CN101353462A

CN101353462A - 含有超细层状硅酸盐的溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物及其制备方法

Info

Publication number: CN101353462A
Application number: CNA2007100293233A
Authority: CN
Inventors: 薄文海; 叶南飚; 王林; 郭建明
Original assignee: Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd; Guangzhou Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd; Guangzhou Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-01-28

Abstract

本发明公开了一种含有超细层状硅酸盐的溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物及其制备方法。其由高抗冲聚苯乙烯树脂75～87.6％，溴素阻燃剂9～14％，阻燃增效剂3～7％，超细层状硅酸盐0.3～5％和抗氧剂0.1～1％组成。制备方法为双螺杆挤出机一次挤出加工而成。本发明的复合物保留HIPS树脂的优良性能，阻燃等级高，阻燃剂的用量少，机械性能与加工性能没有改变。而且对环境污染小，对人体侵害性小，符合目前国际上对环保的严格要求。同时也具有易于成型，表面光泽度好等优点，适于制造各种家用电器产品外壳。

Description

含有超细层状硅酸盐的溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及高抗冲聚苯乙烯改性技术领域，具体的说，涉及含有超细层状硅酸盐的溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯(PS)是由德国I.G法本公司(BASF公司前身)于1930年实现工业化。作为五大通用塑料之一，它具有成型性优良、质硬、透明、刚性、电绝缘性、低吸湿性、容易染色和价格低廉等优点。高抗冲聚苯乙烯(HIPS)是在PS中掺入少量弹性体后产生出来的，其克服了聚苯乙烯性脆的缺点，因而广泛用于电子、汽车、家电、仪表、日用品、玩具等行业。但HIPS容易燃烧，限制了其进一步推广使用。特别是进入显示器、录像机、复印机、传真机、打印机、空调器、电冰箱等目前具有很大发展前途的浅色家电行业领域。

目前出现的很多专为上述用途而开发的溴素阻燃HIPS品种普遍用于家电行业。如采用十溴联苯醚(即DBDPO)和十溴二苯乙烷、溴化环氧、四溴双酚A系列、溴代三嗪、乙基双(四溴邻苯二甲酰亚胺)等溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯力学性能好，溴素阻燃效率高，在家电行业用途较广。由于HIPS容易燃烧，要想达到UL94 1.5mmV-0，溴素阻燃剂的添加量通常在12％以上，而且溴素阻燃剂的市场售价通常是HIPS树脂的2倍以上，这样高的溴素阻燃燃剂用量大幅度增加了溴素阻燃材料的成本，直接增加了家电生产商的生产成本，所以寻找更为高效的阻燃剂和协效剂是HIPS阻燃树脂改性厂商降低成本的主要途径。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种保留HIPS树脂的优良性能，阻燃等级高，阻燃剂的用量少，机械性能与加工性能没有改变的含有超细层状硅酸盐的溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯。

本发明的另一个目的是提供上述含有超细层状硅酸盐的溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物，其特征在于由如下组分和重量百分数组成：高抗冲聚苯乙烯树脂75～87.6％，溴素阻燃剂9～14％，阻燃增效剂3～7％，超细层状硅酸盐0.3～5％，抗氧剂0.1～1％。

在上述含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物中，所述溴素阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、溴化环氧、四溴双酚A系列、溴代三嗪、乙基双(四溴邻苯二甲酰亚胺)中的一种或几种的混合物。这些溴素阻燃剂单独或混合使用可以获得十分良好的阻燃和加工效果。

在上述含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物中，所述阻燃增效剂为三氧化二锑、锑酸盐、硼酸盐、偏硼酸盐、氧化钼、聚四氟乙烯、亚磷酸酯类中的一种或几种的混合物。三氧化二锑、锑酸盐、硼酸盐、偏硼酸盐可以提高溴素阻燃剂的阻燃效率，氧化钼有抑烟作用，聚四氟乙烯有防止熔融滴落的作用，而亚磷酸酯类(三(壬基)亚磷酸酯)在燃烧时有防止余燃的作用。采用多种阻燃增效剂复合能使阻燃效果更加显著。

