CN102051037B - 一种无卤阻燃聚苯醚组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无卤阻燃聚苯醚组合物，所述组合物由30～80wt%聚苯醚，10～60wt％的聚苯乙烯，5～25wt％的含磷阻燃剂及0.2~10wt%的低熔点玻璃组成。所述组合物具有较高的阻燃性、流动性，加工性能更好等优点，可以广泛用于电子电器如手机及笔记本电脑用充电器的壳体、电脑接插件、电表壳体等产品的材料。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃聚苯醚组合物。
背景技术
聚苯醚树脂（PPE或PPO）是五大工程塑料之一，也是工程塑料合金中消费量最大的品种。由于聚苯醚具有优良的物理机械性能、耐热性和电气绝缘性，其吸湿性低、强度高，尺寸稳定性好，高温下耐蠕变性好等优点，目前广泛应用于家电、办公和通讯设备、汽车工业和化工等领域。
目前传统意义上的阻燃聚苯醚采用有机磷酸酯作为阻燃剂，由于其阻燃效率低，效果差，要达到理想的阻燃效果，需要添加较多的阻燃剂，导致材料的耐热降低，同时由于阻燃剂和基体树脂的相容性差，在成型过程中容易析出，在模具上形成模垢，增加了清洗模具的次数，降低了模具的使用寿命。
对于某些应用领域对材料的耐热性能相对要求比较高的产品，目前的阻燃聚苯醚就无法满足要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的阻燃聚苯醚技术中，阻燃性能和耐热性能难以满足应用需求的问题，提供了一种具有高耐热和良好阻燃性的无卤阻燃聚苯醚组合物。
本发明的另一个目的在于提供一种所述无卤阻燃聚苯醚组合物的制备方法。
本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：
一种无卤阻燃聚苯醚组合物，包括如下按重量百分比计算的组分：
聚苯醚 30～80%；
聚苯乙烯 10～60％；
含磷阻燃剂 5～25％；
低熔点玻璃 0.2~10%。
所述聚苯醚的特性粘度为0.3~0.55dl/g(在30℃下于氯仿中测定)。
作为一种优选方案，所述聚苯醚的特性粘度优选为0.4~0.5 dl/g。
所述聚苯乙烯为结晶聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯中的一种或一种以上的混合物。
所述聚苯乙烯的熔融指数为3~12g/10min。
作为一种优选方案，所述聚苯乙烯的熔融指数优选为3~7g/10min。
作为一种更优选方案，所述橡胶优选为聚丁二烯或苯乙烯/丁二烯共聚物。
所述含磷阻燃剂为间苯二酚类磷酸酯、双酚类磷酸酯或含有其它取代苯基的芳香族磷酸酯中的一种或一种以上的混合物。
所述间苯二酚的磷酸酯优选为间苯二酚双（二苯基磷酸酯）；所述双酚类磷酸酯优选为双酚 A 双（二苯基磷酸酯）、磷酸双酚A四苯酯；所述含有其它取代苯基的芳香族磷酸酯优选为磷酸三苯酯。对于某些可以应用于聚苯醚的环状磷酸酯阻燃剂同样也适用于本发明。这些磷酸酯化合物或单独使用，或以两种或多种混合物的形式使用。
所述的低熔点玻璃中含有硼酸盐、磷酸盐或钒酸盐至少任意一种。
所述低熔点玻璃的软化点温度优选为200~550℃。
适当时候，本发明所述的聚苯醚组合物中可以添加提高材料韧性的冲击改性剂。冲击改性剂的选择必须考虑到其与树脂应有良好的相容性，同时冲击改性剂在材料基体中要形成适当的相结构才能更有效地提高增韧效果。
所述冲击改性剂优选为苯乙烯/丁二烯的嵌段共聚物，苯乙烯/异戊二烯的嵌段共聚物及其氢化的弹性体；更优选为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或一种以上的混合物。
所述冲击改性剂的添加量可根据所需要的目的而选择。
本发明的聚苯醚组合物中还可以进一步含有其它的添加剂，如增塑剂、稳定剂、脱模剂、填料、染料、颜料和其它赋予其它特性的树脂，只要不损害本发明的效果即可。
