CN103804886B - 一种高光低挥发阻燃聚苯醚组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高光低挥发阻燃聚苯醚组合物及制备方法和应用，包括组分：PPE树脂30~80份；HIPS树脂20~60份；磷酸酯类阻燃剂5~25份；玻璃纤维0~20份；高光助剂0.5~2份；黑种0.5~2份；助剂0.1~2份。其制备方法是将PPE树脂、HIPS树脂、高光助剂、黑种及助剂在高速混合机中混合1-2分钟得到预混料，预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，磷酸酯类阻燃剂和玻璃纤维侧喂，采用二级真空造粒制得成品。本发明在阻燃聚苯醚组合物中引入高光助剂，在不影响组合物力学和加工性能的前提下，能有效提高材料的光泽度和高光免喷涂产品的产出率，制备得到的组合物不仅光泽度高、流动性好、挥发物少，而且具有优良的力学和加工性能，适用于电子电器如电视机和电脑边框、汽车等高光要求产品。

Description

一种高光低挥发阻燃聚苯醚组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种阻燃聚苯醚组合物，具体涉及一种高光低挥发阻燃聚苯醚组合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚苯醚(PPE)树脂具有良好的物理性能、耐热性及电性能，其尺寸稳定性好、吸水率低等优点，广泛用于电子电器、汽车工业等领域。但是PPE也存在不足，如流动性差、本色料容易变色等，所以未改性的PPE树脂很难成型且主要用于黑色产品。阻燃PPE组合物中通常会加入PS树脂和磷酸酯阻燃剂来提高材料的流动性，但由于PS树脂和磷酸酯阻燃剂的耐热性较低，在高温成型的时候容易形成瓦斯气体，在模具表面析出也容易形成气痕，从而影响高光制件外观。

长期以来，研究人员针对高光低挥发阻燃PPE材料做了许多工作也取得了一些成效，如专利CN102051037A加入低熔点玻璃来代替一部分磷酸酯阻燃剂来提高阻燃聚苯醚的耐热性，该方法一定程度上降低了材料高温成型时低分子挥发物的析出，但材料流动性下降且成本上升。专利CN103289352A采用低分子量的PPE树脂及阻燃剂来制备高光阻燃PPE组合物，该方法提高了材料的流动性，提高材料复制模具的能力也提高材料的光泽度，但是该方法耐热性较差，注塑温度较高时成型高光制件容易出现外观问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种高光低挥发阻燃聚苯醚组合物，该组合物通过添加高光助剂，在不影响阻燃聚苯醚组合物的力学和加工性能的前提下，能有效提高材料的光泽度和高光免喷涂产品的产出率。

本发明的另一目的在于提供一种上述高光低挥发阻燃聚苯醚组合物的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种高光低挥发阻燃聚苯醚组合物，按重量份数计，包括以下组分：

PPE树脂30~80份；

HIPS树脂20~60份；

磷酸酯类阻燃剂5~25份；

玻璃纤维0~20份；

高光助剂0.5~2份；

黑种0.5~2份；

助剂0.1~2份。

所述PPE树脂的特性粘度在30℃下于氯仿中测定为0.3~0.55dl/g、相对密度1.08~1.16g/cm³、熔点240~300℃，PPE树脂可以通过多个商业来源获取。

所述PPE树脂优选高流动树脂，特性粘度为0.3~0.4dl/g，因其流动性好而复制高光模具能力强。

所述HIPS树脂的熔融指数在200℃，5KG条件下为2~20g/10min、相对密度为1.0~1.1g/cm³、熔融温度为190~260℃，HIPS树脂可以通过多个商业来源获取。

所述磷酸酯类阻燃剂为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)RDP、聚双酚A双(二苯基磷酸酯)BDP或磷酸三苯酯TPP一种或几种混合物。

所述高光助剂常温为液体，常压下沸点或挥发温度为90~160℃，且无色无味。

优选的，所述高光助剂为水、六甲基二硅氧烷或三乙基硅醇中的一种或几种的混合。

所述黑种是以聚烯烃为载体，炭黑或有机黑为填充物的黑色母，填充物的比例为30~70wt%。其中聚烯烃载体优选PE，为了提高材料的热稳定性本发明优选炭黑为填充物，优选炭黑的含量为50wt%；

所述玻璃纤维为耐水解玻纤，其直径为5~24um，长度为3~10mm。

所述助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、脱模剂或成核剂中的一种或几种的混合物。

所述的抗氧剂可以提高材料在加工和使用过程中的耐热老化性能，通常可选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类的复合物中的一种或几种复配。

所述的光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类、苯并三唑类、苯并噁嗪酮类复合物中的一种或几种复配。

所述的润滑剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂（Cast、Znst）、硬脂酸复合酯或酰胺类（芥酸酰胺）中的一种或几种复配。

本发明所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物的制备方法，包括以下步骤：

将PPE树脂、HIPS树脂、高光助剂、黑种及助剂在高速混合机中混合1-2分钟得到预混料，预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，磷酸酯类阻燃剂和玻璃纤维侧喂，采用二级真空造粒制得成品。

本发明所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物在电子电器、汽车中的应用。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）本发明在阻燃聚苯醚组合物中引入高光助剂，在不影响阻燃聚苯醚组合物的力学和加工性能的前提下，能有效提高材料的光泽度和高光免喷涂产品的产出率，制备得到的阻燃聚苯醚组合物不仅光泽度高、流动性好、挥发物少，而且具有优良的力学和加工性能，适用于电子电器如电视机和电脑边框、汽车等高光要求产品；

