CN102464851A

CN102464851A - 一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN102464851A
Application number: CN2010105547666A
Authority: CN
Inventors: 魏绪英; 宋治乾; 周霆; 罗明华; 辛敏琦
Original assignee: Shanghai Kumho Sunny Plastics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Kumho Sunny Plastics Co Ltd
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2012-05-23

Abstract

本发明涉及一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物及其制备方法，包括以下组分及重量份含量：苯乙烯系树脂65～85、冲击改性剂1～7、气味抑制剂0～5、气味改善剂0～5、阻燃协效剂2～6、溴系阻燃剂5～15，将除气味改善剂外的各组分按配方置于高速混合机中预混，将预混料和气味改善剂分别从主喂料口、侧喂料口加入双螺杆挤出机中，通过输送、熔融、剪切挤出冷却造粒，即得到产品。与现有技术相比，本发明得到的产品气味小，冲击高，阻燃性能优异，流动性好，易加工成型，适用于复印机、打印机、传真机等办公设备和空调，冰箱外壳、大尺寸液晶显示器壳体等家电产品。

Description

一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种树脂组合物及其制备方法，尤其是涉及一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物及其制备方法。

背景技术

苯乙烯系树脂组合物由于具有优异的加工性能、良好的力学性能和耐热性能，在打印机、复印机等办公设备和空调、冰箱、TV壳体等家电产品领域得到了广泛的应用，而这些场合对材料的阻燃性都有较高的要求，一般需要达到UL94V0级。苯乙烯系树脂属于易燃材料，通常需要添加卤素阻燃剂和无机阻燃协效剂才能达到V0阻燃级别，其中卤素阻燃剂特别是溴系阻燃剂由于高效的阻燃效率广泛用于阻燃苯乙烯系树脂。

然而，虽然苯乙烯系树脂组合物有着非常广泛的应用，但是因卤素阻燃剂的原因这些材料在加工成制件的过程中会不同程度的释放出某些难闻的气体，甚至该材料加工的制件在很长时间内依然留有这种难闻的气味。随着环保概念的推广，材料的低气味性得到了厂家和使用者越来越多的关注。特别是在家电和办公设备行业，随着产品尺寸越来越大，产品成型需要更高的温度和更长的周期，以前被人们忽视的阻燃剂降解、游离溴和残留苯乙烯单体的挥发带来的气味问题被慢慢放大。为此，为了进一步拓展苯乙烯系树脂组合物在相关领域的应用，必须找到一个有效的途径来解决气味问题。

传统的解决气味的方法是采用活性炭或多孔硅胶作为吸附剂，通过活性炭或多孔硅胶中的微孔对高分子材料中释放出气味的小分子起到吸附作用，从而降低材料的气味。但是活性炭的添加量对材料的力学性能影响极大，而且其自身的黑色也限制了其使用范围，所以这种方法价值不大；而多孔硅胶添加量少时对气味改善不明显，添加量多也会对力学性能造成影响。

为此，有必要开发出一种既能有效降低材料气味特性，同时又能保证材料其它性能不受影响的低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种气味小、冲击高、阻燃性能优异、流动性好的低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及重量份含量：

苯乙烯系树脂 65～85；

冲击改性剂 1～7；

气味抑制剂 0～5；

气味改善剂 0～5；

阻燃协效剂 2～6；

溴系阻燃剂 5～15。

所述的苯乙烯系树脂为经橡胶改性的高抗冲聚苯乙烯树脂，在测试条件为200℃×5kg时苯乙烯系树脂的熔体流动速率为3～15g/10min。

所述的冲击改性剂选自有机硅橡胶、乙丙橡胶接枝乙烯基硅烷偶联剂或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的一种或几种。

所述的气味抑制剂为粉体粒径不小于200目、微孔孔径不小于10埃的多孔性物质，包括碱金属硅铝酸盐粉体、硅藻土或细孔的多孔硅胶，优选碱金属硅铝酸盐粉体。

所述的气味改善剂为沸点低、易挥发的小分子物质，选自乙醇、四氢呋喃、乙酸、乙醚、乙酸乙酯、丙酮或水。

所述的阻燃协效剂选自硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠或氧化钼中的一种或多种，优选粒径不小于2000目的三氧化二锑。

所述的溴系阻燃剂选自四溴双酚A，十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪、亚乙基-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)、溴化环氧低聚物或四溴邻苯二甲酸-(2-乙基己基)酯中的一种或多种。

该低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物还包括重量份为0～3的助剂，所述的助剂包括抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、抗滴落剂的一种或多种。

