CN101440205A - 阻燃性聚苯醚组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阻燃性聚苯醚组合物，其包括按重量份数计的下列成份：40～85份的聚苯醚，5～30份的聚苯乙烯树脂，1～10份的热塑性弹性体，以及5～18份的含磷有机阻燃剂。该阻燃性聚苯醚组合物具有改进的抗环境应力开裂性能、不含有卤素，并保持高刚性、高耐热、高尺寸稳定性及阻燃性良好等特点。

Description

阻燃性聚苯醚组合物

技术领域

本发明涉及聚合物材料领域，尤其涉及一种耐热的阻燃性聚苯醚组合物。

背景技术

目前，聚苯醚及其与苯乙烯系列聚合物掺混得到的改性聚苯醚具有优良的力学性能、耐热性能和电性能，并能提供UL认可的各种阻燃等级的产品，广泛应用于各种电性能要求十分苛刻的电器零部件，以及家用电器、办公设备以及IT和通讯设备的外壳和部件。

塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而产生的一种内在应力。内应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象，这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象，这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变，而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中，在适宜的条件下，这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化，位能转变为动能而释放。当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时，内应力平衡即遭到破坏，塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。

很多环境因素如化学品(溶剂、燃油和润滑油、酸、碱等)和冷热变化等均能诱发上述应力开裂，因此称为环境应力开裂。环境应力开裂对塑料制品的使用有很大影响，如汽车部件在汽油或机油的作用下发生环境应力开裂。

目前，塑料改性用阻燃剂近80％为含卤阻燃剂，其中以多溴二苯醚和多溴联苯类物质为代表，其效能/价格比具有一定优越性，但是溴系阻燃剂在热裂解及燃烧时会生成大量的烟尘及腐蚀性气体，而且近年欧盟一些国家认为溴系阻燃剂燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并恶瑛(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF)，是各国限制使用的有害物质。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种无卤的抗环境应力性能高、耐热的阻燃性聚苯醚组合物。

一种阻燃性聚苯醚组合物，其包括按重量份数计的下列成份：40～85份的聚苯醚，5～30份的聚苯乙烯树脂，1～10份的热塑性弹性体，以及5～18份的含磷有机阻燃剂。

与现有技术相比，所述阻燃性聚苯醚组合物中含有40～85重量份数的聚苯醚，以及5～30份的聚苯乙烯树脂，可以改善组合物的粘度，提高组合物的抗环境应力开裂性能。而且各组分中不含卤成分，使用非卤阻燃剂，即采用含磷有机阻燃剂，所以该组合物也是一种无卤组合物。另外，组合物中各成分充分发挥协同作用，保持高刚性、高耐热、高尺寸稳定性及阻燃性良好等特点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的阻燃性聚苯醚组合物包括按重量份数计的下列成份：40～85份的聚苯醚，5～30份的聚苯乙烯树脂，1～10份的热塑性弹性体，以及5～18份的含磷有机阻燃剂。其中，聚苯醚的重量份数优选为50～80份，聚苯乙烯树脂的重量份数优选为10～25份，热塑性弹性体的重量份数优选为2～8份，含磷有机阻燃剂体的重量份数优选为8～17份。

聚苯醚相对黏度为38～60g/mL，优选为40～50g/mL，这种相对黏度的聚苯醚可以通过相对黏度45mL/g以上的聚苯醚和40mL/g以下的聚苯醚复配而成。本实施例的聚苯醚是聚2，6-二甲基-1，4-苯醚，其可采用由蓝星化工新材料有限公司以及旭化成、三菱和SABIC等公司生产的聚苯醚。

聚苯乙烯树脂可为通用级聚苯乙稀(GPPS)或高抗冲聚苯乙烯(HIPS)，熔融指数为2g/10min～8g/10min，优选为3g/10min～6g/10min。

热塑性弹性体为乙丙橡胶弹性体、丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或氢化丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，优选为丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，其中丁二烯含量在30～50％之间。

为获得极佳阻燃效果同时能满足无卤的环保要求，本实施例的阻燃剂选用含磷有机物为主要组成的阻燃体系。该含磷有机阻燃剂可为芳香基或烷基化芳香基的磷酸酯；例如三(2，4-二苯基)磷酸酯，苯基二(羧苯基)氧化磷，环辛基异丙基氧化磷，间苯二酚双(二苯基磷酸酯)，叔丁苯基二苯基磷酸酶等。

另外，为了提高产品的光、热稳定性能及加工性能，在组合物加入一些抗氧剂、稳定剂和润滑剂等。润滑剂、稳定剂、抗氧剂的重量份数分别为0.2-1.5份，优选为0.4-1份。

