一种适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料及其制
备方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及
一种适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料及其制备方法，可应用于各类醇及醇类
燃料、石油化工产品和
天然气以及其他液、气态危险化学品的防爆领域。
背景技术
[0002] 燃料是现代社会必不可少的
能源的来源途径之一，其储存、运输、使用过程中的安全性，一直是人们关注的重点。石化燃料依然是今后较长一段时间内的重要能源。汽柴油、
液化气、天然气等液气态燃料，以及其他液气态危险化学品(如甲烷、苯等化工原料)的储存、运输、使用过程中极易受到静电、枪击、碰撞等外界
能量引起燃烧或爆炸，造成大量的人员财产损失。
[0003] 阻隔防爆技术是将金属或非金属阻隔防爆材料安装于易燃易爆液态或气态危险化学品的贮存容器内，可以有效防止易燃易爆危险化学品在储运等过程中因意外事故(静电、
焊接、枪击、碰撞、错误操作等)引发的爆炸。
[0004] 抗
腐蚀能
力(即与
接触介质的相容
稳定性)是阻隔防爆材料最重要的性能指标之一。易燃易爆危险化学品，石化燃料，尤其是醇类燃料，如甲醇
汽油、
乙醇汽油等，存在着大量活性硫化物(如硫醇、二
氧化硫、三氧化硫)、
水溶性酸
碱(尤其是
水溶性碱)、
有机酸类物质(例如环烷酸和
脂肪酸等)，在储存和使用过程中会对防爆材料产生腐蚀作用，引起其机械强度下降，同时影响各类燃料的品质。相关研究发现，金属
铝合金类阻隔防爆材料和聚
氨酯发泡类阻隔防爆材料在各类燃料中的抗腐蚀能力最差，长期将阻隔防爆材料加入到造成材料出现掉渣、
水解、溶胀等现象；在甲醇及含有甲醇的燃料中更加明显；采用
注塑成型的阻隔防爆材料，均是采用聚烯
烃、聚酰胺等通用塑料经过功能改性后直接注塑成型，如
专利CN102807054B、CN102940941B、CN101583402B等，这些材料在汽油、柴油中均具有良好的化学稳定性，而将这类材料存放在含有醇、
酮等强极性的燃料中时，如甲醇汽油等，燃料的酸度、胶质、
蒸发残渣等指标均发生明显改变，造成燃料不能正常使用。而在所涉及的专利技术中，可能用到的聚苯硫醚、聚醚醚酮等特种工程塑料，该类材料不仅成本高，而且加工难度大，不适于注塑成型为薄壁制品，因此将特种工程塑料在阻隔防爆技术领域中推广应用，具有较高的难度。
发明内容
[0005] 为解决现有阻隔防爆材料技术存在与含有强极性燃料在储存时引起材料及燃料性能改变的技术问题，本发明提供了一种适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料及其制备方法，得到表面镀有金属镍或铬的热塑性树脂基阻隔防爆材料，该阻隔防爆材料具有良好的力学性能、化学稳定性、防爆效果及优异的
导电性，可以克服现有阻隔防爆材料存在的
缺陷。
[0006] 本发明的目的是提供一种表面镀有金属层的热塑性树脂基阻隔防爆材料及其制备方法，适用于烃类燃料、石油化工产品和天然气以及其他液、气态危险化学品，更适用于含有强极性燃料的应用场所。
[0007] 一种适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料，所述的适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料包括ABS树脂、阻燃剂体系、
润滑剂和抗老化剂，以重量份数计，ABS树脂100份、阻燃剂体系25～45份、润滑剂0～5.0份、抗
氧化剂0.2～0.6份。
[0008] 所述的ABS树脂中丁二烯的摩尔比为15～25％，所述的ABS熔融指数为1.5～35g/10min。所述的阻燃剂体系分为无卤阻燃体系或有卤阻燃体系。所述的润滑剂为
硅酮粉，硅酮粉含有的硅及硅化合物
质量分数不低于95％，硅酮粉平均粒径不大于20μm。所述的抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八
碳醇酯，所述的抗氧剂纯度不低于98％。
[0009] 所述的无卤阻燃体系以100份基体的重量份数计，包括：无卤阻燃剂27.5～37.0份、协同阻燃剂2.9～4.5份、抗熔滴剂2.0～3.5份；所述的无卤阻燃剂为微胶囊化红磷，所述的微胶囊化红磷中红磷质量分数不低于50％；所述的协同阻燃剂为膨胀型
石墨，直径为0.04-0.5mm，膨胀倍率为45-450ml/g，起始膨胀
温度为260℃；所述的抗熔滴剂为纳米有机蒙脱土，平均粒径不大于1.0μm。
