发明内容
本发明提供一种可以具有优良阻燃性的热塑性树脂组合物。
本发明还提供一种可以具有优良可着色性的热塑性树脂组合物。
本发明进一步提供一种可以具有优良注射模制热稳定性的组合物。
本发明进一步提供一种可以具有优良流动性的热塑性树脂组合物。
本发明进一步提供一种可以具有低比重的热塑性树脂组合物。
根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物包含(A)按重量计90%至97%的橡胶增强的聚苯乙烯树脂,(B)按重量计3%至10%的聚苯醚树脂,(C)基于100重量份的包含(A)和(B)的基础树脂,10至20重量份的包含三嗪基团的卤素化合物,或者包含三嗪基团的卤素化合物和溴化二苯基乙烷化合物的混合物,以及(D)基于100重量份的包含(A)和(B)的基础树脂,0.01至3重量份的锑化合物。
橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)可以包含按重量计1%至30%的橡胶聚合物和按重量计70%至99%的芳香族单链烯基单体。橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)还可以包含选自(甲基)丙烯酸的烷基酯单体和/或丙烯腈单体的一种或多种单体。
聚苯醚树脂(B)可以包括聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二苯基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚和聚(2,3,6-三甲基-1,4-亚苯基)醚的共聚物、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基)醚和聚(2,3,5-三乙基-1,4-亚苯基)醚的共聚物、或者它们的组合。
包含三嗪基团的卤素化合物可以包括2,4,6-三(2,4,6-三溴苯氧基)-1,3,5-三嗪并且溴化二苯基乙烷化合物可以包括十溴二苯乙烷。
锑化合物(D)可以是三氧化锑、五氧化锑、或者它们的组合。
根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物还可以包含一种或多种添加剂,如聚合引发剂、抗氧化剂、抗冲改性剂、润滑剂、填充剂、偶联剂、光稳定剂、抗滴落剂、抗静电剂、分散剂、以及着色剂。
根据本发明的模制品可以由本发明的阻燃的热塑性树脂组合物模制。
本发明可以提供一种阻燃的热塑性树脂组合物,该组合物可以具有优良的阻燃性、可着色性、注射模制热稳定性、和/或流动性以及低比重。
具体实施方式
现在,在下文中在本发明的以下详细说明中将更充分地描述本发明,其中描述了一些但不是所有本发明的实施方式。实际上,本发明可以以许多不同形式体现,并且不应当解释为限于本文中阐明的实施方式;更确切地,提供这些实施方式以使得本公开将满足可适用的法律要求。
本发明涉及一种阻燃的热塑性树脂组合物,该组合物可以具有优良的阻燃性以及可着色性和注射模制热稳定性。
根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物包含(A)按重量计90%至97%的橡胶增强的聚苯乙烯树脂,(B)按重量计3%至10%的聚苯醚树脂,(C)基于100重量份的包含(A)和(B)的基础树脂,10至20重量份的包含三嗪基团的卤素化合物,或者包含三嗪基团的卤素化合物和溴化二苯基乙烷化合物的混合物,以及(D)基于100重量份的包含(A)和(B)的基础树脂,0.01至3重量份的锑化合物。
(A)橡胶增强的聚苯乙烯树脂
根据本发明的橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)是通过将橡胶聚合物与单链烯基芳香族单体聚合而制备的。
在没有限制的情况下,橡胶聚合物的实例可以包括二烯类橡胶,如聚丁橡胶,通过将丁二烯和苯乙烯共聚合制备的共聚物,聚(丙烯腈-丁二烯)等;饱和橡胶,包括氢化的二烯橡胶,异戊二烯橡胶,丙烯酸类橡胶,亚乙基-亚丙基-二烯单体三聚物(EPDM)等;以及它们的组合。在示例性实施方式中,使用聚丁二烯,通过将丁二烯和苯乙烯共聚合制备的共聚物,异戊二烯橡胶,和/或烷基丙烯酸酯橡胶。
基于按重量计100%的橡胶增强的聚苯乙烯树脂,橡胶增强的聚苯乙烯树脂可以包含按重量计1%至30%的量的橡胶聚合物,例如按重量计3%至15%。
如果橡胶聚合物含量小于按重量计1%,则可以使阻燃的热塑性树脂的冲击强度退化。如果橡胶聚合物含量高于按重量计30%,则可以使阻燃性、螺旋长度(spiral length)、和黑度退化。
为了表现出包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)和聚苯醚树脂(B)的基础树脂的适当的物理性能,橡胶颗粒可以具有0.1μm至6.0μm的Z-平均颗粒尺寸,例如0.25μm至3.5μm。
橡胶聚合物可以以双峰形式或者三峰形式分散在橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)中。在一个实施方式中,橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)可以是包含具有平均粒径为0.1μm至1μm橡胶聚合物的橡胶增强的聚苯乙烯树脂和包含具有平均粒径为1μm至6μm橡胶聚合物的橡胶增强的聚苯乙烯树脂的混合物。
