃劑中，較有應用價值的有APP和水滑石。APP分散性好，化學穩定性好，且消煙低毒。水滑石兼有氫氧化鎂和氫氧化鋁類似的結構和組成，受熱分解會釋放大量水和CO2，吸熱以降低體系溫度，且釋放的水蒸氣和CO2能稀釋和阻隔可燃氣。因此兩者都是環境友好、消煙型的無毒無鹵阻燃劑，應用前景廣闊。
（2）在溴系阻燃劑中，十溴二苯醚和四溴雙酚A用量較廣，但這些傳統阻燃劑因環保問題，其市場已逐步被十溴二苯乙烷、溴化環氧樹脂等環保型阻燃劑所替代。
（3）鹵-磷阻燃體系和新型阻燃劑目前所占市場份額較小，所涉及的生產過程和反應機理較為復雜，但也是有潛力的阻燃劑。
ABS樹脂常用的阻燃劑有磷系、無機、鹵系阻燃劑等。鹵系阻燃劑因阻燃效果好，對材料力學性能影響較小而被廣泛使用，它包括溴系、氯系阻燃劑。其中溴系阻燃劑的阻燃效果優于氯系，所得ABS阻燃產品具有良好的力學性能。但近年發現部分溴系阻燃劑燃燒時會產生有毒致癌物質，故多溴聯苯和多溴聯苯醚已被限令禁止使用。
2.3 使用阻燃型聚合物與ABS共混，如CPE、PVC
即ABS合金共混改性技術：利用廉價的PVC改性ABS，可以得到阻燃效果良好的合金體系。對比普通阻燃ABS，這種方法改性的ABS耐候性好、機械性能好、價格便宜，但加工性差。盡管現在推崇無鹵材料，PVC作為ABS的共混改性材料不利于環保，但因其性價比的優勢，還是有其存在的價值和意義的[4]。
3 PVC/ABS產品的應用
目前PVC/ABS合金被廣泛應用于各個部門，其應用領域包括：
（1）家電外殼（手機SIM卡、電腦、電視機、洗衣機、冰箱、電話等）。
（2）電表外殼、電蚊拍外殼、應急燈外殼、電工行業開關底盒。
（3）板材、片材、管材、電線電纜用絕緣套管。
（4）汽車、摩托車、火車等儀表板零部件。
4 結語
該文以綜述的形式對PVC/ABS合金的研究及應用狀況進行總結。通過比較PVC/ABS合金與無機阻燃劑改性的ABS體系，權衡環保、性能、價格等因素，發現PVC/ABS共混改性阻燃體系具有一定的發展潛力。我國必須加快PVC/ABS合金的研發進度，使PVC/ABS合金產品高性能化并達到量產水平，以滿足我國各行業的發展需求。
無錫嘉弘塑料科技有限公司擁有近30年的PVC粒料的研發、造粒生產經驗,生產有成熟的PVC/ABS粒料產品。專業技術服務團隊可為客戶提供一站式系統解決方案。如想了解更多關于產品的信息，歡迎登錄我們的官網∶ezoj.cn，咨詢在線客服或撥打熱線。固話：0510-68755207 手機：15190220696，我們將竭誠為您服務。
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