[0010] 所述有卤阻燃体系以以100份基体的重量份数计，包括：有卤阻燃剂18.8～29.5份、协同阻燃剂一2.5～7.9份、协同阻燃剂二1.0-4.3份、抗滴落剂2.7～3.5份；所述的有卤阻燃剂为十溴二苯乙烷，所述的十溴二苯乙烷中溴的质量分数不低于81％；所述的协同阻燃剂一为三氧化二锑，纯度不低于99％，立方晶体含量不低于95％，平均粒径不大于2.0μm；所述的协同阻燃剂二为无水
硼酸锌，平均粒径不大于10μm；所述的抗滴落剂为纳米有机蒙脱土，平均粒径不大于1.0μm。
[0011] 一种适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料的制备方法，包括如下步骤：
[0012] (1)首先将ABS树脂颗粒在75～85℃中干燥2小时；(2)以质量份数计，将ABS树脂100份、阻燃剂体系25～45份、润滑剂0～5.0份、抗氧化剂0.2～0.6份加入混合机中，均匀混合后经过双螺杆
挤出机熔融共混，控制挤出温度不高于240℃，得到阻燃改性ABS树脂颗粒；
(3)将阻燃改性ABS树脂颗粒经过注塑成型制备得到阻隔防爆材料；(4)通过塑料
电镀或
化学镀工艺将注塑制备的阻隔防爆材料的表面
覆盖一层镍、铬金属。
[0013] 所述的适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料具有如下特征：(1)置换率不大于6％；(2)填充
密度不大于80kg/m3；(3)阻燃级别不低于UL94V-1级；(4)结构为薄壁骨架互通式，无死
角；(5)外观形状为球体、椭圆体、正方体或长方体。
[0014] 本发明的有益技术效果：
[0015] (1)本发明具有优良的力学性能、化学稳定性、防爆性能和优异的导电性，可以解决现有阻隔防爆材料在含有强极性燃料中的抗腐蚀能力问题，具有成型工业简单、性能可靠等特点。
[0016] (2)本发明通过注塑工艺加工成型，具有具有相互贯通的结构，在液体的燃料的储罐等容器中能够快速填装和卸载，不存在结构上的死角而造成残存以致浪费。
[0017] (3)本发明中的阻燃级别不低于UL94V-1级，可以有效防止保护目标受到燃烧或爆炸时造成材料本身燃烧，从而阻止材料自身燃烧引起其他安全区域危化品的燃烧或爆炸。
[0018] (4)本发明中的一种适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料，其表面覆盖一层镍或铬的金属层，因此具有优异的导电性能，可以阻止液、气态危险化学品在晃动时产生静电，避免因静电引发的燃烧或爆炸事故，并保证液、气态危险化学品的储运不受
电磁干扰。
附图说明
[0019] 图1未电镀前阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料表面扫描电镜图像；
[0020] 图2电镀铬后阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料表面扫描电镜图像；
具体实施方式
[0022] 实施例1：
[0023] 一种适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料，所述的适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料包括ABS树脂、阻燃剂体系、润滑剂和抗老化剂，以重量份数计，ABS树脂100份、阻燃剂体系25～45份、润滑剂0～5.0份、抗氧化剂0.2～0.6份。
[0024] 所述的ABS树脂中丁二烯的摩尔比为15～25％，所述的ABS熔融指数为1.5～35g/10min。所述的阻燃剂体系分为无卤阻燃体系或有卤阻燃体系。所述的润滑剂为硅酮粉，硅酮粉含有的硅及硅化合物质量分数不低于95％，硅酮粉平均粒径不大于20μm。所述的抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯，所述的抗氧剂纯度不低于98％。
[0025] 所述的无卤阻燃体系以100份基体的重量份数计，包括：无卤阻燃剂27.5～37.0份、协同阻燃剂2.9～4.5份、抗熔滴剂2.0～3.5份；所述的无卤阻燃剂为微胶囊化红磷，所述的微胶囊化红磷中红磷质量分数不低于50％；所述的协同阻燃剂为膨胀型石墨，直径为0.04-0.5mm，膨胀倍率为45-450ml/g，起始膨胀温度为260℃；所述的抗熔滴剂为纳米有机蒙脱土，平均粒径不大于1.0μm。
[0026] 所述有卤阻燃体系以以100份基体的重量份数计，包括：有卤阻燃剂18.8～29.5份、协同阻燃剂一2.5～7.9份、协同阻燃剂二1.0-4.3份、抗滴落剂2.7～3.5份；所述的有卤阻燃剂为十溴二苯乙烷，所述的十溴二苯乙烷中溴的质量分数不低于81％；所述的协同阻燃剂一为三氧化二锑，纯度不低于99％，立方晶体含量不低于95％，平均粒径不大于2.0μm；所述的协同阻燃剂二为无水硼酸锌，平均粒径不大于10μm；所述的抗滴落剂为纳米有机蒙脱土，平均粒径不大于1.0μm。
