專利名稱：：一種阻燃性聚苯醚組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種聚苯醚組合物，特別是涉及一種阻燃性聚苯醚組合物，本發(fā)明還涉及該聚苯醚組合物的制備方法。
背景技術(shù)：
：聚苯醚樹(shù)脂(PPE)具有優(yōu)良的綜合性能，如使用溫度范圍廣、吸水性小、力學(xué)性能和電性能優(yōu)異等；但其熔體粘度高、加工成型性差，不易釆用注射方法成型，實(shí)際應(yīng)用收到限制。因此常采用與其在寬組成范圍內(nèi)相容的聚苯乙烯(PS),改善其加工流動(dòng)性，形成的PPE/PS聚合物合金具有優(yōu)異的低吸濕率、容易加工和良好尺寸穩(wěn)定性能，可用于特種泵、水測(cè)量設(shè)備、軍用設(shè)備零件、各種家用電器元件、汽車、船舶和軍用交通工具的零件制備。但是PS的加入，往往會(huì)導(dǎo)致PPE的阻燃性能下降，故需添加阻燃性物質(zhì)以增加其阻燃性。當(dāng)前報(bào)道的阻燃改性聚苯醚體系多為采用磷酸酯類。如，在《塑料》2007，(36)5,p49中報(bào)道，辛菲等以雙酚A雙(二苯基)磷酸酯和間苯二酚雙(二苯基)磷酸酯對(duì)PPE/HIPS合金進(jìn)行阻燃改性，在阻燃劑總用量為28%時(shí)獲得較好的阻燃性能，但拉伸強(qiáng)度下降了約20%。專利CN1116359C公開(kāi)了一種阻燃聚苯醚組合物，其包含a)至少一種聚苯醚樹(shù)脂；b)至少一種聚苯乙烯樹(shù)脂；c)約5wt。/。至20wt。/。有機(jī)磷酸酯樹(shù)脂；d)約5wt。/。至約40wt。/。玻璃纖維；e)云母。在有機(jī)磷酸酯用量為20%時(shí)獲得了較好的阻燃性能，但此專利未對(duì)組合物的力學(xué)性能和耐熱性能加以報(bào)道。專利CN1711317A公開(kāi)了一種用于電線和電纜覆蓋材料的樹(shù)脂組合物，其包括聚亞芳基醚樹(shù)脂、聚苯乙烯、烯烴類彈性體、氬化苯乙烯-丁乙烯嵌段共聚物和磷酸酯類阻燃劑。盡管該組合物具有良好的耐候性、耐熱性、耐壓縮變形性和良好的環(huán)保性能，但是其采用的磷酸酯阻燃劑用量較大，使得阻燃劑極易從制品表面析出，導(dǎo)致制品表面發(fā)粘，容易粘塵。這說(shuō)明盡管磷酸酯類阻燃劑能使體系獲得較好的阻燃性能，但是磷酸酯類阻燃劑往往對(duì)體系有增塑作用、且阻燃效用低用量大，容易對(duì)聚苯醚本身的剛性、耐熱性造成較大損失，所以采用該類阻燃劑生產(chǎn)的阻燃改性聚苯醚力學(xué)性能4交^f氐、耐熱等級(jí)不高。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種阻燃性聚苯醚組合物，具有阻燃、耐候、熱穩(wěn)定、力學(xué)性能好、流動(dòng)性好、易于加工成型等優(yōu)點(diǎn)，該組合物的制備方法流程筒單、生產(chǎn)效率高、制得的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種阻燃性聚苯醚組合物，其包括如下組分聚苯醚樹(shù)脂(PPE)50~60重量％;高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂(HIPS)20~30重量％;彈性體8~10重量％;阻燃劑1~13重量％;相容劑0~3.3重量％;抗氧劑0.2~1重量％;上述組分重量百分含量之和為100%。上述阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述聚苯醚樹(shù)脂的特征粘度為0.2~0.6dL/g，優(yōu)選為0.2~0.45dL/g,可以使用一種單獨(dú)特性粘度的聚苯醚樹(shù)脂，也可以選用幾種不同特性粘度的聚苯醚組成的聚苯醚樹(shù)脂組合物，可以選用藍(lán)星化工新材料股4分有限公司芮城分公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。上述阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述聚苯醚樹(shù)脂為聚(2,6-二曱基苯)醚、2，6-二曱基苯酚與2,3，6-三曱基苯酚的共聚樹(shù)脂。上述阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述的高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂(HIPS)可以采用北京燕山石化/>司生產(chǎn)的牌號(hào)為HIPS632EP、HIPS514P或上海賽科石
發(fā)明內(nèi)容油化工有限責(zé)4壬^^司的牌號(hào)為HIPS632EP中的一種或多種。HIPS的加入可以提高聚苯醚組合物的加工流動(dòng)性。上述阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氬化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、或全硫化丁苯粉末橡膠(也稱為超細(xì)粉末SBS)中的一種或多種。優(yōu)選，全硫化丁苯粉末橡膠的粒徑為50~120納米。彈性體可以采用中國(guó)石油化工股份有限公司北京燕山分公司的牌號(hào)為SBS4452的SBS或北京化工研究院生產(chǎn)的牌號(hào)為VP101的超細(xì)粉末SBS。彈性體的加入可以使材料獲得良好的沖擊性能。上述阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述阻燃劑為溴化環(huán)氧樹(shù)脂類阻燃劑，可以采用中國(guó)蘇州工業(yè)園區(qū)日新材料有限公司生產(chǎn)的溴含量在50%以上的牌號(hào)為CR-210K或CR-225K中的一種或多種。