在没有限制的情况下,芳香族单链烯基单体的实例可以包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、p-叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯等,以及它们的组合。
如在本文中使用的,关于橡胶增强的聚苯乙烯树脂所使用的术语“聚苯乙烯树脂”是指芳香族单链烯基单体的均聚物、两种或更多种不同的芳香族单链烯基单体的共聚物、以及这类均聚物和/或共聚物的组合。
基于按重量计100%的橡胶增强的聚苯乙烯树脂,橡胶增强的聚苯乙烯树脂可以包含按重量计70%至99%的量的芳香族单链烯基单体,例如按重量计85%至97%。
橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)还可以包含一种或多种另外的单体。在没有限制的情况下,另外的单体的实例包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸的C1-C10烷基酯单体、丙烯腈化合物等。另外的单体可以提供耐化学性、可处理性、和/或耐热性。
基于按重量计100%的橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A),橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)可以包含按重量计0%至40%的量的丙烯酸和/或甲基丙烯酸的烷基酯单体和/或丙烯腈单体。
橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)可以在没有聚合引发剂的情况下通过热聚合制备,或者可以在存在聚合引发剂的情况下通过聚合制备。当在存在聚合引发剂的情况下聚合时,聚合引发剂可以是过氧化物引发剂,如过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化乙酰、氢过氧化枯烯等,偶氮类引发剂,诸如偶氮二异丁腈等,以及它们的组合物,但是不限于此。
橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)可以通过本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、或者它们的混合方法来制备。在示例性实施方式中,使用本体聚合。
基于按重量计100%的包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)和聚苯醚树脂(B)的基础树脂,可以包含按重量计90%至97%的量的根据本发明的橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)。
当橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)的量小于按重量计90%时,螺旋长度可以退化。当橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)的量大于按重量计97%时,阻燃性可以退化。
(B)聚苯醚树脂
在单独使用橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)的情况下,不能实现期望的阻燃性,并且可以使耐热性退化,所以将聚苯醚树脂(B)加入到橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)中,并且其组合可以用作基础树脂。
在没有限制的情况下,聚苯醚树脂(B)的实例可以包括聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二苯基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚和聚(2,3,6-三甲基-1,4-亚苯基)醚的共聚物、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基)醚和聚(2,3,5-三乙基-1,4-亚苯基)醚等、以及它们的组合。在示例性实施方式中,可以使用聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚和聚(2,3,6-三甲基-1,4-亚苯基)醚的共聚物和/或聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚,例如聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚。
聚苯醚树脂(B)的特性粘度没有特别限制。考虑到阻燃的热塑性树脂组合物的热稳定性和可操作性,聚苯醚树脂(B)的特性粘度可以是在25℃的三氯甲烷溶剂中测量的0.2至0.8。
