CN109265963A - 一种高抗冲耐高温无卤阻燃ppo合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子改性技术领域，具体涉及一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料及其制备方法，该高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料由于通过聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3‑氨丙基三乙氧基硅烷、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维等制备改性树脂，再利用所制得的改性树脂与PPO树脂、HIPS树脂制备PPO合金材料，进而引入了纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维，进而能够提高PPO合金材料的抗冲击性能、耐高温性能和阻燃性能，同时引入了有机硅链段，进而能够提高PPO合金材料的韧性，进而协同提高PPO合金材料的拉伸强度和弯曲强度，并提高了易加工的特性。

Description

一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子改性技术领域，具体涉及一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料及其制备方法。
背景技术
聚苯醚(PPO)属于五大工程塑料之一，是于20世纪60年代中期开发的热塑性树脂。PPO具有优良的力学性能、耐热性、电气绝缘性以及在高温下蠕变较小的优点，同时PPO的密度及吸湿性较低、强度较高、尺寸稳定性较好。但纯PPO树脂的玻璃化转变温度较高、熔体流动性较差、成型加工困难，需要在300℃高温下加工，极大地限制了其应用范围。为了克服PPO的缺点，扩大其应用领域，必须对其进行改性。
在电器产品领域，尤其是耐高压及户外使用的部件，如光伏行业使用的各种接线盒、彩电中的行输出变压器等，以及各类电子产品的壳体等，不但要求有较好的加工特性，而且要求具备较好的抗冲击性能、耐高温性能和阻燃性能。目前，对PPO的改性，一般多为利用PS树脂进行对PPO的改性，虽然加入PS能够改善PPO材料的流动性，提高PPO合金的可加工性能，然而，现有技术中的PPO-PS合金依然存在抗冲击性能、耐高温性能和阻燃性能均不佳的缺陷。因此，亟需寻求对PPO的新改性。
发明内容
本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，该高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料具有抗冲击性能、耐高温性能和阻燃性能均优异的优点，且具有很好的拉伸强度和弯曲强度。
本发明的目的之二在于针对现有技术的不足，提供一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，该制备方法制得的高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料具有抗冲击性能、耐高温性能和阻燃性能均优异的优点，且具有很好的拉伸强度和弯曲强度。
为了实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：
提供一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，由以下重量份数的组份制成：
优选的，所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，由以下重量份数的组份制成：
更为优选的，所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，由以下重量份数的组份制成：
所述相容剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。
所述有机溶剂为乙酸乙酯；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述阻燃剂为广东盛化塑胶科技有限公司生产的商品型号为SHOP的超高磷含量阻燃剂；
所述润滑剂为龙沙集团生产的商品型号为PETS的润滑剂。
所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
为了实现上述目的之二，本发明采用如下技术方案：
提供一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、制备改性树脂：将配方量的聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷溶解于有机溶剂，然后升温至一定温度后，加入配方量的水、催化剂、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维反应一定时间后，进行抽真空蒸馏，即制得所述改性树脂；
步骤二、物料混合：将步骤一制得的改性树脂、以及配方量的PPO树脂、HIPS树脂、相容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出，冷却，切粒，制得所述高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料。
上述技术方案中，所述步骤一中，将配方量的聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷溶解于有机溶剂，然后升温至100℃～120℃后，加入配方量的催化剂、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维反应0.5h～1h后，进行抽真空蒸馏，即制得所述改性树脂。
上述技术方案中，所述步骤三中，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，所述熔融塑化的温度为250℃～260℃，所述双螺杆挤出机的机头挤出温度为290℃～300℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为280r/min～320r/min。
本发明与现有技术相比较，有益效果在于：
(1)本发明提供的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，由于通过聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维等制备改性树脂，再利用所制得的改性树脂与PPO树脂、HIPS树脂制备PPO合金材料，进而引入了纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维，进而能够提高PPO合金材料的抗冲击性能、耐高温性能和阻燃性能，同时引入了有机硅链段，进而能够提高PPO合金材料的韧性，进而协同提高PPO合金材料的拉伸强度和弯曲强度，并提高了易加工的特性。另外，由于通过3-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，在水解的作用下，进而使得纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维，与有机硅链段在界面间形式键合，促进界面融合，提高抗冲击性能、耐高温性能和阻燃性能。
