CN102399433A - 一种用于光伏接线盒的聚苯醚组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，其由以下重量份的组分组成：聚苯醚55～95份，聚苯乙烯树脂45～5份，增韧剂2～10份，磷酸酯阻燃剂5～20份，酸吸收剂0.5～2.5份，受阻酚类主抗氧剂0.2～0.6份，亚磷酸酯类辅助抗氧剂0.2～0.6份，紫外线吸收剂0.3～1.5份，受阻胺类光稳定剂0.3～1.5份，润滑剂0.1～0.5份，色粉0.1～1.0份。该组合物具有阻燃性好、耐热氧老化、耐UV、电气性能优良等特点，产品阻燃性性能达到UL945VA级别、RTI＝110℃、CTIPLC＝2、GWIT＝750℃，符合ROHS标准要求，用于太阳能光伏接线盒等电子电器零部件的生产。

Description

一种用于光伏接线盒的聚苯醚组合物

技术领域

本发明涉及一种聚苯醚组合物及其用途，属于高分子合金领域。

背景技术

聚苯醚(PPO)具有优异的力学性能和电性能，但其熔体粘度大，流动性差，使之难以加工成型，所以一般使用其各种各样的改性品种，如PPO与HIPS、PP或PA等聚苯醚合金已得到广泛应用，聚苯醚的共混改性品种的性能和使用价值远远超过其本身的性能和使用价值。

目前普通的阻燃、增强等MPPO材料，不能满足太阳能光伏领域的应用要求，即耐水性、高阻燃性、长期热氧老化性、UV稳定性、高电气性能如CTI、GWIT等性能。需要进一步提高材料的性能，以满足产品的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，该组合物具有阻燃性好、耐热氧老化、耐UV、电气性能优良等特点。

为了实现本发明目的，本发明的一种用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，由以下重量份的组分组成：聚苯醚55～95份，聚苯乙烯树脂45～5份，增韧剂2～10份，磷酸酯阻燃剂5～20份，酸吸收剂0.5～2.5份，受阻酚类主抗氧剂0.2～0.6份，亚磷酸酯类辅助抗氧剂0.2～0.6份，紫外线吸收剂0.3～1.5份，受阻胺类光稳定剂0.3～1.5份，润滑剂0.1～0.5份，色粉0.1～1.0份，所述增韧剂为SEBS、SEPS、MBS、EBA、EEA或它们带有-MAH(马来酸酐)、-GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)活性官能团的接枝共聚物。

优选的为：聚苯醚65～90份，聚苯乙烯树脂35～10份，增韧剂3～8份，磷酸酯阻燃剂8～15份，酸吸收剂0.5～2份，受阻酚类主抗氧剂0.2～0.5份，亚磷酸酯类辅助抗氧剂0.2～0.5份，紫外线吸收剂0.5～1.2份，受阻胺类光稳定剂0.5～1.2份，润滑剂0.1～0.4份，色粉0.2～0.8份。

更优选的为：聚苯醚70～80份，聚苯乙烯树脂30～20份，增韧剂3～6份，磷酸酯阻燃剂10～12份，酸吸收剂1～1.5份，受阻酚类主抗氧剂0.2～0.4份，亚磷酸酯类辅助抗氧剂0.2～0.4份，紫外线吸收剂0.5～1.0份，受阻胺类光稳定剂0.5～1.0份，润滑剂0.2～0.4份，色粉0.3～0.6份。

所述的份为重量份，可为公斤、克、吨、斤等本领域所用的重量单位。

由于纯PPO树脂很难加工，本发明采用合金化方法进行改性，如加入PS来生产合金材料。

本发明所采用的增韧剂，作用是基于由于和两树脂良好的相容性且本身具有良好的耐热、光老化性能，可以提供良好的增韧效果，且在长期热氧老化和光氧老化过程最大限度保持组合物的韧性。

其中所述的PPO基础树脂黏度为0.35～0.55dl/g。日本旭化成、三菱和美国通用等公司均有生产。

所述的聚苯乙烯树脂为HIPS，熔融指数为3g/10min～10g/10min(200℃/5KG)，优选为3g/10min～5g/10min。

为获得最佳阻燃效果同时能满足环保要求，本发明的阻燃剂体系选用磷酸酯阻燃剂，所述磷酸酯阻燃剂为三苯基磷酸酯(TPP)、2，2’-二亚苯基丙烷四苯基双磷酸酯(BDP)或间亚苯基四苯基双磷酸酯(RDP)中的一种或两种。

所述酸吸收剂可采用水滑石、MgO或ZnO等，酸吸收剂的作用为吸收聚合物聚合过程的残余物质或在加工使用过程中聚合物产生的酸性物质，从而保持组合物优良的老化性能。其中ZnO更兼与耐UV稳定添加剂协效的UV稳定作用。