基于按重量计100%的包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)和聚苯醚树脂(B)的基础树脂,可以包含按重量计3%至10%的量的聚苯醚树脂(B)。当聚苯醚树脂(B)的量小于按重量计3%时,可以使阻燃性退化。当聚苯醚树脂(B)的量大于按重量计10%时,可以使流动性退化,并且由于在高温下使用中产生的气体,还可以使热稳定性退化。
(C)包含三嗪基团的卤素化合物
根据本发明的包含三嗪基团的卤素化合物(C)是予赋予阻燃的热塑性树脂组合物阻燃性的阻燃剂。
在示例性实施方式中,包含三嗪基团的卤素化合物(C)可以包括2,4,6-三(2,4,6-三溴苯氧基)-1,3,5-三嗪。
包含三嗪基团的卤素化合物(C)还可以包括溴化二苯基乙烷化合物。在示例性实施方式中,溴化二苯基乙烷化合物可以包括十溴二苯乙烷。
基于100重量份的包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)和聚苯醚树脂(B)的基础树脂,阻燃的热塑性树脂组合物可以包含10至20重量份的包含三嗪基团的卤素化合物(C)。
当包含三嗪基团的卤素化合物(C)的量小于10重量份时,难以实现期望的阻燃性。当包含三嗪基团的卤素化合物(C)的量大于20重量份时,会使如注射模制可操作性和力学强度的物理性能退化。
(D)锑化合物
根据本发明的锑化合物(D)是辅助阻燃剂以赋予阻燃的热塑性树脂组合物适当的阻燃性。
在没有限制的情况下,锑化合物(D)的实例可以包括三氧化锑、五氧化锑等、以及它们的组合。在示例性实施方式中,可以使用三氧化锑。当使用三氧化锑时,三氧化锑可以具有的平均粒径为0.01μm至6.0μm,例如0.02μm至3.0μm,并且当使用五氧化锑时,五氧化锑可以具有的平均直径为0.01μm至1.0μm,例如0.02μm到0.5μm。
基于100重量份的包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)和聚苯醚树脂(B)的基础树脂,阻燃的热塑性树脂组合物可以包含0.01至3重量份的锑化合物(D)。
当锑化合物(D)的量少于0.01重量份时,难以实现阻燃性协同作用。当锑化合物(D)的量大于3重量份时,会使诸如可着色性和注射模制热稳定性的物理性能退化。
(E)添加剂
根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物可以包含一种或多种添加剂(E)。在没有限制的情况下,添加剂的实例可以包括聚合引发剂、抗氧化剂、抗冲改性剂、润滑剂、填充剂、偶联剂、光稳定剂、抗滴落剂、抗静电剂、分散剂、着色剂等、以及它们的组合。
在没有限制的情况下,可以用于本发明的抗氧化剂的实例包括苯酚型抗氧化剂、磷酸酯型抗氧化剂、硫醚型抗氧化剂、胺型抗氧化剂等、以及它们的组合。在没有限制的情况下,可以用于本发明的着色剂的实例包括二氧化钛、炭黑等、以及它们的组合。在没有限制的情况下,可以用于本发明的炭黑的实例包括石墨化碳、炉黑、乙炔黑、科琴黑等、以及它们的组合。在没有限制的情况下,可以用于本发明的抗滴落剂的实例包括聚四氟乙烯等。
基于100重量份的包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)和聚苯醚树脂(B)的基础树脂,阻燃的热塑性树脂组合物可以包括0.1至7重量份的量的添加剂(E)。
根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物可以具有根据UL94对1.5mm厚样本测量的V0的阻燃性。
当根据本发明的阻燃的热塑性树脂被保持在内部温度为250℃的注射模制装置中10分钟时,可以具有0到15倍的大量气体爆炸(gas burst)。
根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D256对1/8英寸厚样本测量的10kgf·cm/cm至15kgf·cm/cm的悬臂梁冲击强度。例如,根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物可以具有的悬臂梁冲击强度为11kgf·cm/cm、12kgf·cm/cm、13kgf·cm/cm、14kgf·cm/cm、或者15kgf·cm/cm。
根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D792测量的1.135至1.155的比重。例如,根据本发明的阻燃的热塑性树脂可以具有的比重为1.135、1.140、1.145、1.148、1.149、1.150、或1.155。
根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物,在将树脂组合物在230℃下模制成2.0mm厚并且10mm宽的样本之后测量,可以具有420mm至550mm的样本(螺旋)长度。例如,根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物的螺旋长度可以为420mm、430mm、450mm、470mm、480mm、510mm、520mm、530mm、或550mm。