（2）本发明的制备方法使用二级真空装置，可进一步对组合物进行脱挥，降低组合物的挥发物成分，降低材料在注塑时瓦斯气体含量；

（3）本发明制备工艺简单，成本较低。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

本发明的实施例采用以下原料：

聚苯醚粉体-1，中国蓝星化工公司，特性粘度0.45dl/g，牌号PPELXR045；

聚苯醚粉体-2，中国蓝星化工公司，特性粘度0.40dl/g，牌号PPELXR040；

高抗冲聚苯乙烯，美国DOW公司，熔融指数4g/10min，牌号HIPS1300；

BDP阻燃剂，聚双酚A双(二苯基磷酸酯)，浙江万盛；

玻纤，ECS306HR-3，重庆国际复合材料有限公司，直径为13um，长度为4~10mm；

黑种PE2718，卡伯特公司，PE为基体，炭黑为填充物，含量各占50wt%；

水，净化自来水，沸点100°C；

六甲基二硅氧烷，道康宁公司，沸点99.5°C，纯度99%；

三乙基硅烷醇，诺泰化工公司，沸点154°C，密度0.822g/cm³，纯度99%；

脱模剂OP蜡，克莱恩公司；

抗氧剂，季戊四醇双亚磷酸酯，ADEKA公司，PEP-36；

材料性能测试方法：

（1）悬臂梁缺口冲击强度：按ISO180测试，A型缺口；

（2）熔体流动速率（MFR）：按ISO1133测试，条件为240℃，5Kg；

（3）阻燃测试：按照UL94-2006标准测试，样条厚度为1.5mm；

（4）有机化合物排放测定（TVOC）：按照TS-INT-002测试，测试温度为120°C；

（5）光泽度测试：按照ISO2813测试，测试角度为60度。

实施例1~20和对比例1~5

按照表1~2中的比例，将干燥后的PPE树脂、HIPS树脂、高光助剂、黑种及助剂在高速混合机中混合1-2分钟得到预混料，预混料加入双螺杆挤出机中（螺杆直径为35mm,长径比L/D=36）熔融挤出，磷酸酯类阻燃剂和玻璃纤维侧喂，采用二级真空造粒制得成品。其中双螺杆挤出机各螺筒温度(由加料口到机头)分别是：250℃、250℃、240℃、240℃、230℃、230℃，螺杆转速为300转/分钟，喂料量50kg/h。将上述的得到的产品在120℃的烘箱里面干燥3-4小时后注塑标准样条，注塑温度为250℃。注塑好的标准样条在25℃，50%的相对湿度下放置24小时后再测试性能。性能测试结果见表1-2。

表1高光低挥发阻燃聚碳酸酯组合物的制备及性能测试（表中组份含量为重量份）

从表1结果可以看出，通过增加BDP阻燃剂含量可使得阻燃聚苯醚组合物的流动性和光泽性提高，但是该体系的TVOC含量也随之增加，而加入少量的高光助剂后阻燃聚苯醚组合物光泽度有一定的提高，材料TVOC也明显降低，如实施例2与对比例1相比，加入1%的水后，材料的光泽度提高了4.5G.U，且材料冲击强度、熔融指数及阻燃性能无明显变化，TVOC由原来的182μgC/g降低到96μgC/g。

表2增强高光低挥发阻燃聚苯醚组合物的制备及性能测试（表中组份含量为重量份）

由表2的结果可知，加入低含量的玻纤，该阻聚聚苯醚组合物体系仍能保持较高的光泽度，加入0.5~2份的高光助剂使得材料的光泽度有所提高，同时TVOC含量显著降低。由对比例5的结果可以看出，高光助剂含量过高，不仅不能提高材料的光泽度，影响材料的外观，反而使得材料的力学性能下降。

本发明的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物不仅光泽度高、流动性好、挥发物少，而且具有优良的力学性能和加工性能，适用于电子电器如电视机和电脑边框、汽车等高光要求产品。

Claims (10)

1.一种高光低挥发阻燃聚苯醚组合物，其特征在于：按重量份数计，包括以下组分：

PPE树脂30~80份；

HIPS树脂20~60份；

磷酸酯类阻燃剂5~25份；

玻璃纤维0~20份；

高光助剂0.5~2份；

黑种0.5~2份；

助剂0.1~2份;

所述高光助剂为水、六甲基二硅氧烷或三乙基硅醇中的一种或几种的混合。

2.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物，其特征在于：所述PPE树脂的特性粘度在30℃下于氯仿中测定为0.3~0.55dl/g、相对密度为1.08~1.16g/cm³、熔点为240~300℃。

3.根据权利要求2所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物，其特征在于：所述的PPE树脂为高流动树脂，特性粘度在30℃下于氯仿中测定为0.3~0.4dl/g。

4.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物，其特征在于：所述HIPS树脂的熔融指数在200℃，5KG条件下为2~20g/10min、相对密度为1.0~1.1g/cm3、熔融温度为190~260℃。

5.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物，其特征在于：所述磷酸酯类阻燃剂为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、聚双酚A双(二苯基磷酸酯)或磷酸三苯酯一种或几种混合物。

6.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物，其特征在于：所述黑种是以聚烯烃为载体，炭黑或有机黑为填充物的黑色母。

7.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物，其特征在于：所述玻璃纤维为耐水解玻纤，其直径为5~24um，长度为3~10mm。

8.根据权利要求1所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物，其特征在于：所述助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、脱模剂或成核剂中的一种或几种的混合物。

9.权利要求1~8任一项所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将PPE树脂、HIPS树脂、高光助剂、黑种及助剂在高速混合机中混合1-2分钟得到预混料，预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，磷酸酯类阻燃剂和玻璃纤维侧喂，采用二级真空造粒制得成品。

10.权利要求1~8任一项所述的高光低挥发阻燃聚苯醚组合物在电子电器、汽车中的应用。