所述的抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂；所述的热稳定剂为稀土热稳定剂和有机锡类热稳定剂的一种或两种的组合；所述的光稳定剂选自2-羟基二苯甲酮、水杨酸酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯或羟基苯并三唑中的一种或几种；所述的润滑剂为粘度大于1000Pa.s的二甲基硅油润滑剂、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸镁中的一种或两种的组合；所述的抗滴落剂为分子量为300万-500万的聚苯乙烯(PS)包覆或苯乙烯/丙烯酸酯共聚物(AS)包覆的聚四氟乙烯(PTFE)。

一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及重量份含量备料：

苯乙烯系树脂 65～85、

冲击改性剂 1～7、

气味抑制剂 0～5、

气味改善剂 0～5、

阻燃协效剂 2～6、

溴系阻燃剂 5～15；

(2)将除气味改善剂外的各组分按配方置于高速混合机中预混5-15min，得到预混料；

(3)将预混料和气味改善剂分别从主喂料口、侧喂料口加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的长径比为40，挤出温度设定为180～200℃，螺杆转速为300rpm，通过输送、熔融、剪切挤出冷却造粒，即得到产品。

与现有技术相比，本发明所用的有阻燃协效作用的冲击改性剂在提高树脂冲击的同时能使溴系阻燃剂的用量减少3-5％，进一步减少了游离溴的含量；所用的气味抑制剂为一种粉体粒径不小于200目、微孔孔径不小于10埃的多孔性物质，这种多孔性物质可以有效的吸附树脂组合物中挥发出来的小分子单体；气味改善剂为一种沸点低、易挥发的小分子物质，在挥发的过程中可以带出一部分沸点高、难挥发、气味较大的小分子，通过减少材料本身的气味源和防止二次气味源的产生达到实现本发明的目的，改善了难燃性苯乙烯系树脂组合物的气味，得到的产品气味小，冲击高，阻燃性能优异，流动性好，易加工成型，适用于复印机、打印机、传真机等办公设备和空调，冰箱外壳、大尺寸液晶显示器壳体等家电产品。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1～4

下述组分用于具体实施例：高抗冲聚苯乙烯：HIPS-1：MI＝10g/10min，苯乙烯残单含量为100ppm；高抗冲聚苯乙烯：HIPS-2：MI＝10g/10min，苯乙烯残单含量为200ppm；苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物：SBS：橡胶含量65％，韩国锦湖提供；甲基乙烯基硅橡胶(MSR)：Mw＝50-60万，乙烯基含量0.1-0.2％；气味抑制剂为国产硅藻土a；气味改善剂剂为乙醇b；阻燃剂：DBDPE：十溴二苯乙烷，死海溴提供的Strax-8010；三氧化二锑：Sb₂O₃：湖南华昌锑业，纯度＞99.8％，粒径为4000目；其他组分：抗氧剂168、汽巴精华；润滑剂：上海树脂厂提供的二甲基硅油润滑剂：T-0004。

用于实施例1～4的每种组分按表1所示设定。

各组份按表1所示的量预混，通过长径比为40的双螺杆挤出机共混造粒，挤出温度设定为180～200℃，螺杆转速为300rpm，保证物料在一定的真空度下挤出。

对比例

对比例所采用的组分如表1所示，其制备方法与实施例1～4相同。

表1：实施例1～4和对比例1组合物成分

材料组分

单位

对比例

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

HIPS-1

phr

/

81

76

80

HIPS-2

/

81

/

SBS

/

3

/

MSR

/

3

Sb₂O₃

/

4

Strax-8010	/	12	12	12	12	8
							抑制剂a	/	/	/	3	3	3
改善剂b	/	/	/	/	2	2
							抗氧剂168	/	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
T-0004	/	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7

实施例1～4及对比例获得的粒子在热风烘箱中于80℃干燥2h，成型各种样条待用，对其性能进行检测。

冲击强度：ASTM D256，样条尺寸64*12.7*3.2mm；

阻燃性：UL94，样条尺寸125*13.0*1.6mm；

气味评价方法：

1)：取20g粒子置于1L的密闭容量瓶中，于80℃烘烤30min后取出评价气味；

2)：将粒子注塑成体积约为1L带上盖的方形盒，将300ml的80℃的热水注入盒中密闭，约5min后评价热水的气味性；测试结果如表2所示。

表2实施例1～4和对比例1测试结果

注：○越多代表气味越轻；×越多代表气味越重

实施例1-4和对比例1的结果表明：低残留苯乙烯单体对改善材料气味具有一定的效果，本发明所述的通过添加一种有阻燃协效作用的冲击改性剂、一种能够有效抑制难闻气体的气味抑制剂和一种能够有效使难闻气体挥发的气味改善剂能使苯乙烯系树脂组合物在保持优异难燃性能的条件下显著降低气味。

