CN102719081A

CN102719081A - 一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金及其制备方法

Info

Publication number: CN102719081A
Application number: CN2012102332695A
Authority: CN
Inventors: 王尹杰; 郭建鹏; 才勇; 张强; 汤俊杰
Original assignee: Shanghai Rizhisheng New Technology Development Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI RIZHISHENG TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2032-07-06
Also published as: CN102719081B

Abstract

本发明涉及一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金，所述的聚苯醚/聚酯合金由以下重量配比的原料制成：聚苯醚10-50%，聚酯10-40%，复配型无卤阻燃剂5-25%，增韧剂2-20%，玻璃纤维10-40%，聚苯醚-聚酯相容剂5-10%，抗氧剂0.2-0.6%，润滑剂0.2-0.6%。本发明还提供这种合金的制备方法。本发明优点在于：本发明采用合适的相容剂，改善了聚苯醚与聚酯之间的相容性，优化了合金的加工性能；该聚苯醚合金具有良好的力学性能、阻燃性、绝缘性及易加工成型等优点，同时满足欧盟RoHS、IEC无卤化及Reach法规要求，同时其成本以及吸水率较PPO/PA合金更低，更具应用前景。

Description

一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体地说，是一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金及其制备方法。

背景技术

聚苯醚（PPO）具有良好的力学性能、化学稳定性、介电性能、耐热性及阻燃性，是一种高性能的热塑性工程塑料。但是PPO分子链刚性较大，缺口冲击非常敏感，同时由于其较高的熔体粘度，使其不能注塑成型，因此极大的限制了其应用。PPO很少单独使用，90%以上的商品化产品均为与其他高分子聚合物共混或进行化学改性。国内外研究者对PPO与PA的合金做了大量研究，并已经有很多商品化产品在市场销售，但此类合金的性能依然受到PA吸湿性的影响，尺寸稳定性差，而PPO/聚酯类合金不会受到吸湿性的影响，且同时可具有PPO/PA合金的耐热耐冲击性能，成本较低。因此PPO/聚酯类合金成为新的开发热点。

目前众多的阻燃塑料制品采用的阻燃体系主要是溴系阻燃剂与三氧化二锑复配体系。随着人们环保意识的增强，许多国家采取措施强制限制阻燃塑料制品中的卤素及重金属的含量（ROHS及REACH法规），要求相关产品必须具有环境友好性，因此无卤阻燃塑料制品已经成为阻燃塑料改性的大的趋势。

同时，PPO与聚酯之间结构上完全不相容，要使其达到合金的效果，就必须使用相容剂，现今主要应用的相容剂有PS接枝物、SEBS接枝物、PPO接枝物以及PC等，虽然上述材料均可以提高PPO与聚酯之间的相容性，改善其力学性能和加工性能，但依然存在相容性不理想、成本较高等诸多问题。因此现有技术依然有待改进和提高。

中国专利文献CN101787199A公开了一种用于工业大型制件的PPO/PBT复合材料及其制备方法，所述的复合材料按重量百分比计，包括以下组份：聚苯醚（PPO）30-55%，聚对苯二甲酸丁二醇（PBT）8-25%，增韧剂13.6-32%，相容剂6-15%，抗氧剂0.2-0.8%，润滑剂0.2-0.6%，阻燃剂1-6%，该发明通过采用合适的相容剂，大幅度的提高了PPO/PBT复合材料的综合性能。中国专利文献CN102417698A公开了一种永久抗静电PET/PPO合金及制备方法。包括以下组分和重量百分含量：抗静电母粒3-8%，PET40-45%，PPO40-50%，相容剂1-5%，具有抗静电效果持久，成本低，耐热性好等优点。中国专利文献CN102417716A公开了一种永久抗静电PBT/PPO合金及制备方法。包括以下组分和重量百分含量：抗静电母粒3-8%，PBT40-45%，PPO40-50%，相容剂1-5%，具有抗静电效果持久，成本低，耐热性好等优点。但是关于一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金及其制备方法目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金。