在上述含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物中，所述超细层状硅酸盐粉体粒径小于10μm。超细层状硅酸盐优选蒙脱土、高岭土或海泡石。由于它们具有较大的层间初始间距以及可以交换的层间阳离子，可以利用离子交换的方式将它们的层间距扩大到允许聚合物分子链插入的程度，因而可以利用它们制备出性能优异的复合材料。目前市面上最优选的超细层状硅酸盐材料是蒙脱土，蒙脱土的基本结构单元是由一片氧铝八面体夹在两片硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成的层状结构，该结构使得蒙脱土容易与烷基季胺盐或其它有机阳离子进行离子交换反应生成有机蒙脱土，有机蒙脱土呈亲油性。有机蒙脱土能进一步与聚合物熔体作用，在聚合物熔体混合的过程中剥离为更小尺寸的结构片层，均匀分散到聚合物基体中，在阻燃高抗冲聚苯乙烯复合材料中添加少量的有机蒙脱土在燃烧过程中可以阻隔内部因为聚合物分子链分解而产生的可燃性小分子向燃烧界面迁移的能力，同时它们也可以延缓外界的氧气向燃烧界面内部迁移的速度，从而延缓燃烧的进行，起到抑制燃烧的作用。

在上述含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物中，所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类、金属钝化剂中的一种或几种的混合物。所述酚类抗氧剂优选2，4，6-三叔丁基苯酚(简称BHT)、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲苯苯基)丙烯酸酯、N，N‘-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)、四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(简称1010)；亚磷酸酯类优选亚磷酸三(壬基苯基)、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(简称168)；含硫酯类优选硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二(十八)酯；金属钝化剂优选N，N‘-二乙酰基己二酰二肼、1，2-双(2-羟基苯甲酰)肼、N，N‘-二乙酰基硫代二丙酰双肼。

本发明的含有超细层状硅酸盐的溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物，其1.5mm垂直燃烧可以达到UL94 V-0级。

本发明的含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物的制备方法是采用高速预混合分散一次挤出工艺。先将各组分经高速混合机分散混合后，通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒和包装。

与传统的阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂复合物相比，本发明具有如下有益效果：本发明的含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物采用了新型的阻燃复合体系，选用了新的阻燃协效剂超细层状硅酸盐，优化了加工助剂体系，所得的含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物具有阻燃、环保、热稳定、力学性能好、易加工成型等一系列突出的优点，十分适用于显示器、录像机、复印机、传真机、打印机、空调器、电冰箱等目前具有很大发展前途的浅色家电行业领域。

具体实施方式

制备方法为：将高抗冲聚苯乙烯树脂、阻燃剂、阻燃增效剂、抗氧剂在高速搅拌下充分混合后，通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒和包装。螺筒各分区温度应保持在180℃～240℃之间，双螺杆挤出机长径比为32～40，螺杆转速为300～500转/分钟。

本实验采用丁二烯橡胶含量为3～10％的HIPS，溴素阻燃剂采用分别为溴代三嗪和十溴二苯醚。超细层状硅酸盐为经烷基铵盐处理过的超细有机蒙脱土。

各实施例制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，各实施例中的物理性能分别按我国国家标准和美国UL标准测试，如表1所示。各实施例配方及物理性能见表2。

表1

表2

Claims

1、一种含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物，其特征在于由如下组分和重量百分数组成：高抗冲聚苯乙烯树脂75～87.6％，溴素阻燃剂9～14％，阻燃增效剂3～7％，超细层状硅酸盐0.3～5％，抗氧剂0.1～1％。

2、根据权利要求1所述的含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物，其特征在于所述溴素阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、溴化环氧、四溴双酚A系列、溴代三嗪、乙基双(四溴邻苯二甲酰亚胺)中的一种或几种的混合物。

3、根据权利要求1所述的含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物，其特征在于所述阻燃增效剂为三氧化二锑、锑酸盐、硼酸盐、偏硼酸盐、氧化钼、聚四氟乙烯、亚磷酸酯类中的一种或几种的混合物。

4、根据权利要求1所述的含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物，其特征在于所述超细层状硅酸盐为蒙脱土、高岭土或海泡石，超细层状硅酸盐粉体粒径小于10μm。

5、根据权利要求1所述的含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物，其特征在于所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类、金属钝化剂中的一种或几种的混合物。

6、权利要求1所述含有超细层状硅酸盐溴素阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：先将各组分经高速混合机分散混合后，通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒和包装。