(2)本发明提供的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，具有制备方法简单，生产成本低，并能够适用于工业化大规模生产的特点。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1。
一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，由以下重量份数的组份制成：
其中，相容剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。
其中，有机溶剂为乙酸乙酯；其中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
其中，阻燃剂为广东盛化塑胶科技有限公司生产的商品型号为SHOP的超高磷含量阻燃剂；其中，润滑剂为龙沙集团生产的商品型号为PETS的润滑剂。
其中，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的组合物。
上述一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、制备改性树脂：将配方量的聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷溶解于有机溶剂，然后升温至110℃后，加入配方量的催化剂、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维反应0.8h后，进行抽真空蒸馏，即制得所述改性树脂；
步骤二、物料混合：将步骤一制得的改性树脂、以及配方量的PPO树脂、HIPS树脂、相容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出，冷却，切粒，制得所述高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40。本实施例中，熔融塑化的温度为255℃，所述双螺杆挤出机的机头挤出温度为295℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为300r/min。
实施例2。
一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，由以下重量份数的组份制成：
其中，相容剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。
其中，有机溶剂为乙酸乙酯；其中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
其中，阻燃剂为广东盛化塑胶科技有限公司生产的商品型号为SHOP的超高磷含量阻燃剂；其中，润滑剂为龙沙集团生产的商品型号为PETS的润滑剂。
其中，抗氧剂为抗氧剂1010。
上述一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、制备改性树脂：将配方量的聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷溶解于有机溶剂，然后升温至100℃后，加入配方量的催化剂、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维反应1h后，进行抽真空蒸馏，即制得所述改性树脂；
步骤二、物料混合：将步骤一制得的改性树脂、以及配方量的PPO树脂、HIPS树脂、相容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出，冷却，切粒，制得所述高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40。本实施例中，熔融塑化的温度为250℃，所述双螺杆挤出机的机头挤出温度为290℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为320r/min。
实施例3。
一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，由以下重量份数的组份制成：
其中，相容剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。
其中，有机溶剂为乙酸乙酯；其中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
其中，阻燃剂为广东盛化塑胶科技有限公司生产的商品型号为SHOP的超高磷含量阻燃剂；其中，润滑剂为龙沙集团生产的商品型号为PETS的润滑剂。
其中，抗氧剂为抗氧剂168。
上述一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、制备改性树脂：将配方量的聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷溶解于有机溶剂，然后升温至120℃后，加入配方量的催化剂、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维反应0.5h后，进行抽真空蒸馏，即制得所述改性树脂；
步骤二、物料混合：将步骤一制得的改性树脂、以及配方量的PPO树脂、HIPS树脂、相容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出，冷却，切粒，制得所述高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40。本实施例中，熔融塑化的温度为260℃，所述双螺杆挤出机的机头挤出温度为300℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为280r/min。
实施例4。
一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，由以下重量份数的组份制成：
其中，相容剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。
其中，有机溶剂为乙酸乙酯；其中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
其中，阻燃剂为广东盛化塑胶科技有限公司生产的商品型号为SHOP的超高磷含量阻燃剂；其中，润滑剂为龙沙集团生产的商品型号为PETS的润滑剂。
其中，抗氧剂为抗氧剂1010。
上述一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、制备改性树脂：将配方量的聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷溶解于有机溶剂，然后升温至105℃后，加入配方量的催化剂、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维反应0.6h后，进行抽真空蒸馏，即制得所述改性树脂；
步骤二、物料混合：将步骤一制得的改性树脂、以及配方量的PPO树脂、HIPS树脂、相容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出，冷却，切粒，制得所述高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40。本实施例中，熔融塑化的温度为252℃，所述双螺杆挤出机的机头挤出温度为293℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为310r/min。