润滑剂可采用常用的润滑剂，例如脂肪酸及其衍生物、硬脂酸皂类、硬脂酸酯类、硬脂酸酰胺、石蜡等，优选为硬脂酸酯类如山梨醇、乙二醇、丙三醇、季戊四醇等的硬脂酸酯类。抗氧剂可选择有机受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫醇类等抗氧剂，也可为一种或两种或以上的混合。

上述聚苯醚组合物可选择双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、往复式挤出机等加工而成，一般加工温度范围可控制在220～300℃之间。

表1为六组不同配比的聚苯醚组合物的各成份份数及性能表，按表一所述组分及数量(重量份)准备好材料，将各组分进行混合均匀，然后用双螺轩挤出机进行挤出造粒，将造粒按标准方法制成样条并进行测试，结果如表1所示。

表1 六组不同配比的聚苯醚组合物的成份份数及性能表

 

	A	B	C	D	E	F
							聚苯醚45IV	65	35	0	65	35	0
聚苯醚40IV	0	30	65	0	30	65

 

HIPS	35	35	35	35	35	35
							SBS	5	5	5	5	5	5
BDP	8	8	8	15	15	15
							添加剂	1	1	1	1	1	1
ESC，min	45	25	7	40	20	5
							阻燃性，1.6mm	V1	V1	V1	V0	V0	V0
缺口冲击强度，kJ/m2	18	17	16	17	17	15

表1中，采用相对黏度(IV)为45mL/g和40mL/g两聚苯醚进行混合，以达到不同的相对黏度需求；HIPS即高抗冲聚苯乙烯采用A-TECH1300产品或者由斯泰隆(香港)有限公司生产的聚苯乙烯；SBS即丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物作为热塑性弹性体，采用的是岳阳石化有限公司1401系列产品；阻燃剂采用的是旭瑞达公司生产的间苯二酚双(二苯基磷酸醋)(BDP)。

各项性能测试方法如下：

环境应力开裂(ESC)，将样条固定在曲率为1.5％的弧形夹具上，用磷酸三丁酯浸润样条，记录样条断裂的时间，单位为分钟。

阻燃性按UL94的要求进行测试，样条厚度为1.6mm。

缺口冲击强度按ISO 180/1A要求进行测试。

根据表1的结果，高相对黏度的聚苯醚具有良好的抗环境应力开裂性能，当平均相对黏度大于42mL/g时，抗环境应力开裂性能明显提高，同时有较好的抗环境应力开裂性能和力学性能。通常，抗环境应用开裂的能力主要是由聚苯醚的分子量决定的，也就是粘度，粘度越小分子量越低，抗开裂能力越差，但有一个适宜的范围，因为相对粘度过大会影响产品的流动性，造成注塑加工困难。本发明实施例采用40～85重量份数的聚苯醚，具有合适的粘度范围，并具有较高的抗环境应力开裂性能。另外，BDP阻燃剂的重量份数为8时，具有较好的阻燃性能、抗环境应力开裂性能和力学性能。

本发明实施例所述阻燃性聚苯醚组合物为聚苯醚-聚苯乙烯合金，其中含有40～85重量份数的聚苯醚，以及5～30份的聚苯乙烯树脂，可以改善组合物的粘度，提高组合物的抗环境应力开裂性能。而且各组分中不含卤成分，使用非卤阻燃剂，即采用含磷有机阻燃剂，所以该组合物也是一种无卤组合物。另外，组合物中各成分充分发挥协同作用，保持高刚性、高耐热、高尺寸稳定性及阻燃性良好等特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种阻燃性聚苯醚组合物，其包括按重量份数计的下列成份：40～85份的聚苯醚，5～30份的聚苯乙烯树脂，1～10份的热塑性弹性体，以及5～18份的含磷有机阻燃剂。

2、如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其特征在于，所述聚苯醚的重量份数为50～80份。

3、如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其特征在于，所述聚苯乙烯树脂的重量份数为10～25份。

4、如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其特征在于，所述热塑性弹性体的重量份数为2～8份。

5、如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其特征在于，所述含磷有机阻燃剂的重量份数为8～17份。

6、如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其特征在于，还包括重量份数分别为0.2-1.5份润滑剂、稳定剂及抗氧剂。

7、如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其特征在于，所述聚苯醚相对黏度为38～60g/mL。

8、如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其特征在于，所述聚苯醚包括相对黏度45mL/g以上的聚苯醚和40mL/g以下的聚苯醚。

9、如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其特征在于，所述热塑性弹性体为乙丙橡胶弹性体、丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或氢化丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。

10、如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其特征在于，所述含磷有机阻燃剂为芳香基或烷基化芳香基的磷酸酯、烷基氧化磷、芳香基磷酸酯或芳香基磷酸酶。