ABS 阻燃改性全解析

一、ABS 树脂简介

ABS 树脂是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三种单体共聚而成的热塑性聚合物，其性能介于通用塑料和工程塑料之间。凭借耐冲击、耐热、耐低温、耐化学品、易加工成型以及表面光泽性好等优势，广泛应用于汽车、电子、电器、纺织、器具和建材等多个领域。然而，ABS 属于可燃性材料，氧指数仅为 22%，着火时燃烧速度快且烟量大，因此对其阻燃性进行提升显得尤为重要。

二、ABS 阻燃的重要性

在高分子材料广泛应用的背景下，人们对材料阻燃性能的要求日益提高，我国对高分子材料阻燃化的要求也愈发迫切。虽然添加阻燃剂可改善 ABS 的阻燃性，但会降低其物理力学性能，尤其是冲击性能，同时阻燃剂价格较高，增加了生产成本。目前国内多使用十溴二苯醚（DEBDE），其溴含量高、热稳定性优异、添加量小且阻燃效果好，但随着高新技术发展，市场对阻燃剂的性能提出了更高要求，未来阻燃剂将朝着无卤、高效、低烟、低毒、多功能的复合型方向发展。

三、改善 ABS 阻燃性能的主要方法

1. 改变 ABS 共聚物组分 ：加入反丁烯二酸酯或三溴苯乙烯等第四单体进行共聚合，得到四组分阻燃共聚物，阻燃持久性好，但工艺复杂、成本高，较少采用。

2. 混合高阻燃性树脂 ：加入大量高阻燃性树脂（如 PVC、CPE 等）虽有效，但会显著影响 ABS 的原有性能。

3. 添加无机阻燃剂 ：如 Al(OH)₃、Mg(OH)₂、MoO₃等，需大量添加（通常 60 份以上）才能有明显阻燃效果，会使聚合物的力学和加工性能下降，失去使用价值。

4. 添加有机阻燃剂 ：卤素化合物、磷类阻燃剂等添加量少、阻燃效果好，但存在耐候性差、价格高、燃烧时冒黑烟等问题。目前多采用综合后三项添加型阻燃方法，制备低烟阻燃 ABS 体系。

四、ABS 阻燃剂的种类

1. 有卤阻燃剂

• 溴系阻燃剂

- 多溴二苯醚类 ：如八溴二苯醚和十溴二苯醚，效率高、用量少，产品力学性能好且价格适中，但不符合 RoHS 禁令，已禁用。

- 十溴二苯乙烷（DBDPE） ：含非游离溴，燃烧时不产生 RoHS 禁令严禁物质，成本与十溴二苯醚相当，毒性低，可替代多溴二苯醚类作为 ABS 阻燃剂。

- 溴化环氧树脂 ：由四溴双酚 A 合成，具有优良熔融流动性、较高阻燃效率、热稳定性、光稳定性及较好物理力学性能，是理想的 ABS 阻燃剂。

• 氯化聚乙烯（CPE）阻燃剂 ：白色粉末，无毒，170℃以上分解放出氯化氢气体。分子结构稳定，具有优良耐热老化性、耐寒性等，与多种高聚物相容性好，可作为 ABS 等的改性剂和阻燃剂，且价格比 ABS 低，是阻燃 ABS 改性的理想选择。

• CPE 与 Sb₂O₃的协同阻燃效应 ：在 ABS 与复合阻燃剂 DBDPE/Sb₂O₃的材料中加入 CPE，可提高氧指数，降低热释放速率、有效燃烧热、质量损失速率，同时冲击强度大幅提高，生烟速率显著降低，说明 CPE 和 Sb₂O₃之间存在协同效应，且 CPE/Sb₂O₃对 ABS 有抑烟作用。

2. 无卤阻燃剂

• 氢氧化铝与氢氧化镁 ：无卤、无毒、抑烟、价廉，以凝聚相阻燃机理和冷却机理阻燃，但单独添加用量大，对树脂力学性能影响大，一般不作主阻燃剂使用。

• 包覆红磷：阻燃效率高，以凝聚相阻燃为主，但单独使用效果不明显，与其他协效剂并用可取得较好阻燃效果。如包覆红磷用量 9%、氢氧化铝用量 20% 时，可得到力学与阻燃性能较理想的环保阻燃型 ABS。

• 磷氮复合阻燃剂 ：含氮阻燃剂通过分解产生不燃性气体阻燃，常见的有三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）、三聚氰胺焦磷酸盐等。磷 - 氮阻燃剂利用氮化合物受热放出的不燃性气体阻断氧供应，实现阻燃增效和协效。

五、ABS 阻燃剂的发展趋势

1. 环保化、低毒化 ：卤系阻燃剂虽仍是主要品种，但无卤阻燃剂及环境友好型阻燃剂需求将增长，因其燃烧时不会生成有毒及腐蚀性物质。

2. 高效化、多功能化 ：开发高效、多功能阻燃剂，可减少对基材物理力学性能的影响，同时有利于减少污染、降低成本。

3. 纳米化、微胶囊化 ：无机阻燃剂的阻燃效果差、添加量大，需采用新技术进行改进，如超细化、表面改性、大分子键合等是其发展方向。

4. 复配技术的应用 ：利用磷元素替代卤素，通过体积膨胀阻燃，添加后阻燃剂发泡交联形成稳定炭化层，可阻热、减少氧气进入、防止熔融聚合物下滴，降低烟浓度及有机物排放，且具有较好的高温稳定性、易加工性和着色性能。

在阻燃剂研发的浪潮中，银塑阻燃公司脱颖而出，其推出的 ABS-XT-22M 和 ABS-P-20M 两款阻燃剂，为 ABS 阻燃改性提供了新的选择。ABS-XT-22M 以高效的阻燃性能，即使在较低添加量下，也能显著降低 ABS 材料的燃烧速率，提高其氧指数，同时对 ABS 材料的力学性能影响较小，能较好地保持材料的韧性和强度。而 ABS-P-20M 则以其独特的配方和工艺，在赋予 ABS 优异阻燃性的同时，还具备良好的加工流动性，使得生产过程更加顺畅，成品率更高。这两款阻燃剂不仅符合当前阻燃剂发展的环保、高效趋势，还为企业的 ABS 阻燃改性提供了可靠的解决方案，助力企业在激烈的市场竞争中占据优势地位，推动 ABS 材料在更多领域的安全应用。

综上所述，随着科技的不断进步和环保要求的日益严格，ABS 阻燃改性领域正在快速发展。通过不断探索新的阻燃方法、研发新型阻燃剂，我们有理由相信，未来 ABS 材料将在阻燃性能和综合性能上实现更大的突破，为人们的生产生活带来更多的安全保障和便利。