CN1182198C - 一种反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种反应型环保阻燃高光聚苯醚的复合物及其制备方法，该复合物包含：聚苯醚、高抗冲聚苯乙烯、环保型主阻燃剂、助阻燃剂、带苯环的改性剂和反应介质。本发明涉及了环保阻燃技术和产生高光泽的反应技术，从根本上解决了阻燃聚苯醚材料在燃烧和热裂解过程中产生四溴代双苯并二噁烷及四溴代双苯并呋喃致癌物质和聚苯醚流动性差、表面无光泽差的难题。本发明的反应型、环保阻燃高光聚苯醚主要用于办公设备、电子电器、汽车、建筑等行业。
Description
本发明涉及一种聚苯醚复合物及其制备方法，特别是涉及一种反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物及其制备方法；本发明属于高分子材料及其成型加工领域。
目前，国内生产阻燃改性聚苯醚的正规厂家很少，现全球只有5家大公司的所属生产工厂才有正规生产，且生产的阻燃改性聚苯醚的阻燃体系都是采用磷酸酯类。由于磷酸醋类阻燃剂有增塑作用，且用量大，所以采用该类阻燃剂生产的阻燃改性聚苯醚不仅耐热等级不高，而且对聚苯醚本身的刚性、耐热性损失也很大，同时成型的制品表面光泽度也不很理想，达不到高耐热、高光阻燃聚苯醚制品的要求。
本发明的目的就在于克服上述现有技术中的不足，提供一种反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物及其制备方法。
依据本发明所设计的反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物，由于成型制品耐热等级要求不同，因此所对应的配方中各组分的比例也不同。本发明反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物的组成(重量份数)为：聚苯醚100份、高抗冲聚苯乙烯30-300份、环保型主阻燃剂6-40份、助阻燃剂3-20份、带有苯环的改性剂10-50份、反应介质1-30份。其中，环保型主阻燃剂可以是：溴苯乙烷类(CXHYBrZ)、溴化环氧类(BEO)、溴化苯乙烯类((CXHY、ZBri、j)n)、聚烯酸溴苄酯类((CxHyOzBrJ)n)、四溴双酚类(CxHYBrzOJ)或溴代苊烯齐聚物(Con-BACNTM)；助阻燃剂为锑白；带有苯环的改性剂可以是：甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙稀共聚物(AMBS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙稀-丙烯腈共聚物(MABS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物(ACS)、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(SM)、苯乙烯-烯烃嵌段共聚物(SDS)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、苯乙烯-丁二烯中间嵌段物加氢(SEBS)、苯乙烯-异戊二烯嵌段接枝共聚物(SBS)、聚苯乙烯-丁二烯(PSB)或苯乙烯-丁二酯共聚物(SB)；反应介质为烯烃类溶剂。本发明反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物所用的主阻燃剂、助阻燃剂、带有苯环的改性剂和反应介质均有市售产品。
本发明的反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物在熔融挤出过程中使反应介质在聚苯醚、高抗冲聚苯乙烯、复合阻燃剂、带苯环的改性剂等混合物熔体中间发生原位反应，生成高光泽、易流动的复合物。由于聚苯醚是所有工程塑料中最难加工的树脂，反应介质的加入不仅在聚苯醚分子或分子线团周围形成一层光亮的保护膜，对聚苯醚大分子断链起到保护作用，而且更重要的是在难以加工的聚苯醚中间起到了润滑作用，使聚苯醚的加工变得容易，在使环保阻燃聚苯醚复合物产生高光泽的同时，也保留了环保阻燃聚苯醚的优异综合性能。
本发明反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物的制备方法为：先将高抗冲聚苯乙烯和带有苯环的改性剂经精密计量送入锥形混料器混匀后，送入双螺杆挤出机，待其软化后，再将聚苯醚、主阻燃剂和助阻燃剂也经精密计量送入锥形混料器混匀后经金属分离器送入已软化的高抗冲聚苯乙烯和带有苯环的改性剂混合体中，一起混合塑化，待混合体基本熔化后(即在距主喂料口700-750mm处)，将反应介质由全封闭的精确计量泵和针孔喷射器中喷入，反应介质进入后必需严格控制挤出机的各段温度，以确保反应介质反应充分，保证反应介质残留量最低；塑化、熔融、反应、反应完成后，再经热切机头热切、风冷、称量和包装。
本发明的反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物的制备工艺流程参见附图。
应用于本发明制备方法中的双螺杆挤出机的长径比为24-36，至少有两套带有精密计量的侧向加料装置和一套全封闭型准确计量的针孔喷射的液体泵装置；同时还要带有精确的温度控制和真空排气设备。
本发明的制备方法中的各段螺杆温度应控制在200-280℃之间，最好是控制在220-265℃之间。
本发明的反应型阻燃高光聚苯醚复合物采用的一种环保型主阻燃剂与助阻燃剂的复合，不仅可使阻燃剂的用量大大减少，而且还解决了阻燃聚苯醚高耐热、高刚性的问题，同时对综合性能也没有多大影响。
本发明涉及了环保阻燃技术和产生高光泽的反应技术，从根本上解决了阻燃聚苯醚材料在燃烧和热裂解过程中产生四溴代双苯并二噁烷及四溴代双苯并呋喃致癌物质和聚苯醚流动性差、表面无光泽差的难题。本发明的反应型、环保阻燃高光聚苯醚可广泛应用于办公设备、电子电器、汽车、建筑等行业。
