CN1605601A

CN1605601A - 一种高性能聚苯醚组合物及其用途

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Publication number: CN1605601A
Application number: CN 200310117178
Authority: CN
Inventors: 吴全德
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2023-12-05
Also published as: CN1252182C

Abstract

本发明公开了一种高性能聚苯醚组合物，包括聚苯醚40～90份，聚苯乙烯树脂30～5份，TPE弹性体10～1份，含磷有机阻燃剂18～4份，润滑剂0.3～0.1份，抗氧剂0.2～0.4份；该组合物具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性及阻燃性良好等特点，可作为回扫变压器零部件、偏转线圈骨架材料、会聚磁组件骨架、电子电气零部件如手机及笔记本电脑用充电器壳体、电脑接插件、电表壳体等产品的材料。

Description

一种高性能聚苯醚组合物及其用途

技术领域

本发明涉及一种聚苯醚组合物及其用途，属于高分子合金领域。

背景技术

聚苯醚(PPO)具有优异的力学性能和电性能，但其熔体粘度大，流动性差，使之难以加工成型，所以一般使用其各种各样的改性品种，如PPO与PS、PP或PA等聚苯醚合金已得到广泛应用，聚苯醚的共混改性品种的性能和使用价值远远超过其本身的性能和使用价值。

申请号02100364.5公开了一种反应型、环保阻燃高光聚苯醚复合物及其制备方法，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。该发明的反应型、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。

申请号00805822.9公开了一种制造热塑性组合物的方法，所述组合物包含：a)至少一种聚苯醚树脂，和b)至少一种聚苯乙烯树脂；其中，该方法包括含有有机磷酸酯化合物的聚苯醚树脂母料，其中母料含有5wt％以下的尺寸为约75μm以下的粒子。该母料使聚苯醚树脂易于处理，而没有粉尘着火的危险，同时得到了与采用聚苯醚树脂粉末基本相同的物理性能。

申请号99811309.3公开了一种阻燃聚苯醚组合物，其包含：a)至少一种聚苯醚树脂；b)至少一种聚苯乙烯树脂；c)约5wt％至约20wt％有机磷酸酯树脂，以整个组合物重量为基准计；d)约5wt％至约40wt％玻璃纤维，以整个组合物重量为基准计；e)云母，其量为有效地使组合物为V-0等级，在厚度为1.6mm下测定。

申请号98117885.5公开了一种聚苯醚树脂组合物，该组合物含有：(A)30～95重量％的、全部或部分地由不饱和羧酸或其功能性衍生物进行改性的聚苯醚树脂；(B)2～60重量％的聚苯乙烯和一种橡胶改性的聚苯乙烯的至少一种；和(C)3～40重量％的苯乙烯/丙烯腈共聚物，其丙烯腈组分的含量为不小于7重量％～小于11重量％。任选地，基于100重量份所述组分(A)、(B)和(C)的总量，该树脂组合物含有(D)1～30重量份的磷酸酯化合物；和(E)1～100重量份的一种无机填料。

目前虽然已有许多不同的PPO/PS合金，但仍不能满足不同领域的需求，人们对产品的性能要求越来越高，要求产品的综合性能佳，比如一些电器产品要求材料有高的刚性、好的耐热性、尺寸稳定性好及阻燃性良好等特点，但现有所用的材料却不太理想，需要进一步提高材料的性能，以满足产品的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能聚苯醚组合物，该组合物具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性及阻燃性良好等特点，可作为回扫变压器零部件、会聚磁组件骨架、偏转线圈骨架、电子、电气零部件(如手机及笔记本电脑用充电器壳体)、电脑接插件、电表壳体产品的材料。

本发明的再一目的在于提供一种高性能聚苯醚组合物的用途。

为了实现本发明目的，本发明所述的一种高性能聚苯醚组合物，包括聚苯醚40～90份，聚苯乙烯树脂30～5份，TPE弹性体10～1份，含磷有机阻燃剂18～4份，润滑剂0.3～0.1份，抗氧剂0.2～0.4份。

