TWI275612B - Flameproof styrenic resin composition - Google Patents

Description

1275612 脂組成物將被使用更多相當大的的量。 美國專利第6,547,613號揭露一具有良好阻燃性的樹 脂組成物，其包含熱塑性樹脂，例如強化玻璃（glass-fortified) PBT 以及強化玻璃尼龍、 烷基次膦酸金屬鹽化 5 合物，以及選擇性地三聚氰胺磷酸酯或金屬水合物。此組 合只結合熱塑性樹脂而沒有苯乙烯系樹脂。 為了解決這些問題，包含環保問題以及對火的安定

性，本發明者開發完成一阻燃苯乙烯樹脂組成物，其具有 良好的阻燃性以及财熱性，並可以經由使用烧基次膦酸金 屬鹽化合物以及芳香鱗酸酯化合物至含有苯乙浠系樹脂以 及5^本謎樹脂的基礎樹脂中製備。 【發明内容】 本發明之目的在提供一熱塑性樹脂組成物具有對火的 15 安定性。 本發明之另一目的在提供一熱塑性樹脂組成物，其不 會有因製備或燃燒含_素阻然劑的樹脂造成環境污染的環 W保問題。 本發明之再一目的在提供一阻燃苯乙烯系樹脂組成 20物，具有良好的耐熱性、機械強度以及流動安定性，以應 用於家電用品。 本發明之其他目的及優點，將被由接下來的說明及附 加的申請專利範圍明確瞭解。 本發明的防火之苯乙烯系樹脂組成物，包括·· 1275612 (A) 15至80重量份的苯乙烯系樹脂； (B) 15至80重量份的聚苯醚樹脂；以及 (C) 0.1至25重量份的含磷化合物，包括 (q) 1至30%重的烷基次膦酸金屬鹽，以及 (c2) 70至99%重的芳香構酸酯，每1〇〇重量份的 包含（A)及（B)之基礎樹脂。 (A)苯乙烯系樹脂

15

使用於本發明之苯乙烯系樹脂是經由混合一橡膠、芳 香單烯烴單體及/或烷基酯單體，並使用熱聚合或聚合起始 劑聚合製備。 在此發明中所使用的橡膠包括聚丁二烯、聚異戊二 烯、苯乙烯-丁二烯共聚物，以及烷基丙烯酸橡膠類。該橡 膠的量在每100%重的苯乙烯系樹脂是3至30%重，較佳 為5至1 5 %重。 使用在該苯乙烯系樹脂的單體是一個或更多選自包括 由芳香單烯烴單體及/或烷基酯單體所組成之群組，且使用 的量為70至97%重的量，較佳為85至90%重。添加〇 至5 %重的不飽和腈單體，然後實施共聚反應。為了給予該 聚合物好的加工性和财熱性，也使用丙烯酸、曱基丙浠 酸、蘋果酸酐（maleic anhydride)，以及經N-取代的蘋果 酸二醯亞胺（N-sustituted maleimide)在該聚合反應中。 其可添加的量為0至40份重。 本發明的樹脂組成物可以使用熱聚合並不使用起始劑 聚合反應，以及一聚合起始劑也可以被使用。本發明之一 -20 I275612 ^ 聚合起始劑可以是一個或更多選自包括有機過氧化物，例 如過氧化苯曱醯（benzoyl peroxide)、第三丁基過氧化氫 (t-BUtyl hydroperoxide )、過氧化乙醯（““Μ peroxide )，以及二異丙苯過氧化氫a·. 5 Hydroperoxide)，或偶氮化合物，例如偶氮二異丁腈 (azobisisobutyronitrile)所組成之群組。 本發明的苯乙烯系樹脂可以經由已知的聚合方法製 造，例如總體（bulk)聚合法、懸浮（suspensi〇n)聚合法、 | 乳化（emulsi⑽）聚合法，或其組合。其中總體（bulk)聚合 10 法是較佳的。 為了獲得最理想的物理性質考慮到該混合的苯乙烯系 樹脂以及聚苯醚，該橡膠顆粒的平均大小較佳為在01至 2.0 // m 之間。 本發明的本乙稀糸樹脂（A)使用的量在1 5至8 0重 15 且更佳為25至80重。 (B)聚苯醚（PPE)