实施例5。
一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，由以下重量份数的组份制成：
其中，相容剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。
其中，有机溶剂为乙酸乙酯；其中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
其中，阻燃剂为广东盛化塑胶科技有限公司生产的商品型号为SHOP的超高磷含量阻燃剂；其中，润滑剂为龙沙集团生产的商品型号为PETS的润滑剂。
其中，抗氧剂为抗氧剂1010。
上述一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、制备改性树脂：将配方量的聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷溶解于有机溶剂，然后升温至115℃后，加入配方量的催化剂、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维反应0.9h后，进行抽真空蒸馏，即制得所述改性树脂；
步骤二、物料混合：将步骤一制得的改性树脂、以及配方量的PPO树脂、HIPS树脂、相容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出，冷却，切粒，制得所述高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40。本实施例中，熔融塑化的温度为258℃，所述双螺杆挤出机的机头挤出温度为297℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为290r/min。
对比例1。
一种PPO合金，由以下重量份数的组份制成：
其中，相容剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。
其中，有机溶剂为乙酸乙酯；其中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
其中，阻燃剂为广东盛化塑胶科技有限公司生产的商品型号为SHOP的超高磷含量阻燃剂；其中，润滑剂为龙沙集团生产的商品型号为PETS的润滑剂。
其中，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的组合物。
上述一种PPO合金的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、物料混合：将配方量的PPO树脂、HIPS树脂、相容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出，冷却，切粒，制得所述高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40。本实施例中，熔融塑化的温度为250℃，所述双螺杆挤出机的机头挤出温度为290℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为320r/min。
性能测试：
将上述实施例1至实施例5，以及对比例1制得的PPO合金进行性能测试，测试数据结果如下表1：
表1实施例1至实施例5，以及对比例1制得的PPO合金的性能测试表
从表1的性能测试数据可知，本申请的实施例1至实施例5制得的高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，与对比例1制得的PPO合金相比，由于增加了改性树脂引入，进而引入了纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维，进而能够提高PPO合金材料的抗冲击性能、耐高温性能和阻燃性能，同时引入了有机硅链段，提高了PPO合金材料的的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，其特征在于：由以下重量份数的组份制成：
2.根据权利要求1所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，其特征在于：由以下重量份数的组份制成：
3.根据权利要求1所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，其特征在于：由以下重量份数的组份制成：
4.根据权利要求1所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，其特征在于：所述相容剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。
5.根据权利要求1所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，其特征在于：所述有机溶剂为乙酸乙酯；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
6.根据权利要求1所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，其特征在于：所述阻燃剂为广东盛化塑胶科技有限公司生产的商品型号为SHOP的超高磷含量阻燃剂；
所述润滑剂为龙沙集团生产的商品型号为PETS的润滑剂。
7.根据权利要求1所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
8.权利要求1至7任意一项所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一、制备改性树脂：将配方量的聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷溶解于有机溶剂，然后升温至一定温度后，加入配方量的水、催化剂、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维反应一定时间后，进行抽真空蒸馏，即制得所述改性树脂；
步骤二、物料混合：将步骤一制得的改性树脂、以及配方量的PPO树脂、HIPS树脂、相容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出，冷却，切粒，制得所述高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料。
9.根据权利要求8所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，将配方量的聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷溶解于有机溶剂，然后升温至100℃～120℃后，加入配方量的催化剂、纳米陶瓷纤维和纳米硼纤维反应0.5h～1h后，进行抽真空蒸馏，即制得所述改性树脂。
10.根据权利要求8所述的一种高抗冲耐高温无卤阻燃PPO合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，所述熔融塑化的温度为250℃～260℃，所述双螺杆挤出机的机头挤出温度为290℃～300℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为280r/min～320r/min。
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