优选的为：聚苯醚50～80份，聚苯乙烯树脂25～10份，TPE弹性体8～2份，含磷有机阻燃剂17～8份，润滑剂0.3～0.1份，抗氧剂0.2～0.4份。

所述的份为重量份，可为公斤、克、吨、斤等本领域所用的重量单位。

由于纯PPO树脂很难加工，本发明采用合金化方法进行改性，如加入PS、TPE弹性体来生产合金材料。

其中所述的PPO基础树脂黏度在0.35Pa·S～0.65Pa·S为好，优选为0.5Pa·S～0.6Pa·S。日本旭化成、三菱和美国通用等公司均有生产。

所述的聚苯乙烯树脂可为PS或HIPS，熔融指数为2g/10min～8g/10min，优选为3g/10min～5g/10min。

所述的TPE弹性体为乙丙橡胶弹性体、丁二烯-苯乙烯弹性体、氢化丁二烯-苯乙烯弹性体，优选为丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量在30～50％之间为好。

为获得最佳阻燃效果同时能满足环保要求，本发明的阻燃剂体系选用一种含磷有机物为主要组成的阻燃体系；所述的含磷有机阻燃剂可为芳香基或烷基化芳香基的磷酸酯、卤代的含苯环的磷酸酯、氧化膦等；比如三(2，4-二溴苯基)磷酸酯，三羟丙基氧化磷，苯基二(羧苯基)氧化磷，环辛基羟丙基氧化磷，间苯二酚双(二苯基磷酸酯)，叔丁苯基二苯基磷酸酯等。

为了便于加工改性的顺利完成，也就是便于双螺杆的挤出，在组合物中加入了润滑剂，可采用本行业常用的润滑剂，选用脂肪酸及其衍生物、硬脂酸皂类、石蜡或烃类树脂等为好，更优选的为硬脂酸皂类如钙、锌等的硬脂酸盐类。

为了提高产品的光、热稳定性能及加工稳定性，在组合物加入一些抗氧剂，抗氧剂可选择有机受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫酯类等抗氧剂，可为一种或两种以上的混合，受阻酚类可为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称抗氧剂1010)、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯(简称抗氧剂1076)、N，N′-，6-已二基二(3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰(简称抗氧剂1098)、3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸2-(3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯基)-1-氧代丙基)酰肼(简称抗氧剂MD1024)、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(简称抗氧剂330)、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(简称抗氧剂300)等，胺类应为非污染的对苯二胺体系，如N-苯基苯胺与2，2，4-三甲基戊烯的反应产物；亚磷酸酯类可为亚磷酸三苯酯(TPP)、三-(壬基苯基)亚磷酸酯(TNPP)、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(简称抗氧剂168)、季戊四醇双亚磷酸二(十八)醇酯(简称抗氧剂619)、季戊四醇双亚磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯(简称抗氧剂626)等，硫酯类可为硫代二丙酸二月桂酯DLTP或硫代二丙酸二(十八)酯DSTP等。

为了降低生烟量、释热速度和火焰传播速度，加速燃烧过程中的成炭速度，组合物中还可加入一些阻燃协效剂，加入量为：0.5～2份。所述的阻燃协效剂可为氟类化合物、锌类化合物、钼类化合物、铁类化合物等，优选为氟类化合物和锌类化合物如聚四氟乙烯或取代聚四氟乙烯、硼酸锌等。

本发明所述的高性能聚苯醚组合物为聚苯醚-聚苯乙烯合金，组合物中各成分充分发挥协同作用，聚苯醚与聚苯乙烯的相容性很好，PS的加入改进了PPO的加工流动性，在其共混体系中，PPO-PS形成连续相，TPE弹性体为粒子分散相，PPO提供了高的刚性、高热变形温度(HDT)；PS提高了组合物的流动性；TPE弹性体起到了增韧的作用，在组合物中加入阻燃剂又提高了阻燃效果，这样该组合物不仅具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性，而且还具有良好的阻燃性能。

本发明所述的高性能聚苯醚组合物可选择双螺杆挤出机加工而成，为本领域技术人员常用的加工方法，一般加工温度范围可控制在260～300℃之间(塑化段)。

本发明所述的高性能聚苯醚组合物可作为回扫变压器零部件、偏转线圈骨架材料、会聚磁组件骨架、电子、电气零部件(如手机及笔记本电脑用充电器壳体)、电脑接插件、电表壳体等产品的材料，尤其适合于作为偏转线圈骨架用材料。

经检测，本发明所述的高性能聚苯醚组合物的性能可达到：MFR为8～12g/10min，拉伸屈服强度为70～100MPa，弯曲强度为100～130MPa，弯曲模量为2400～4500MPa，Izod缺口冲击强度23℃时，为10～18KJ/m²，/-30℃时，为3～8KJ/m²，阻燃性V0，为0.8～1.6mm(采用ISO标准)。

