摘要：选择：考虑到与ABS的相容性及加工性能，选用高流动性的苯乙烯 - 丙烯腈共聚物（SAN）作为载体树脂，添加量为30%。SAN与ABS结构相似，能确保阻燃母粒在ABS中良好分散。

溴锑组合ABS塑料阻燃母粒配方设计、制备及成本分析

一、配方设计

1. 基础树脂：

- 选择：考虑到与ABS的相容性及加工性能，选用高流动性的苯乙烯 - 丙烯腈共聚物（SAN）作为载体树脂，添加量为30%。SAN与ABS结构相似，能确保阻燃母粒在ABS中良好分散。

2. 阻燃剂体系：

- 溴系阻燃剂：十溴二苯乙烷（DBDPE）具有高效阻燃性、热稳定性好且环保等优点，添加量为45%。

- 锑系协效剂：三氧化二锑（Sb₂O₃）与溴系阻燃剂协同作用显著，添加量为15%。溴锑比例约为3:1，在此比例下，二者能发挥最佳阻燃协同效果。

3. 加工助剂：

- 润滑剂：硬脂酸锌（ZnSt），添加量1%，可改善物料在加工过程中的流动性，降低熔体粘度，防止物料粘附在设备表面，提高生产效率及产品外观质量。

- 抗氧剂：选用受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168复配体系，总添加量0.5%（1010:168 = 1:1）。能有效防止阻燃母粒在加工和储存过程中因氧化而降解，延长使用寿命。

4. 其他添加剂：

- 分散剂：聚乙烯蜡（PE蜡），添加量为0.5%，有助于阻燃剂在载体树脂中均匀分散，提高母粒质量稳定性。

二、颗粒制备实例

1. 设备与仪器：高速混合机、双螺杆挤出机、切粒机、注塑机、电子天平。

2. 制备步骤：

- 原料准备：按配方准确称量各组分。

- 预混合：将称量好的SAN、DBDPE、Sb₂O₃、ZnSt、抗氧剂1010、抗氧剂168及PE蜡加入高速混合机中，在80 - 100℃下混合10 - 15分钟，使各组分初步均匀分散。

- 熔融挤出：将预混好的物料加入双螺杆挤出机中。设定挤出机温度为：一区160 - 170℃，二区170 - 180℃，三区180 - 190℃，四区190 - 200℃，机头200 - 210℃。螺杆转速控制在300 - 400 r/min，使物料在挤出机中充分熔融、混炼并挤出。

- 切粒：经挤出机挤出的条料通过切粒机切成均匀的颗粒，即得溴锑组合ABS塑料阻燃母粒。

- 性能测试：取适量母粒与ABS按一定比例（如母粒:ABS = 10:90）混合，经注塑机制成标准测试样条，测试其阻燃性能（如UL - 94垂直燃烧测试）、力学性能（拉伸强度、冲击强度等）。

三、成本分析

假设以制备1吨溴锑组合ABS塑料阻燃母粒为例：

1. 原料成本：

- SAN树脂：价格约12000元/吨，用量0.3吨，成本为12000×0.3 = 3600元。

- 十溴二苯乙烷：价格约35000元/吨，用量0.45吨，成本为35000×0.45 = 15750元。

- 三氧化二锑：以纯度99.5%为例，价格约48000元/吨，用量0.15吨，成本为48000×0.15 = 7200元。

- 硬脂酸锌：价格约6000元/吨，用量0.01吨，成本为6000×0.01 = 60元。

- 抗氧剂1010：价格约40000元/吨，用量0.0025吨，成本为40000×0.0025 = 100元。

- 抗氧剂168：价格约25000元/吨，用量0.0025吨，成本为25000×0.0025 = 62.5元。

- 聚乙烯蜡：价格约8000元/吨，用量0.005吨，成本为8000×0.005 = 40元。

- 原料总成本：3600 + 15750 + 7200 + 60 + 100 + 62.5 + 40 = 26812.5元。

2. 加工成本：

- 能耗：包括高速混合机、双螺杆挤出机、切粒机等设备运行能耗，约1000元/吨。

- 设备折旧：设备按使用寿命10年，年生产300天，每天生产8小时计算，设备折旧约500元/吨。

- 人工成本：假设生产每吨母粒需人工费用1500元。

- 加工总成本：1000 + 500 + 1500 = 3000元。

3. 总成本：原料成本 + 加工成本 = 26812.5 + 3000 = 29812.5元/吨。

以上成本分析仅为估算，实际成本会因原料市场价格波动、生产规模、设备效率、地区差异等因素有所不同。

来源：曹雨晴讲科学