因為苯乙烯系樹脂（A)不足以增進阻燃性以及耐熱性， 提供一聚苯醚（B)，以與該苯乙烯系樹脂（A) 一起作為基礎 樹脂。 20 該聚苯醚樹脂的的例子包含：聚（2,6-二甲基_i，4_ 本）醚（poly(2,6-dimethyl-l，4-phenylene)ether)、聚 (2,6- —乙基-1，4-苯）鱗（p〇iy(2,6-diethyl-l，4-phenylene)ether)、聚（2,6-二丙基 4〆-苯）喊 (poly(2,6-dipropyl-l，4-phenylene)etlier)、聚（2-甲 Ϊ275612 M n

〇

II

R-P—R 其中R為Ci〜CU之烷基、環烷基，或C6〜C10之芳香 基’ Μ為金屬，例如鋁、鋅，以及鈣，以及n為2或3的 整數。

R較佳的為甲基、乙基、丁基，或苯基，以及Μ較佳 的疋銘或辞。 10 €玄燒基次膦酸金屬鹽（Ci)較佳的是具有低於1〇//m的 顆粒大小。如果使用超過1〇 ，衝擊強度以及阻燃性會 下降。如果低於0· 01 μ m，該組成物不易製備，且該擠壓 成形的加工性變差。 (c 2 )芳香填酸醋化合物 本發明中使用之芳香磷酸酯化合物是具有如下結構式 (II)之化合物：

11 15 1275612 基，其衍生自一二醇衍生物，例如間-苯二盼、對-苯二 酚，以及雙酚-A，以及η為0〜4。 當η為0時，在結構式（II)中之化合物係為三萎基 石粦酸酯、三（2,6-二甲基）磷酸酯，及其類似物，以及當η 5

10 為1時，該化合物包含間-苯二酚雙（二苯基）磷酸酷、間_ 苯二酚雙（2,6-二甲基苯基）磷酸酯、間-苯二酚雙（2,4-二第 三丁基苯基）磷酸酯、對-苯二酚雙（2,6-二甲基苯基）磷酸 酉曰、對-本一齡雙（2,4 -苐二丁基苯基）構酸g旨，及其類似 物。該些芳香磷酸酯〇2)化合物可單獨或結合使用。 在本發明中，該烧基次膦酸金屬鹽（Ci)以及該芳香稱 酸酯（C2)的比例，為了增進阻燃性、衝擊強度，以及外 觀，較佳的是在1/99至3 0/70的範圍。 15 20 本發明的含磷化合物（C)使用的量在每1〇〇重量份的 基礎樹，⑷+⑻中為至15重量份。使用低於 〇 · 1重里伤時，無法達到阻燃效果。使用超過2 5重量份 時，使衝擊強度、耐熱性等等會下降。 本發明的阻燃樹脂組成物可以更進一步包含習知的添 加例如’塑化劑、熱安定劑、抗氧化劑、相容劑 (p blllzer)、光女定劑、顏料、染料，及/或無機填 ^卜該無機填充劑可以是石棉、玻璃纖維、滑石粉、陶 磺酸鹽等等。該添加劑使用的量在全部的樹脂組 成物中為0至30量份。 闡明 本發明可以藉由下列實 ，而不會對本發明的範 施例而更為瞭解，其目的在於 圍造成任何限制，其定義在申 12 1275612 睛專利範圍中在此附加。 【實施方式】 製備δ亥防火熱塑樹脂組成物的成份’在實施例及比較 5 例中如下： (A)本乙細樹脂

15 使用第一毛織公司（Cheil Industries Inc·)的苯乙浠 系樹脂（產品名：HG_1760S)。其丁二烯橡膠的顆粒大 小為1.5 ，以及該橡膠含量為6.5%重。 (B) 聚苯醚樹脂（ppe) 使用由日本的旭化成公司（Asahi Kasehi Co.)所生產 的聚（2,6-二曱基-苯醚）（產品名：S-202 )。該顆粒具 有平均大小為數十微米（//m)，且粉末狀。 (C) 磷酸化合物 (c〇烧基次膦酸金屬鹽 (cn)使用由克萊里恩公司（Clariant Co·)所生產的 _ 二乙基次膦酸紹鹽（產品名：Exolit OP930)。平均顆粒 _ 大小為5 # m，且磷含量為23%重。 (ci2)使用由克萊里恩公司（Clariant Co·)所生產的二 20乙基次膦酸鋁鹽（產品名：Exolit OP1230 )。平均顆粒 大小為20//m，且磷含量為23%重。 (c2)芳香磷酸酯化合物 使用由日本的大八化學（Daihachi Chemical)所生產 的雙（二甲基苯基）磷酸酯雙酚A (產品名：CR741S)。 13 1275612 實施例1〜3 5