根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D1925,使用CCM装置(Konica Minolta,Inc.)测量的27至35的L值。例如,阻燃的热塑性树脂组合物可以具有的L值为27.3、27.5、29.1、31.1、31.2、31.3、31.4、32.3、32.5、32.9、或33.1。
根据本发明的阻燃的热塑性树脂组合物可以使用任何合适的常规方法制备以制备树脂组合物。例如,本发明的成分和可选的添加剂可以同时在混合器中混合并且混合物可以通过挤出机以颗粒形式熔融挤出。
制备的颗粒可以使用诸如注射模制、真空模制、铸模等的模制方法制造成各种模制品。
模制品可以具有优良的阻燃性、可着色性、和注射模制热稳定性,并且在没有限制的情况下,可以被广泛用作电气和电子产品的部件、外部材料、汽车部件、杂货、结构框架等。
在下面的实施例中,将进一步定义本发明,实施例是为例证的目的,并且不应解释为以任何方式限制本发明的范围。
实施例
用于实施例和比较例的每个成分的详细说明如下:
(A)橡胶增强的聚苯乙烯树脂
使用由Cheil Industries Inc.制造的高强度聚苯乙烯树脂(产品名称:HG-1760)。
(B)聚苯醚树脂
使用由Blue Star Inc.制造的聚苯醚(PPE)树脂(产品名称:LXR-035C)。
(C)包含三嗪基团的卤素化合物
使用由ICL Inc制造的溴化合物(产品名称:FR-245)。
(D)锑化合物
使用由CHANGDE CHENZHOU ANTIMONY PRODUCT Inc.制造的锑化合物(产品名称:99.5)。
实施例1至实施例12和比较例1至比较例9
上面提及的成分的用量在以下表1和表2中给出,使用普通的混合器混合,然后使用具有L/D=35和Φ=45mm的双螺杆挤出机挤出混合物以制造出颗粒。然后将颗粒用于制造样品以测量当暴露于220℃至240℃的注射模制温度时的色差,并且阻燃的样品使用15盎斯的注射模制装置制备。将样品留在相对湿度为50%和温度为23℃的环境中48小时之后测量样品的物理性能。
如表1和表2所示,基于100%的(A)和(B)的重量,(A)和(B)的量表示为按重量计%,并且,基于100重量份的(A)和(B),(C)和(D)的量表示为重量份。
[表1]
[表2]
检测测试样品的如下各种物理性能并且在表3和表4中给出结果。
(1)根据UL94对1.5mm厚样本测量的阻燃性。
不通过:样品完全燃烧。
V1:样品燃烧10秒之后,然后除去点火源,总燃烧时间是51至250秒并且每个燃烧时间是30秒以下。
V0:样品燃烧10秒之后,然后除去点火源,总燃烧时间是0至15秒并且每个燃烧时间是10秒以下。
(2)根据ASTM D256对1/8英寸厚样本测量悬臂梁冲击强度(kgf·cm/cm)(无缺口的)。
(3)测量的螺旋长度(mm)是在230℃下由树脂组合物模制成厚度为2.0mm,宽度为10mm的样本的长度。
(4)测量的黑度为根据ASTM D1925使用由Konica Minolta,Inc.制造的CCM装置测量的L值。
(5)注射模制热稳定性(也称保留稳定性)是基于组合物在内部温度为250℃的注射塑模装置中10分钟的保留过程中测量的气体爆炸量来测定的。
☆:0至1倍,◎:2至4倍,○:5至10倍,△:11至15倍,X:高于16倍
(6)根据ASTM D792测量比重
[表3]
[表4]
如表3所示,实施例1至实施例12以在本发明的范围内的量包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)、聚苯醚树脂(B)、包含三嗪基团的卤素化合物(C)、以及锑化合物(D),可以具有V0的阻燃性,可以表现出优良的冲击强度、流动性、可着色性、以及注射模制热稳定性,并且可以具有低比重。
相反,比较例1以小于本发明的量包括包含三嗪基团的卤素化合物(C),表现出退化的阻燃性和流动性。比较例2以大于本发明的量包括包含三嗪基团的卤素化合物(C),表现出退化的冲击强度和注射模制热稳定性。比较例3不包含锑化合物,表现出退化的阻燃性,以及比较例4以大于本发明的量包含锑化合物,表现出退化的冲击强度,退化的注射模制热稳定性和高比重。
比较例5以大于本发明的量包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)并且以小于本发明的量包含聚苯醚树脂(B),表现出退化的阻燃性。比较例6和比较例7以小于本发明的量包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)并且以大于本发明的量包含聚苯醚树脂(B),表现出退化的流动性。
比较例8以本发明之外的量包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)、聚苯醚树脂(B)和包含三嗪基团的卤素化合物(C),并且比较例9以本发明之外的量包含橡胶增强的聚苯乙烯树脂(A)、聚苯醚树脂(B)和锑化合物(D),表现出退化的冲击强度、退化的注射模制热稳定性和高比重。
本发明所涉及领域的技术人员受益于上述说明书中给出的教导,会想到本发明的许多变型和其他实施方式。因此,应理解本发明不限于所公开的具体实施方式,并且旨在将修改和其他实施方式包括在所附权利要求的范围内。尽管本文中使用了特定的术语,但是它们仅仅以其一般性的描述意义而非限制性目的使用,本发明的范围在权利要求中限定。