为了提高产品的光、热稳定性能及加工稳定性，在组合物加入一些抗氧剂，比如受阻酚类主抗氧剂及亚磷酸酯类辅助抗氧剂；所述受阻酚类主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称抗氧剂1010)、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯(简称抗氧剂1076)、N，N′-，6-己二基二(3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰(简称抗氧剂1098)、3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸2-(3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯基)-1-氧代丙基)酰肼(简称抗氧剂MD1024)、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(简称抗氧剂330)、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(简称抗氧剂300)等。

所述亚磷酸酯类辅助抗氧剂可为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(简称抗氧剂168)、季戊四醇双亚磷酸二(十八)醇酯(简称抗氧剂619)、季戊四醇双亚磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯(简称抗氧剂626)等。

所述紫外线吸收剂为UVA-1(CAS#2440-22-4)、UVA-4(CAS#3864-99-1)或UVA-19(CAS#1843-05-6)，可购自BASF公司。

所述受阻胺类光稳定剂为HALS-1(CAS#52829-07-9)、HALS-4(CAS#106990-43-6)或HALS-9(CAS#63843-89-0)，可购自Ciba公司。

所述润滑剂从功能上可分为内润滑剂、外润滑剂和兼具内外润滑作用的润滑剂三种，主要有聚烯烃蜡如PE蜡、PP蜡及其功能化蜡、酰胺蜡、蒙旦蜡等。

所述色粉主要包括炭黑或钛白粉等，可根据所需产品的颜色进行调整。

本发明所述用于光伏接线盒的聚苯醚组合物为聚苯醚-聚苯乙烯合金，组合物中各成分充分发挥协同作用，聚苯醚与聚苯乙烯的无限相容，HIPS的加入改进了PPO的加工流动性，在其共混体系中，PPO的含量决定刚性、热变形温度(HDT)的高低；HIPS提高了组合物的流动性；增韧剂起到了增韧的作用，且在长期热氧老化和光氧老化过程最大限度保持组合物的韧性，复合磷酸酯阻燃剂使共混物实现良好的阻燃性，酸吸收剂能吸收聚合物聚合过程的残余物质或在加工使用过程中聚合物产生的酸性物质，从而保持组合物优良的老化性能，而且组合物中加入抗氧剂、紫外线吸收剂、润滑剂等助剂，有效提高了该组合物的长期耐热氧老化、耐UV以及良好的电气性能，最终使得该组合物可以达到阻燃性UL945VA级别、RTI＝110℃、CTI PLC＝2、6WIT＝750℃，符合ROHS标准要求，用于太阳能光伏接线盒等电子电器零部件的生产。

本发明所述用于光伏接线盒的聚苯醚组合物可选择双螺杆挤出机加工而成，为本领域技术人员常用的加工方法，一般加工温度范围可控制在260～300℃之间(塑化段)。

经检测，本发明所述用于光伏接线盒的聚苯醚组合物的性能可达到：拉伸屈服强度为50～60MPa，拉伸断裂强度为40～50MPa，弯曲强度为60～85MPa，弯曲模量为1900～2500MPa，Izod缺口冲击强度23℃时，为8～15KJ/m²，阻燃性1.6mm为V0，2.0mm为5VA，长期使用温度指数RTI＝110℃、漏电起痕指数CTI PLC＝2、灼热丝燃烧温度GWIT＝750℃，热老化性能：130C/168hr拉伸强度保持率60～95％，耐UV性能：168hrUV照射冲击强度保持率60～95。

具体实施方式

下面实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明，本实施例的测试数据均采用ISO标准。

实施例1

本实施例的组合物组分为：聚苯醚75公斤，聚苯乙烯树脂25公斤，SEBS 3公斤，TPP 10公斤，水滑石1公斤，抗氧剂10760.2公斤，亚磷酸酯辅助抗氧剂1680.2公斤，紫外线吸收剂UVA-10.5公斤，光稳定剂HALS-10.5公斤，PE蜡0.3公斤，炭黑0.5公斤。

其中聚苯醚树脂的黏度为IV0.52dl/g，日本旭化成公司出品；聚苯乙烯树脂(HIPS)的MFR为3g/10min，由BASF公司生产；水滑石由Kyowa Chemical公司生产，抗氧剂1076为Great Lakes公司生产，亚磷酸酯辅助抗氧剂168为Ciba公司生产，紫外线吸收剂UVA-1为BASF公司生产，光稳定剂HALS-1为Ciba公司生产，PE蜡为BASF公司生产，炭黑为卡博特公司生产。

将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：280℃(塑化段)。

实施例2

本实施例的组合物组分为：聚苯醚55公斤，聚苯乙烯树脂45公斤，SEPS 2公斤，TPP 8公斤，水滑石1.5公斤，抗氧剂10760.2公斤，亚磷酸酯辅助抗氧剂6260.2公斤，紫外线吸收剂UVA-10.5公斤，光稳定剂HALS-10.3公斤，PP蜡0.2公斤，炭黑0.3公斤。