本发明的再一的目的是，提供一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金，所述的聚苯醚/聚酯合金由以下重量配比的原料制成：

聚苯醚 10-50%，

聚酯 10-40%，

复配型无卤阻燃剂 5-25%，

增韧剂 2-20%，

玻璃纤维 10-40%，

聚苯醚-聚酯相容剂 5-10%，

抗氧剂 0.2-0.6%，

润滑剂 0.2-0.6%。

所述的聚苯醚树脂25℃氯仿中特定粘度为0.2-0.6 dl/g。

所述的聚苯醚为PPO LXR035、PPO LXR045或PPO LXR050。

所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。

所述的复配型无卤阻燃剂为磷系阻燃剂及氮系阻燃剂复配而成；所述的磷系阻燃剂为：磷酸三苯脂、磷酸三乙脂、间亚苯基四苯基双磷酸酯、双酚A双（二苯基磷酸酯）中的一种或几种；所述的氮系阻燃剂为：三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺中的一种或几种。

所述的增韧剂为：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物以及苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或几种。

所述的相容剂为：聚苯乙烯接枝物、氢化三嵌段共聚物接枝物、聚苯醚接枝物和聚碳酸酯中的一种或几种。

所述的相容剂为聚苯醚-聚酯专用相容剂CMG-W-02。

所述的玻璃纤维为无碱长玻纤，所述的抗氧剂为：受阻酚类抗氧剂与亚磷酸脂抗氧剂复合体系，所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡、硅氧烷中的一种或几种。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

（1）按重量配比称取原料：聚苯醚10-50%，聚酯10-40%，复配型无卤阻燃剂5-25%：增韧剂2-20%，聚苯醚-聚酯相容剂5-10%，抗氧剂0.2-0.6%，润滑剂0.2-0.6%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入；

（2）如用固体磷系阻燃剂则其与步骤（1）中的其它原料于高混机中共混，由双螺杆挤出机第一段筒体加入；如用液体磷系阻燃剂则其由双螺杆挤出机第五段筒体通过喂料泵加入；

（3）将重量配比为10-40%的玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入；

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为235-255℃。

本发明优点在于：

1、本发明采用合适的相容剂，改善了聚苯醚与聚酯之间的相容性，优化了合金的加工性能；

2、该聚苯醚合金具有良好的力学性能、阻燃性、绝缘性及易加工成型等优点，同时满足欧盟RoHS、IEC无卤化及Reach法规要求，同时其成本以及吸水率较PPO/PA合金更低，更具应用前景。

附图说明

附图1是本发明的无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金的制备工艺流程图，制备采用双螺杆挤出机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

本发明中，所述的“聚苯醚/聚酯合金”是指“聚苯醚和聚酯合金”，也即“/”是指前后二者为“和”的关系而不是“或”的关系。

一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金，所述的聚苯醚/聚酯合金由以下重量配比的原料制成：

聚苯醚 10-50%，

聚酯 10-40%，

复配型无卤阻燃剂 5-25%，

增韧剂 2-20%，

玻璃纤维 10-40%，

聚苯醚-聚酯相容剂 5-10%，

抗氧剂 0.2-0.6%，

润滑剂 0.2-0.6%。

制备方法包括以下步骤：

（1）按重量配比称取原料：聚苯醚10-50%，聚酯10-40%，复配型无卤阻燃剂5-25%：增韧剂2-20%，聚苯醚-聚酯相容剂5-10%，抗氧剂0.2-0.6%，润滑剂0.2-0.6%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入（图1）；

需要说明的是，所述的聚苯醚（PPO）树脂25℃氯仿中特定粘度为0.2-0.6 dl/g，优选的为蓝星化工新材料股份有限公司芮城分公司生产的PPO LXR035、PPO LXR045及PPO LXR050

所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）及聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）。