10 該成份之混合如表1中所示，且該混合物在200〜280 °(：以傳統的雙螺旋擠壓機被擠出成顆粒。該樹脂顆粒在8〇 °C乾燥3小時，使用6盎司注入模塑機在1 8〇〜280°C，以 及模件溫度為40〜80 °C下，模塑成試驗樣品以測量阻燃 性’。該阻燃性於厚度為mo’/之UL94 VB測量，。該 槽口依若衝擊強度（Iz〇d impact strength)根據ASTM D-256A在1/8"厚度下測量，該耐熱性根據Α§ΤΜ 1 525在5公斤負載下被測量。該螺旋長度’該樹脂流動長 度，使用10盎司注人模塑機在25(rc，以及模件溫度為 5〇°C ’在模塑速率為6〇%，以注入流速測量儀（叫㈣⑽ ❿们％⑽咖0測量。該光澤使用光澤測量儀在測量 角60度測量。 比較例1〜6 15

比較例1〜6與實施例1〜3實施相同的方法 的每一成份則參照下表1。此結果顯示於表卜 表一 ，而所使用

14 1275612 UL94对燃性 (1/ΗΓ ) v_o V-0 V-0 V-1 V-1 V-1 V_1 V-1 V-0 依若衝擊強度1/8夕 (kgf· cm/cm) 12 12 11 7 3 11 10 7 5 耐熱性（°C) 93 96 90 125 123 89 86 113 103 螺旋長度（250 C，60% ) ( cm ) 63 59 67 33 35 65 70 55 60 光澤 92 90 88 85 60 91 90 85 84 如上所示’該樹脂組成物使用一烧基次膦酸金屬鹽與 一芳香磷酸酯在一特定的比率中相較於單獨使用芳香磷酸

酯，顯不在1/10”的厚度下有良好的阻燃性、良好的耐熱 性，以及衝擊強度，。當該烷基次膦酸金屬鹽單獨使用 時，耐熱性以及流動性明顯的下降。當該平均顆粒大小超 過20//m單獨使用時，衝擊強度以及光澤變得报差。 本發明可以輕易地被熟悉此技藝的一般人實施，很多 調整與改變都可被視為本發明的範圍，其定義如下所示申 請專利範圍。 【圖式簡單說明】 無 【主要元件符號說明】 無 15 15

Claims (1)

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Φ 十、申請專利範圍： 1· 一種防火之苯乙烯系樹脂組成物，其包括： (Α) 15至80重量份的一苯乙烯系樹脂； (Β) 15至80重量份的一聚苯醚樹脂；以及 (C) 0·1至25重量份的一含磷化合物，包括（Cl) 1至 30%重的烷基次膦酸金屬鹽，以及（c2) 70至99%重的芳 香磷酸酯，每100重量份的包含（A)及（B)之基礎樹脂。

2·如申請專利範圍第1項之防火之苯乙烯系樹脂組成 物，其中該聚苯醚樹脂（B)為聚（2,6-二甲基-1，4-苯） 10 醚。 3 ·如申請專利範圍第1項之防火之苯乙烯系樹脂組成 物，其中該烷基次膦酸金屬鹽（q)具有一尺寸低於10//m 之顆粒。 4.如申請專利範圍第1項之防火之苯乙烯系樹脂組成 15 物，其中該烷基次膦酸金屬鹽（d)係由下述結構式（I)表

其中R為Ci〜C4之烷基、環烷基，或C6〜Cio之芳香 基，Μ為金屬，例如鋁、辞，以及鈣，以及^為2或3的 20 整數。 16 1275612

5·如申請專利範圍帛1項之防火之苯乙烯系樹脂組成 物，其中該芳香磷酸酯（CO係由下述結構式表示：

^ r5 (II) 其中R3、R4及R5各自獨立地，為氫或Cl〜C4之烷 基；X為經C6〜Cao之芳香基或烷基取代的C6〜C2〇之芳香 %

基團，其衍生自一二醇衍生物，例如間_苯二酚、對_苯二 酚，以及雙酚_A，以及n為〇〜4。 6 ·如申請專利範圍第1項之防火之苯乙烯系樹脂組成 物，其中該烧基次膦酸金屬鹽（Cl)為二乙基次膦酸鋁鹽。 10

7·如申請專利範圍第1項之防火之苯乙烯系樹脂組成 物，其更進一步包含0至30重量份的添加劑，其係選自包括 由熱女疋劑、抗乳化劑、相容劑（Compatibilizer)、光安 定劑、顏料、染料，以及無機填充劑之群組。 8·—種模製物件，其係由如申請專利範圍第1〜7項中任 • 15 一項之防火之苯乙烯系樹脂組成物所製備而成。 17