对于偏转线圈骨架用材料来说，一般需要材料达到如下性能：MFR＞＝8g/10min，拉伸屈服强度＞50MPa，弯曲强度＞70MPa，弯曲模量＞2000MPa，Izod缺口冲击强度23℃，＞8KJ/m²，/-30℃，＞5KJ/m²，阻燃性：V0(0.75mm)(采用ISO标准)。

本发明所述的高性能聚苯醚组合物中各成分充分发挥协同作用，产品性能优异，具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性及阻燃性良好等特点，可作为回扫变压器零部件、偏转线圈骨架材料、会聚磁组件骨架、电子电气零部件如手机及笔记本电脑用充电器壳体、电脑接插件、电表壳体等产品的生产。

具体实施方式

下面实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明，本实施例的测试数据均采用ISO标准。

实施例1

本实施例的组合物组分为：聚苯醚树脂40公斤，聚苯乙烯树脂25公斤，TPE弹性体3公斤，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.2公斤，润滑剂硬脂酸钙0.2公斤，芳香基磷酸酯阻燃剂10公斤。

其中聚苯醚树脂的黏度为0.5Pa·S，日本旭化成公司出品；聚苯乙烯树脂的MFR为3g/10min，由BASF公司生产；TPE弹性体为丁二烯-苯乙烯弹性体，其中B含量为35％；芳香基磷酸酯为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)，由日本大巴公司生产，抗氧剂为瑞士汽巴公司，润滑剂为ICI公司生产。

将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：280℃(塑化段)。

产品经检测，性能如下：MFR12g/10min，拉伸屈服强度83MPa，弯曲强度110MPa，弯曲模量3200MPa，Izod缺口冲击强度23℃时，12KJ/m²，/-30℃时，6KJ/m²，阻燃性V0，0.8mm。

本实施例的聚苯醚组合物可作为偏转线圈骨架材料，其刚性、耐热性、尺寸稳定性及阻燃性均达到材料的要求。

实施例2

本实施例的组合物组分为：聚苯醚树脂60公斤，聚苯乙烯树脂5公斤，TPE弹性体2公斤，1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(简称抗氧剂330)0.3公斤，润滑剂脂肪酸0.1公斤，卤代磷酸酯阻燃剂4公斤。

其中聚苯醚树脂的黏度为0.35Pa·S，美国通用公司出品；聚苯乙烯树脂的MFR为5g/10min，由北京燕化公司生产；TPE弹性体为乙丙橡胶弹性体，其中B含量为30％；卤代磷酸酯为三(2，4-二溴苯基)磷酸酯，由美国FMC公司生产，抗氧剂为美国氰特公司。

将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：260℃(塑化段)。

产品经检测，性能如下：MFR8g/10min，拉伸屈服强度70MPa，弯曲强度100MPa，弯曲模量2400MPa，Izod缺口冲击强度23℃，10KJ/m²，/-30℃，4KJ/m²，阻燃性V0，1.6mm。

本实施例的聚苯醚组合物能满足电子电气零部件对材料的要求。

实施例3

本实施例的组合物组分为：聚苯醚树脂80公斤，聚苯乙烯树脂10公斤，TPE弹性体5公斤，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(简称抗氧剂168)0.2公斤，润滑剂硬脂酸锌0.3公斤，氧化磷阻燃剂8公斤，聚四氟乙烯1公斤。

其中聚苯醚树脂的黏度为0.6Pa·S，日本三菱公司出品；聚苯乙烯树脂的MFR为8g/10min；TPE弹性体为氢化丁二烯-苯乙烯弹性体，其中B含量为50％；氧化磷阻燃剂为苯基二(羧苯基)氧化磷。

产品经检测，性能如下：MFR10g/10min，拉伸屈服强度95MPa，弯曲强度100MPa，弯曲模量3500MPa，Izod缺口冲击强度23℃，15KJ/m²，/-30℃，5KJ/m²，阻燃性V0，1.0mm。