上述阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯-辛烯彈性體(POE-g-MAH),馬來(lái)酸酐接枝率為0.1-1%,優(yōu)選為0.3-0.6%之間。相容劑的加入可以提高組合物各組分之間的相容性。上述阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述抗氧劑為酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、含碌u酯類抗氧劑或金屬^M匕劑抗氧劑中的一種或幾種。所用酚類抗氧劑為e-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯(抗氧劑1076)或2,2亞曱基雙(4-曱基-6-叔丁基苯酚)(抗氧劑2246);亞磷酸酯類抗氧劑為亞磷酸三(壬基苯基)(抗氧劑TNPP)或亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(抗氧劑168);含硫酯類抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯(抗氧劑DLTP);金屬鈍化劑抗氧劑為N,N-二乙?；憾；ｋ?鈍化劑GI-09-367)?？寡鮿┛梢圆捎肎IBA/〉司生產(chǎn)的IRGANOX1076和IRGAFOS168。本發(fā)明還提供了上述阻燃性聚苯醚組合物的制備方法，其包括如下步驟a將聚苯醚、高抗沖聚苯乙烯、彈性體、阻燃劑、相容劑和抗氧劑在高速混合機(jī)中攪拌；b然后將混合后的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出。上述制備方法，其中，所述步驟a中攪拌時(shí)間為3~5分鐘。上述制備方法，其中，所述步驟b中雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為32~40。上述制備方法，其中，所述步驟b中喂料速度為5~10rpm/min,螺桿轉(zhuǎn)速為200~400rpm/min,螺筒各分區(qū)溫度為200~280°C。本發(fā)明的阻燃性聚苯醚組合物，由于在材料復(fù)合體系中加入了高效阻燃劑，在獲得阻燃性能的同時(shí)，又保持了產(chǎn)品的耐熱性能、力學(xué)性能等綜合性能。所得聚苯醚組合物具有阻燃、耐候、熱穩(wěn)定、力學(xué)性能好、流動(dòng)性好、易于加工成型等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，十分適用于辦公自動(dòng)化、磁帶傳送件尤其廣泛適用于汽車前板、座位底板、保險(xiǎn)杠等汽車外飾以及通風(fēng)機(jī)、座位靠背、托架等內(nèi)飾領(lǐng)域。該阻燃性聚苯醚組合物的制備方法，采用雙螺桿擠出工藝設(shè)備，具有流程簡(jiǎn)單、連續(xù)、生產(chǎn)效率高、制得的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。對(duì)比例將60重量％的聚苯醚樹(shù)脂(特征粘度為0.35dL/g)、30重量％的高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂(HIPS)、9重量％的彈性體SBS和1重量％的抗氧劑3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯在高速混合機(jī)中攪拌5分鐘，混合均勻后，投入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。雙螺桿擠出設(shè)備的長(zhǎng)徑比為35,控制喂料速度為8rpm/min、螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm/min、螺筒各分區(qū)溫度為第一段200°C、第二段245。C、第三段245。C、第四段245。C、第五段245。C、第六段245。C、第七段245。C、第八段245。C、第九段245。C，模頭溫度245。C，拉條過(guò)水切粒。實(shí)施例1將55重量％的聚苯醚樹(shù)脂(特征粘度為0.35dL/g)、30重量％的高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂(HIPS)、9重量％的彈性體SBS、5重量％的溴化環(huán)氧樹(shù)脂類阻燃劑和1重量％的抗氧劑e-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯在高速混合機(jī)中攪拌5分鐘，混合均勻后，投入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。雙螺桿擠出設(shè)備的長(zhǎng)徑比為35,控制喂料速度為8rpm/min、螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm/min、螺筒各分區(qū)溫度為第一段200°C、第二段245。C、第三段245。C、第四段245。C、第五段245。C、第六段245。C、第七段245。C、第八段245。C、第九段245。C,模頭溫度245。C,拉條過(guò)水切粒。7實(shí)施例2將55重量％的聚苯醚樹(shù)脂(特征粘度為0.35dL/g)、27重量％的高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂(HIPS)、9重量。/。的彈性體SBS、5重量％的溴化環(huán)氧樹(shù)脂類阻燃劑、3.3重量％的相容劑馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯-辛烯彈性體P0E-g-MAH(馬來(lái)酸酐接枝率為0.5%)和0.7重量％的抗氧劑(3,5-二#又丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯在高速混合機(jī)中攪拌5分鐘，混合均勻后，投入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。