[0027] 实施例2：
[0028] 一种适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料的制备方法，包括如下步骤：
[0029] (1)首先将ABS树脂颗粒在75～85℃中干燥2小时；(2)以质量份数计，将ABS树脂100份、阻燃剂体系25～45份、润滑剂0～5.0份、抗氧化剂0.2～0.6份加入混合机中，均匀混合后经过双
螺杆挤出机熔融共混，控制挤出温度不高于240℃，得到阻燃改性ABS树脂颗粒；
(3)将阻燃改性ABS树脂颗粒经过注塑成型制备得到阻隔防爆材料；(4)通过塑料电镀或化学镀工艺将注塑制备的阻隔防爆材料的表面覆盖一层镍、铬金属。
[0030] 实施例3：
[0031] 适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料组份包括以下成分，以重量份数计：
[0032]
[0033] 按照上述重量称量各组分，放置于高速混合机混合2分钟，然后将均匀混合后的组份料一起放入
双螺杆挤出机中
造粒，双螺杆选用南京杰恩特机电有限公司生产的SHF-30型。螺杆机转速400转/分，挤出机各段
温度控制为：料筒温度为一区160℃，二区1650℃，三区170℃，四区175℃，五区180℃，机头190℃，挤出造粒后将制备的阻燃ABS树脂颗粒注塑成型为所要求的骨架状薄壁球形阻隔防爆材料，最后经过塑料电镀工艺得到表面镀有金属铬的阻隔防爆材料。
[0034] 实施例4：
[0035] 同实施例3，区别仅在于：
[0036] 最后经过塑料化学镀工艺得到表面镀有金属镍的阻隔防爆材料；
[0037] 适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料包括以下成分，以重量份数计：
[0038]
[0039] 实施例5：
[0040] 同实施例3，区别仅在于：
[0041] 适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料的组份包括以下成分，以重量份数计：
[0042]
[0043] 实施例6：
[0044] 同实施例3，区别仅在于：
[0045] 最后经过塑料化学镀工艺得到表面镀有金属镍的阻隔防爆材料；
[0046] 适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料组份包括以下成分，以重量份数计：
[0047]
[0048] 实施例7：
[0049] 同实施例3，区别仅在于：
[0050] 适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料包括以下成分，以重量份数计：
[0051]
[0052] 实施例8：
[0053] 同实施例3，区别仅在于：
[0054] 最后经过塑料化学镀工艺得到表面镀有金属镍的阻隔防爆材料；
[0055] 适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料包括以下成分，以重量份数计：
[0056]
[0057] 实施例3～6中阻燃ABS树脂材料阻燃别测试结果列于表1。
[0058] 表1
[0059]编号 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
阻燃级别 V-1 V-0 V-0 V-1 V-0 V-0
[0060] 根据JT/T 1046-2016《道路运输车辆油箱及
液体燃料运输罐体阻隔防爆安全技术要求》中关于甲醇及甲醇汽油的相容性试验方法，将本发明实施例中制备的阻隔防爆材料进行测试，测试结果显示在对比储存的过程中，未加阻隔防爆材料和添加阻隔防爆材料的甲醇及甲醇汽油的酸度等指标均发生同等变化，表明本发明对强极性液体燃料在储存过程中不发生相容性变化，不会造成液体燃料的变质。
[0061] 另外，经过测试表明，本发明制备出的一种适用于金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料的防爆性能满足国军标GJB8455-2015《油箱油罐填充用阻隔防爆材料通用规范》和JT/T 1046-2016《道路运输车辆油箱及液体燃料运输罐体阻隔防爆安全技术要求》中的指标要求，具有优异的防爆效果，并且本发明的具有金属镀层的阻燃ABS树脂基阻隔防爆材料在含有强极性液体的燃料中相容稳定性更高，性能指标明显高于现有的阻隔防爆材料，表面本发明的阻隔防爆材料适用范围更加广泛。
[0062] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