本实施例的聚苯醚组合物可作为回扫变压器零部件材料，其刚性、耐热性、尺寸稳定性及阻燃性均达到材料的要求。

实施例4-11

制备方法同实施例1，不同的是组合物中的组分和含量，具体见下表：

	PPO	PS	TPE	阻燃剂	阻燃协效剂	抗氧剂	润滑剂
	PPO	PS	TPE	阻燃剂	阻燃协效剂	抗氧剂	润滑剂	实施例4	黏度为0.6Pa·S，50公斤	MFR为2g/10min，15公斤	乙丙橡胶弹性体，B含量为30％，6公斤	三(2，4-二溴苯基)磷酸酯12公斤	取代聚四氟乙烯0.5公斤	DSTP0.2公斤	硬脂酸钙0.3公斤
实施例5	黏度为0.4Pa·S，90公斤	MFR为5g/10min，20公斤	丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量为40％，10公斤	三羟丙基氧化磷18公斤	硼酸锌1.5公斤	N-苯基苯胺0.2公斤	石蜡0.1公斤	实施例4	黏度为0.6Pa·S，50公斤	MFR为2g/10min，15公斤	乙丙橡胶弹性体，B含量为30％，6公斤	三(2，4-二溴苯基)磷酸酯12公斤	取代聚四氟乙烯0.5公斤	DSTP0.2公斤	硬脂酸钙0.3公斤
实施例5	黏度为0.4Pa·S，90公斤	MFR为5g/10min，20公斤	丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量为40％，10公斤	三羟丙基氧化磷18公斤	硼酸锌1.5公斤	N-苯基苯胺0.2公斤	石蜡0.1公斤	实施例6	黏度为0.65Pa·S，40公斤	MFR为3g/10min，8公斤	氢化丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量为35％，1公斤	苯基二(羧苯基)氧化磷，6公斤	聚四氟乙烯2公斤	626 0.1公斤和DLTP0.2公斤	脂肪酸0.2公斤
实施例7	黏度为0.45Pa·S，70公斤	MFR为6g/10min，12公斤	乙丙橡胶弹性体，B含量为50％，8公斤	环辛基羟丙基氧化磷，17公斤	硼酸铁0.5公斤	10100.2公斤和168 0.1公斤	硬脂酸锌0.2公斤	实施例6	黏度为0.65Pa·S，40公斤	MFR为3g/10min，8公斤	氢化丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量为35％，1公斤	苯基二(羧苯基)氧化磷，6公斤	聚四氟乙烯2公斤	626 0.1公斤和DLTP0.2公斤	脂肪酸0.2公斤
实施例7	黏度为0.45Pa·S，70公斤	MFR为6g/10min，12公斤	乙丙橡胶弹性体，B含量为50％，8公斤	环辛基羟丙基氧化磷，17公斤	硼酸铁0.5公斤	10100.2公斤和168 0.1公斤	硬脂酸锌0.2公斤	实施例8	黏度为0.35Pa·S，60公斤	MFR为8g/10min，18公斤	丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量为30％，5公斤	间苯二酚双(二苯基磷酸酯)，12公斤	------	MD10240.2公斤	石蜡0.4公斤
实施例9	黏度为0.5Pa·S，80公斤	MFR为4g/10min，30公斤	乙丙橡胶弹性体，B含量为40％，8公斤	叔丁苯基二苯基磷酸酯，18公斤	硼酸钼1.0公斤	TPP0.3公斤	硬脂酸锌0.3公斤	实施例8	黏度为0.35Pa·S，60公斤	MFR为8g/10min，18公斤	丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量为30％，5公斤	间苯二酚双(二苯基磷酸酯)，12公斤	------	MD10240.2公斤	石蜡0.4公斤
实施例9	黏度为0.5Pa·S，80公斤	MFR为4g/10min，30公斤	乙丙橡胶弹性体，B含量为40％，8公斤	叔丁苯基二苯基磷酸酯，18公斤	硼酸钼1.0公斤	TPP0.3公斤	硬脂酸锌0.3公斤	实施例10	黏度为0.6Pa·S，80公斤	MFR为5g/10min，10公斤	氢化丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量为30％，5公斤	三羟丙基氧化磷17公斤	---------	3000.2公斤	石蜡0.1公斤
实施例11	黏度为0.5Pa·S，60公斤	MFR为3g/10min，15公斤	丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量为40％，8公斤	间苯二酚双(二苯基磷酸酯)，12公斤	---------	10980.3公斤	脂肪酸0.2公斤	实施例10	黏度为0.6Pa·S，80公斤	MFR为5g/10min，10公斤	氢化丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量为30％，5公斤	三羟丙基氧化磷17公斤	---------	3000.2公斤	石蜡0.1公斤