所述的复配型无卤阻燃剂为磷系阻燃剂及氮系阻燃剂复配而成。

所述的磷系阻燃剂为有机磷系阻燃剂：磷酸三苯脂、磷酸三乙脂、间亚苯基四苯基双磷酸酯、双酚A双（二苯基磷酸酯）中的一种或几种。

所述的氮系阻燃剂为：三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺中的一种或几种。

所述的增韧剂为：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）以及苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物（SEPS）中的一种或几种。可选用Kraton G1650、Kraton G1651、Kraton G1657、Kraton G1660、Kraton G1643等。

所述PPO/聚酯专用相容剂为：聚苯乙烯（PS）接枝物、氢化三嵌段共聚物（SEBS）接枝物、聚苯醚接枝物和聚碳酸酯（PC）中的一种或几种。优选的为上海日之升新技术发展有限公司生产的聚苯醚-聚酯专用相容剂CMG-W-02。

所述的玻璃纤维为无碱长玻纤。

所述的抗氧剂为：受阻酚类抗氧剂与亚磷酸脂抗氧剂复合体系。

所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡、硅氧烷中的一种或几种。

实施例1

（1）按重量配比称取原料：PPO LXR045：30%，聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）：30%，磷酸三苯酯：10%，聚磷酸三聚氰胺：5%，Karton G1651：5%，聚苯醚-聚酯相容剂（CMG-W-02）：4.2%，抗氧剂：0.4%，润滑剂：0.4%。

（2）将上述原料于高混机共混5分钟，后由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为15%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为500转/分，温度为245℃。

实施例2

（1）按重量配比称取原料：PPO LXR050：24.5%，聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）：15%，间亚苯基四苯基双磷酸酯：10%，聚磷酸三聚氰胺：10%，Karton G1650：5%，聚苯醚-聚酯相容剂（CMG-W-02）：10%，抗氧剂：0.3%，润滑剂：0.2%。

（2）将除间亚苯基四苯基磷酸酯外的上述原料于高混机共混5分钟，后由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为25%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入，间亚苯基双磷酸酯通过喂料泵由双螺杆挤出机第五段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为400转/分，温度为255℃。

实施例3

（1）按重量配比称取原料：PPO LXR045：20%，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：29.1%，双酚A双（二苯基磷酸酯）：8%，焦磷酸三聚氰胺：7%，Karton G1657：5%，聚苯醚-聚酯相容剂（CMG-W-02）：5%，抗氧剂：0.4%，润滑剂：0.5%。

（2）将上述除双酚A双（二苯基磷酸酯）外的其他材料于高混机中共混5分钟，由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为25%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入，双酚A双（二苯基磷酸酯）通过喂料泵由双螺杆挤出机第五段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为240℃。

实施例4

（1）按重量配比称取原料：PPO LXR035：15%，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：24.3%，磷酸三苯酯：8%，硼酸三聚氰胺：5%，Karton G1660：7%，聚苯醚-聚酯相容剂（CMG-W-02）：10%，抗氧剂：0.4%，润滑剂：0.3%。

（2）将上述原料于高混机中共混5分钟，由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为30%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为500转/分，温度为240℃。

实施例5

（1）按重量配比称取原料：PPO LXR050：29.2%，聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）：20%，双酚A双（二苯基磷酸酯）：10%，焦磷酸三聚氰胺：5%，Karton G1643：5%，聚苯醚-聚酯相容剂（CMG-W-02）：10%，抗氧剂：0.5%，润滑剂：0.3%。

（3）将重量比为20%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入，双酚A双（二苯基磷酸酯）通过喂料泵由双螺杆挤出机第五段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为500转/分，温度为255℃。

实施例6

（1）按重量配比称取原料：PPO LXR035：11.8%，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：40%，磷酸三乙酯：10%，三聚氰胺：15%，Karton G1643：2%，聚苯醚-聚酯相容剂（CMG-W-02）：10%，抗氧剂：0.6%，润滑剂：0.6%。

（2）将上述原料于高混机中共混2分钟，由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为10%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为180转/分，温度为235℃。