本发明的反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物及其制备方法可通过下列非限定性实施例，得到更清楚地描述。
本发明实施例中的反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物的制备方法为：先将高抗冲聚苯乙烯和带有苯环的改性剂经精密计量送入锥形混料器混匀后，送入双螺杆挤出机，待其软化后，再将聚苯醚、主阻燃剂和助阻燃剂经精密计量送入锥形混料器混匀后经金属分离器送入已软化的高抗冲聚苯乙烯和带有苯环的改性剂混合体中，一起混合塑化，待混合体基本熔化后(即在距主喂料口700-750mm处)，将反应介质由全封闭的精确计量泵和针孔喷射器中喷入，烯烃类溶剂进入后必需严格控制挤出机的各段温度，其温度为一区230℃、二区235℃、三区250℃、机头区260℃；塑化、熔融、反应，反应完成后，再经热切机头热切、风冷、称量和包装。各实施例中所使用的原料及其配比见表1。
表1
实施例复合物的性能检测结果见表2。
表2
| 项目 | 测试方法 | 测试条件 | 单位 | 指标 | ||||
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | ||||
| 熔融指数 | GB3682 | 290℃2.16kg | g/10min | 17.0 | 15.0 | 12.0 | 8.0 | 4.5 |
| 拉伸强度 | GB1040 | 拉伸速度10mm/min | Mpa | 50.0 | 60.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 |
| 断裂伸长率 | GB1040 | 拉伸速度10mm/min | ％ | 70 | 63 | 55 | 55 | 20 |
| 弯曲强度 | GB9341 | 弯曲速度10mm/min | Mpa | 70 | 80 | 95 | 110 | 145 |
| 弯曲模量 | GB9341 | 弯曲速度10mm/min | Mpa | 2250 | 2450 | 2780 | 3300 | 3800 |
| 缺口冲击 | GB1843 | IZODIMPACT | KJ/m2 | 18.0 | 22.0 | 27.0 | 25.0 | 15.5 |
| 热变形温度 | GB1634 | 1.82Mpa | ℃ | 85 | 105 | 125 | 145 | 175 |
| 阻燃性 | UL-94 | - | 1.5mm | V0 | V0 | V0 | V0 | V0 |
| 光泽度 | GB8807 | - | ％ | 98.0 | 98.0 | 98.0 | 98.0 | 98.0 |
Claims (9)
1、一种反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物，该复合物的组成(重量份数)为：聚苯醚100份、高抗冲聚苯乙烯30-300份、环保型主阻燃剂6-40份、助阻燃剂3-20份、带有苯环的改性剂10-50份、反应介质1-30份，其中带有苯环的改性剂可以是：甲基丙烯酸甲醋-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸甲醋-丁二烯-苯乙稀共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙稀-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯一甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-烯烃嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯中间嵌段物加氢、苯乙烯-异戊二烯嵌段接枝共聚物、聚苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-丁二酯共聚物。
2、根据权利要求1所述的反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物，其中所述的环保型主阻燃剂可以是：溴苯乙烷类、溴化环氧类、溴化苯乙烯类、聚烯酸溴苄酯类、四溴双酚类或溴代苊烯齐聚物。
3、根据权利要求1所述的反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物，其中所述的助阻燃剂为锑白。
4、根据权利要求1所述的反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物，其中所述的反应介质为烯烃类溶剂。
5、一种制备权利要求1所述的反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物的方法，所述方法包括：先将高抗冲聚苯乙烯和带有苯环的改性剂经精密计量送入锥形混料器混匀后，送入双螺杆挤出机，待其软化后，再将聚苯醚、主阻燃剂和助阻燃剂经精密计量送入锥形混料器混匀，之后经金属分离器送入已软化的高抗冲聚苯乙烯和带有苯环的改性剂混合体中，一起混合塑化，待混合体基本熔化后，将反应介质由全封闭的精确计量泵和针孔喷射器中喷入，塑化，熔融，反应，反应完成后，再经热切机头热切、风冷、称量和包装。
6、根据权利要求5所述的方法，所述方法采用全封闭的带有精确计量液体喷射装置的双螺杆挤出工艺及设备。
7、根据权利要求6所述的方法，所述双螺杆挤出机的长径比为24至36。
8、根据权利要求6所述的方法，所述方法中各段加热温度控制在200-280℃之间。
9、根据权利要求6所述的方法，所述方法中各段加热温度最好控制在220-265℃之间。
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