实施例5

一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照以下组分及重量份含量备料：苯乙烯系树脂65kg、冲击改性剂1kg、气味改善剂5kg、阻燃协效剂2kg、溴系阻燃剂5kg，其中，苯乙烯系树脂为经橡胶改性的高抗冲聚苯乙烯树脂，在测试条件为200℃×5kg时苯乙烯系树脂的熔体流动速率为3g/10min，冲击改性剂为有机硅橡胶，气味改善剂为乙醇，阻燃协效剂为粒径2000目的三氧化二锑；溴系阻燃剂为2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪、亚乙基-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)；

(2)将除气味改善剂外的各组分按配方置于高速混合机中预混5min，得到预混料；

(3)将预混料和气味改善剂分别从主喂料口、侧喂料口加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的长径比为40，挤出温度设定为180℃，螺杆转速为300rpm，通过输送、熔融、剪切挤出冷却造粒，即得到产品。

实施例6

(1)按照以下组分及重量份含量备料：苯乙烯系树脂85kg、冲击改性剂7kg、气味抑制剂5kg、阻燃协效剂6kg、溴系阻燃剂15kg，其中，苯乙烯系树脂为经橡胶改性的高抗冲聚苯乙烯树脂，在测试条件为200℃×5kg时苯乙烯系树脂的熔体流动速率为15g/10min，冲击改性剂为乙丙橡胶接枝乙烯基硅烷偶联剂和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物，气味抑制剂为碱金属硅铝酸盐粉体，阻燃协效剂为硼酸锌和三氧化二锑的混合物；溴系阻燃剂为四溴邻苯二甲酸-(2-乙基己基)酯，另外，还包括1kg助剂，为有机锡类热稳定剂、水杨酸酯和粘度大于1000Pa.s的二甲基硅油润滑剂的混合物；

(2)将上述各组分按配方置于高速混合机中预混15min，得到预混料；

(3)将预混料从主喂料口加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的长径比为40，挤出温度设定为220℃，螺杆转速为300rpm，通过输送、熔融、剪切挤出冷却造粒，即得到产品。

Claims

1.一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及重量份含量：

苯乙烯系树脂65～85；

冲击改性剂1～7；

气味抑制剂0～5；

气味改善剂0～5；

阻燃协效剂2～6；

溴系阻燃剂5～15。

2.根据权利要求1所述的一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，所述的苯乙烯系树脂为经橡胶改性的高抗冲聚苯乙烯树脂，在测试条件为200℃×5kg时苯乙烯系树脂的熔体流动速率为3～15g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，所述的冲击改性剂选自有机硅橡胶、乙丙橡胶接枝乙烯基硅烷偶联剂或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，所述的气味抑制剂为粉体粒径不小于200目、微孔孔径不小于10埃的多孔性物质，包括碱金属硅铝酸盐粉体、硅藻土或细孔的多孔硅胶，优选碱金属硅铝酸盐粉体。

5.根据权利要求1所述的一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，所述的气味改善剂为沸点低、易挥发的小分子物质，选自乙醇、四氢呋喃、乙酸、乙醚、乙酸乙酯、丙酮或水。

6.根据权利要求1所述的一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，所述的阻燃协效剂选自硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠或氧化钼中的一种或多种，优选粒径不小于2000目的三氧化二锑。

7.根据权利要求1所述的一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，所述的溴系阻燃剂选自四溴双酚A，十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪、亚乙基-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)、溴化环氧低聚物或四溴邻苯二甲酸-(2-乙基己基)酯中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，该低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物还包括重量份为0～3的助剂，所述的助剂包括抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、抗滴落剂的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的一种低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，所述的抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂；所述的热稳定剂为稀土热稳定剂和有机锡类热稳定剂的一种或两种的组合；所述的光稳定剂选自2-羟基二苯甲酮、水杨酸酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯或羟基苯并三唑中的一种或几种；所述的润滑剂为粘度大于1000Pa.s的二甲基硅油润滑剂、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸镁中的一种或两种的组合；所述的抗滴落剂为分子量为300万-500万的聚苯乙烯(PS)或苯乙烯/丙烯酸酯共聚物(AS)包覆的聚四氟乙烯(PTFE)。

10.一种如权利要求1所述的低气味难燃性苯乙烯系树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：