实验例1

实施例4-11的聚苯醚组合物采用ISO标准方法，性能检测结果如下：

测试项目	MFR	拉伸屈服强度	弯曲强度	弯曲模量	Izod缺口冲击强度		阻燃性V0，
					Izod缺口冲击强度			23℃	-30℃
					单位	g/10min		23℃	-30℃	MPa	MPa	MPa	KJ/m²	KJ/m²	mm
实施例4	8	80	100	2600	单位	g/10min	10	4	1.0	MPa	MPa	MPa	KJ/m²	KJ/m²	mm
实施例4	8	80	100	2600	实施例5	8	10	4	1.0	70	110	3000	12	5	1.2
实施例6	10	85	100	2500	实施例5	8	10	3	0.8	70	110	3000	12	5	1.2
实施例6	10	85	100	2500	实施例7	9	10	3	0.8	93	120	3500	16	6	1.5
实施例8	12	81	100	2400	实施例7	9	13	3	1.0	93	120	3500	16	6	1.5
实施例8	12	81	100	2400	实施例9	10	13	3	1.0	100	130	4200	18	8	1.6
实施例10	8	82	110	3300	实施例9	10	15	5	1.3	100	130	4200	18	8	1.6
实施例10	8	82	110	3300	实施例11	8	15	5	1.3	75	100	2800	12	4	0.8

以上实施例所述的聚苯醚组合物具有良好的刚性、冲击强度及阻燃性能，达到电器元部件对材料的要求。

尽管对本发明已作了详细的说明并引证了一些具体实例，但对本领域技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围，作各种变化或修正是显然的。

Claims

1.一种高性能聚苯醚组合物，其特征在于，包括聚苯醚40～90份，聚苯乙烯树脂30～5份，TPE弹性体10～1份，含磷有机阻燃剂18～4份，润滑剂0.3～0.1份，抗氧剂0.2～0.4份。

2.根据权利要求1所述的高性能聚苯醚组合物，其特征在于，包括聚苯醚50～80份，聚苯乙烯树脂25～10份，TPE弹性体8～2份，含磷有机阻燃剂17～8份，润滑剂0.3～0.1份，抗氧剂0.2～0.4份。

3.根据权利要求1或2所述的高性能聚苯醚组合物，其特征在于，还可加入0.5～2份阻燃协效剂，所述的阻燃协效剂可为氟类化合物、锌类化合物、钼类化合物、铁类化合物，优选为氟类化合物和锌类化合物，如聚四氟乙烯、取代聚四氟乙烯或硼酸锌。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的高性能聚苯醚组合物，其特征在于，所述的聚苯醚黏度在0.35Pa·S～0.65Pa·S为好，优选为0.5Pa·S～0.6Pa·S。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的高性能聚苯醚组合物，其特征在于，所述的聚苯乙烯树脂可为PS或HIPS，熔融指数为2g/10min～8g/10min，优选为3g/10min～5g/10min。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的高性能聚苯醚组合物，其特征在于，所述的TPE弹性体为乙丙橡胶弹性体、丁二烯-苯乙烯弹性体或氢化丁二烯-苯乙烯弹性体，优选为丁二烯-苯乙烯弹性体，B含量在30～50％之间为好。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的高性能聚苯醚组合物，其特征在于，所述的润滑剂可选用脂肪酸及其衍生物、硬脂酸皂类、石蜡或烃类树脂，优选为硬脂酸皂类如钙、锌的硬脂酸盐类。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的高性能聚苯醚组合物，其特征在于，所述的抗氧剂可选择有机受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫醚类抗氧剂，可为一种或两种以上的混合，受阻酚类可为抗氧剂1010、1076、1098、MD1024、330或300；胺类应为非污染的对苯二胺体系，如N-苯基苯胺与2，2，4-三甲基戊烯的反应产物；亚磷酸酯类可为TPP、TNPP、抗氧剂168、619或626；硫醚类可为硫代二丙酸二月桂酯DLTP或硫代二丙酸二(十八)酯DSTP。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的高性能聚苯醚组合物，其特征在于，所述的含磷有机阻燃剂可为芳香基或烷基化芳香基的磷酸酯、卤代的含苯环的磷酸酯、氧化膦。

10.权利要求1～9中任一项所述的高性能聚苯醚组合物可作为回扫变压器零部件、会聚磁组件骨架、偏转线圈骨架、电子、电气零部件如手机及笔记本电脑用充电器壳体、电脑接插件、电表壳体产品的材料；尤其适合于作为偏转线圈骨架用材料。