实施例7

（1）按重量配比称取原料：PPO LXR035：10%，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：16.2%，磷酸三乙酯：3%，三聚氰胺：2%，Karton G1643：20%，聚苯醚-聚酯相容剂（CMG-W-02）：8%，抗氧剂：0.2%，润滑剂：0.6%。

（2）将上述原料于高混机中共混3分钟，由双螺杆挤出机主喂料加入。

（3）将重量比为40%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为250转/分，温度为240℃。

实施例8

（1）按重量配比称取原料：PPO LXR035：50%，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：10%，磷酸三乙酯：5%，三聚氰胺：4%，Karton G1643：15%，聚苯醚-聚酯相容剂（CMG-W-02）：5%，抗氧剂：0.6%，润滑剂：0.4%。

（2）将上述原料于高混机中共混4分钟，由双螺杆挤出机主喂料加入。

（4）上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为600转/分，温度为250℃。

实施例9

对比例1：

（1）按重量配比称取原料：PPO LXR050：25%，聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）：19.5%，间亚苯基四苯基双磷酸酯：10%，聚磷酸三聚氰胺：10%，Karton G1650：5%，SAN-GMA共聚物：10%，抗氧剂：0.3%，润滑剂：0.2%。

（3）将重量比为20%的无碱长玻纤由双螺杆挤出机第四段加入，间亚苯基双磷酸酯通过喂料泵由双螺杆挤出机第五段加入。

对比例2：

（1）按重量配比称取原料：PPO LXR045：20%，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：29%，双酚A双（二苯基磷酸酯）：8%，焦磷酸三聚氰胺：7%，Karton G1657：5%，马来酸酐：5%，抗氧剂：0.5%，润滑剂：0.5%。

对比例1-2和实施例1-5制备的合金的物理性能见下表1。

表1 对比例1-2和实施例1-5制备的合金的物理性能

Figure 2012102332695100002DEST_PATH_IMAGE001

本发明采用合适的相容剂，改善了聚苯醚与聚酯之间的相容性，优化了合金的加工性能；该聚苯醚合金具有良好的力学性能、阻燃性、绝缘性及易加工成型等优点，同时满足欧盟RoHS、IEC无卤化及Reach法规要求，同时其成本以及吸水率较PPO/PA合金更低，更具应用前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金，其特征在于，所述的聚苯醚/聚酯合金由以下重量配比的原料制成：

聚苯醚 10-50%，

聚酯 10-40%，

复配型无卤阻燃剂 5-25%，

增韧剂 2-20%，

玻璃纤维 10-40%，

聚苯醚-聚酯相容剂 5-10%，

抗氧剂 0.2-0.6%，

润滑剂 0.2-0.6%。

2.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚酯合金，其特征在于，所述的聚苯醚树脂25℃氯仿中特定粘度为0.2-0.6 dl/g。

3.根据权利要求2所述的聚苯醚/聚酯合金，其特征在于，所述的聚苯醚为PPO LXR035、PPO LXR045或PPO LXR050。

4.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚酯合金，其特征在于，所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。

5.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚酯合金，其特征在于，所述的复配型无卤阻燃剂为磷系阻燃剂及氮系阻燃剂复配而成；所述的磷系阻燃剂为：磷酸三苯脂、磷酸三乙脂、间亚苯基四苯基双磷酸酯、双酚A双（二苯基磷酸酯）中的一种或几种；所述的氮系阻燃剂为：三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚酯合金，其特征在于，所述的增韧剂为：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物以及苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚酯合金，其特征在于，所述的相容剂为：聚苯乙烯接枝物、氢化三嵌段共聚物接枝物、聚苯醚接枝物和聚碳酸酯中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚酯合金，其特征在于，所述的相容剂为聚苯醚-聚酯专用相容剂CMG-W-02。

9.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚酯合金，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱长玻纤，所述的抗氧剂为：受阻酚类抗氧剂与亚磷酸脂抗氧剂复合体系，所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡、硅氧烷中的一种或几种。

10.一种无卤阻燃增强聚苯醚/聚酯合金的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：