其中聚苯醚树脂的黏度为IV0.40dl/g，日本旭化成公司出品；聚苯乙烯树脂的MFR为5g/10min，由巴斯夫公司生产。

将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：260℃(塑化段)。

实施例3

本实施例的组合物组分为：聚苯醚95公斤，聚苯乙烯树脂5公斤，SEBS-MAH(接枝率3％)5公斤，BDP 12公斤，MgO 0.5公斤，抗氧剂3300.4公斤，亚磷酸酯辅助抗氧剂1680.5公斤，紫外线吸收剂UVA-40.3公斤，光稳定剂HALS-10.5公斤，PE蜡0.3公斤，炭黑0.6公斤。

其中聚苯醚树脂的黏度为IV0.42，沙特Sabic公司出品；聚苯乙烯树脂的MFR为8g/10min，奇美公司生产。

将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：280℃(塑化段)。

实施例4

同实施例1，不同的是各组分为：聚苯醚65公斤，聚苯乙烯树脂35公斤，EEA 10公斤，RDP 5公斤，ZnO 2公斤，抗氧剂3000.5公斤，亚磷酸酯辅助抗氧剂6260.2公斤，紫外线吸收剂UVA-191.2公斤，光稳定剂HALS-11.0公斤，PE蜡0.5公斤，钛白粉0.8公斤。

实施例5

同实施例1，不同的是各组分为：聚苯醚85公斤，聚苯乙烯树脂15公斤，SEBS-MAH(接枝率3％)8公斤，TPP 15公斤，MgO 1.5公斤，抗氧剂10760.6公斤，亚磷酸酯辅助抗氧剂1680.4公斤，紫外线吸收剂UVA-11.5公斤，光稳定剂HALS-11.0公斤，PE蜡0.1公斤，炭黑0.1公斤。

实施例6

同实施例1，不同的是各组分为：聚苯醚60公斤，聚苯乙烯树脂40公斤，SEBS 6公斤，TPP 20公斤，水滑石2.5公斤，抗氧剂10100.2公斤，亚磷酸酯辅助抗氧剂6260.2公斤，紫外线吸收剂UVA-41.0公斤，光稳定剂HALS-11.5公斤，PE蜡0.4公斤，炭黑1.0公斤。

对于实施例1-6各组合物进行性能检测，结果如下表：

以上实施例所述的聚苯醚组合物具有阻燃性好、耐热氧老化、耐UV、电气性能优良等特点，产品阻燃性性能达到UL945VA级别、RTI＝110℃、CTI PLC＝2、GWIT＝750℃，符合ROHS标准要求，用于太阳能光伏接线盒等电子电器零部件的生产

尽管对本发明已作了详细的说明并引证了一些具体实例，但对本领域技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围，作各种变化或修正是显然的。

Claims (9)

1.一种用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，其特征在于，由以下重量份的组分组成：聚苯醚55～95份，聚苯乙烯树脂45～5份，增韧剂2～10份，磷酸酯阻燃剂5～20份，酸吸收剂0.5～2.5份，受阻酚类主抗氧剂0.2～0.6份，亚磷酸酯类辅助抗氧剂0.2～0.6份，紫外线吸收剂0.3～1.5份，受阻胺类光稳定剂0.3～1.5份，，润滑剂0.1～0.5份，色粉0.1～1.0份，所述增韧剂为SEBS、SEPS、MBS、EBA、EEA或它们带有-MAH、-GMA活性官能团的接枝共聚物。

2.根据权利要求1所述的用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，其特征在于，由以下重量份的组分组成：聚苯醚65～90份，聚苯乙烯树脂35～10份，增韧剂3～8份，磷酸酯阻燃剂8～15份，酸吸收剂0.5～2份，受阻酚类主抗氧剂0.2～0.5份，亚磷酸酯类辅助抗氧剂0.2～0.5份，紫外线吸收剂0.5～1.2份，受阻胺类光稳定剂0.5～1.2份，润滑剂0.1～0.4份，色粉0.2～0.8份。

3.根据权利要求1或2所述的用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，其特征在于，由以下重量份的组分组成：聚苯醚75～85份，聚苯乙烯树脂25～15份，增韧剂3～6份，磷酸酯阻燃剂10～12份，酸吸收剂1～1.5份，受阻酚类主抗氧剂0.2～0.4份，亚磷酸酯类辅助抗氧剂0.2～0.4份，紫外线吸收剂0.5～1.0份，受阻胺类光稳定剂0.5～1.0份，润滑剂0.2～0.4份，色粉0.3～0.6份。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，其特征在于，所述的聚苯醚黏度为0.35～0.55dl/g。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，其特征在于，所述的聚苯乙烯树脂为HIPS，熔融指数为3g/10min～10g/10min。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，其特征在于，所述磷酸酯阻燃剂为三苯基磷酸酯、2，2’-二亚苯基丙烷四苯基双磷酸酯或间亚苯基四苯基双磷酸酯中的一种或两种。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，其特征在于，所述酸吸收剂采用水滑石、MgO或ZnO。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，其特征在于，所述紫外线吸收剂为UVA-1、UVA-4或UVA-19。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的用于光伏接线盒的聚苯醚组合物，其特征在于，所述受阻胺类光稳定剂为HALS-1、HALS-4或HALS-9。