雙螺桿擠出設(shè)備的長(zhǎng)徑比為35,控制喂料速度為8rpm/min、螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm/min、螺筒各分區(qū)溫度為第一,殳200°C、第二段245。C、第三段245。C、第四段245。C、第五段245。C、第六段245。C、第七段245。C、第八段245。C、第九段245。C,模頭溫度245。C，拉條過(guò)水切粒。實(shí)施例3將60重量％的聚苯醚樹(shù)脂(特征粘度為0.45dL/g)、20重量％的高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂、10重量％的彈性體100納米的超細(xì)粉末SBS、7重量％的溴化環(huán)氧樹(shù)脂類阻燃劑、2.8重量％的相容劑馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯-辛烯彈性體POE-g-MAH(馬來(lái)酸酐接枝率為0.3%)和0.2重量％的抗氧劑亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯在高速混合機(jī)中攪拌3分鐘，混合均勻后，投入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。雙螺桿擠出設(shè)備的長(zhǎng)徑比為32,控制喂料速度為5rpm/min、螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm/min、螺筒各分區(qū)溫度為第一革殳220°C、第二段240。C、第三段240。C、第四段245。C、第五段245。C、第六段245。C、第七賴26(TC、第八段260。C、第九段260。C,才莫頭溫度250。C，拉條過(guò)水切粒。實(shí)施例4將59重量％的聚苯醚樹(shù)脂(特征粘度為0.2dL/g)、30重量％的高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂、8重量。/。的彈性體12G納米的超細(xì)粉末SBS、1重量％的溴化環(huán)氧樹(shù)脂類阻燃劑、1.5重量％的相容劑馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯-辛烯彈性體POE-g-MAH(馬來(lái)酸酐接枝率為1%)和0.5重量％的抗氧劑硫代二丙酸二月桂酯在高速混合機(jī)中攪拌4分鐘，混合均勻后，投入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。雙螺桿擠出設(shè)備的長(zhǎng)徑比為40,控制喂料速度為10rpm/min、螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm/min、螺筒各分區(qū)溫度為第一段220°C、第二段24(TC、第三段240。C、第四段245。C、第五段245。C、第六段260。C、第七段260。C、第八段260。C、第九段280。C，模頭溫度26(TC,拉條過(guò)水切粒。實(shí)施例5將50重量％的聚苯醚樹(shù)脂(特征粘度為0.6dL/g)、24重量％的高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂、8.7重量。/。的彈性體50納米的超細(xì)粉末SBS、13重量％的溴化環(huán)氧樹(shù)脂類阻燃劑、3.3重量％的相容劑馬來(lái)酸肝接枝的聚乙烯-辛烯彈性體POE-g-MAH(馬來(lái)酸酐接枝率為0.6%)和1重量％的抗氧劑N,N-二乙酰基己二?；ｋ略诟咚倩旌蠙C(jī)中攪拌5分鐘，混合均勻后，投入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。雙螺桿擠出設(shè)備的長(zhǎng)徑比為37,控制喂料速度為8rpm/min、螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm/min、螺筒各分區(qū)溫度為第一段220。C、第二段240。C、第三段240。C、第四段245。C、第五段245。C、第六段260。C、第七段260。C、第八段260。C、第九段280。C，模頭溫度260。C，拉條過(guò)水切粒。實(shí)施例6將60重量％的聚苯醚樹(shù)脂(特征粘度為0.45dL/g)、24重量％的高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂、10重量。/。的彈性體SEBS、4.2重量％的溴化環(huán)氧樹(shù)脂類阻燃劑、0.8重量％的相容劑馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯-辛烯彈性體POE-g-MAH(馬來(lái)酸肝接枝率為0.6%)和1重量％的抗氧劑e-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯和亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯在高速混合機(jī)中攪拌5分鐘，混合均勻后，投入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。雙螺桿擠出設(shè)備的長(zhǎng)徑比為37,控制喂料速度為8rpm/min、螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm/min、螺筒各分區(qū)溫度為第一段n(TC、第二段240。C、第三段24(TC、第四段245。C、第五殺:245。