本发明的聚苯醚组合物的制备方法并不特别受限，本发明的聚苯醚组合物可以通过用例如挤出机（单螺杆或双螺杆挤出机）、热滚、捏合机、混炼机等捏合而制备，在这些当中，从生产效率的角度来讲，优选用单螺杆或双螺杆挤出机来制备共混物，挤出的温度为230~360℃，优选为250~320℃。混合本发明的各个组分的顺序通常并不重要，可以由本领域的普通技术人员来确定。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明在配方中加入适量的低熔点玻璃可以提高无卤阻燃聚苯醚组合物的耐热性，同时，低熔点玻璃与含磷阻燃剂之间存在协同作用，低熔点玻璃的加入，可以在减少含磷阻燃剂加入的同时，提高产品的阻燃效率，使产品具有较高的阻燃性、流动性，加工性能更好等优点，本发明制备的产品可以广泛应用于对材料耐热性要求比较高的电子电器领域，如手机及笔记本电脑用充电器的壳体、电脑接插件、电表壳体等电子电器材料。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
实施例和对比例中所用组分如下：
聚苯醚树脂：PPE LXR045, 粘度0.45，中国蓝星化工生产；
聚苯乙烯树脂： HIPS 1300, 熔融指数4g/10min（200℃,5kg）,DOW CHEMICAL 生产；
阻燃剂：双酚 A 双（二苯基磷酸酯）BDP，由日本旭瑞达公司生产；
磷酸三苯酯TPP，天津联瑞化工有限公司；
低熔点玻璃A：日本AGC，由B2O3、ZnO、Bi2O3等组分组成，软化点温度在440度。
低熔点玻璃B：日本AGC，由P2O5、ZnO、SnO等组分组成,软化点温度在400度。
低熔点玻璃C：由V2O5、ZnO、Bi2O3等组分组成,软化点温度在450度。
通过以下方法测量和评价实施例和对比例中所生产的组合物的性能。
1、阻燃性 按照UL-94中所述垂直燃烧方法对1.6mm厚度的燃烧样条进行燃烧试验。试验进行10次，根据燃烧的时间来判断样条的阻燃性能。
2、耐热性（载荷下的热变形温度） 所述载荷下的热变形温度按照ASTM-D648标准测试在1.82MPa的压力下进行测试。
实施例1～6验证了低熔点玻璃的量和阻燃剂的协效作用，详细数据结果见表1和表2：
表1 实施例1-4配方表及复合物性能检测结果
表2 实施例5-6配方表及复合物性能检测结果
由上述表1和表2的实验结果可以明显的看出，实施例2和实施例3, 和对比例1和实施例1相比，实施例5-6和对比例2相比，在添加适量的低熔点玻璃后，材料的阻燃性能有提高。
实施例7～9验证了低熔点玻璃和阻燃剂的协效作用，可以明显降低阻燃剂的用量，详细数据结果见表3：
表3 实施例7-9配方表及复合物性能检测结果
由上述表3的实验结果可以明显的看出，实施例7-9添加适量的低熔点玻璃后，和对比例3相比，阻燃剂的含量有所下降，材料的热变形温度有所上升，耐热性能有明显提高。
Claims (6)
1.一种无卤阻燃聚苯醚组合物，其特征在于包括如下按重量百分比计算的组分：
聚苯醚 30～80％；
聚苯乙烯 10～60％；
含磷阻燃剂 5～25％；
低熔点玻璃 0.2～10％；
所述聚苯醚的特性粘度在30℃下于氯仿中测定为0.3～0.55dl/g；
所述聚苯乙烯为结晶聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯中的一种或一种以上的混合物；
所述聚苯乙烯的熔融指数为3～12g/10min；
所述的低熔点玻璃的软化点温度为200～550℃。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚组合物，其特征在于所述含磷阻燃剂为间苯二酚类磷酸酯、双酚类磷酸酯或含有其它取代苯基的芳香族磷酸酯中的一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚组合物，其特征在于所述的低熔点玻璃中含有硼酸盐、磷酸盐或钒酸盐至少任意一种。
4.一种权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚组合物，其特征在于还包含冲击改性剂。
5.根据权利要求4所述的无卤阻燃聚苯醚组合物，其特征在于所述冲击改性剂为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求1或4所述的无卤阻燃聚苯醚组合物，其特征在于还包含增塑剂、稳定剂、脱模剂、染料、颜料或填料。
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