C、第六段260。C、第七段260。C、第八段260。C、第九段260。C，模頭溫度260。C,拉條過(guò)水切粒。實(shí)施例7將51重量％的聚苯醚樹(shù)脂(特征粘度為O.45dL/g)、24重量％的高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂、10重量y。的彈性體80納米的超細(xì)4分末SBS、11.7重量％的溴化環(huán)氧樹(shù)脂類阻燃劑、3.3重量％的相容劑馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯-辛烯彈性體POE-g-MAH(馬來(lái)酸酐接枝率為0.1%)和l重量％的抗氧劑P-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯和亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯在高速混合機(jī)中攪拌5分鐘，混合均勻后，投入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。雙螺桿擠出設(shè)備的長(zhǎng)徑比為37，控制喂沖牛速度為5rpm/min、螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm/min、螺筒各分區(qū)溫度為第一段24(TC、第二段24(TC、第三段240。C、第四段245。C、第五段245。C、第六段260。C、第七段260。C、第八段260。C、第九段260。C，模頭溫度26(TC,拉條過(guò)水切粒。上述對(duì)比例和各實(shí)施例制備的組合物按標(biāo)準(zhǔn)尺寸注塑成測(cè)試用的標(biāo)準(zhǔn)樣條，物理性能見(jiàn)表1,物理性能按我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，具體測(cè)試方法見(jiàn)表2，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度利用Hakke流變儀采用扭擺法進(jìn)行測(cè)試。實(shí)施例1~4和實(shí)施例6中，聚苯醚組合物的阻燃性能達(dá)到VI級(jí)均優(yōu)于對(duì)比例中的V2級(jí)，并且實(shí)施例5和7中聚苯醚組合物的阻燃性達(dá)到VO級(jí)，且具有良好的耐熱性、耐沖擊性能和拉伸性能。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1、一種阻燃性聚苯醚組合物，其包括如下組分聚苯醚樹(shù)脂50～60重量％；高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂20～30重量％；彈性體8～10重量％；阻燃劑1～13重量％；相容劑0～3.3重量％；抗氧劑0.2～1重量％；上述組分重量百分含量之和為100％。2、如權(quán)利要求1所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述聚苯醚樹(shù)脂的特征粘度為0.2~0.6dL/g。3、如權(quán)利要求2所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述聚苯醚樹(shù)脂的特征粘度為0.2-0.45dL/g。4、如權(quán)利要求1所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述聚苯醚樹(shù)脂為聚(2,6-二曱基苯)醚、2，6-二曱基苯酚與2，3,6-三曱基苯酚的共聚樹(shù)脂。5、如權(quán)利要求1所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氬化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、或全硫化丁苯粉末橡膠中的一種或多種。6、如權(quán)利要求5所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述全硫化丁苯粉末橡膠的粒徑為50-120納米。7、如權(quán)利要求1所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述阻燃劑為溴化環(huán)氧樹(shù)脂類阻燃劑。8、如權(quán)利要求1所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯-辛烯彈性體。9、如權(quán)利要求8所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述馬來(lái)酸酐接枝率為0.1-1%。10、如權(quán)利要求9所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述馬來(lái)酸酐接枝率為0.3-0.6%之間。11、如權(quán)利要求1所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述抗氧劑為酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、含硫酯類抗氧劑或金屬鈍化劑抗氧劑中的一種或幾種。12、如權(quán)利要求11所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述的酚類抗氧劑為(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯或2,2亞曱基雙(4-曱基-6-叔丁基苯酚)。13、如權(quán)利要求11所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述亞磷酸酯類抗氧劑為亞磷酸三(壬基苯基)或亞磷酸三(2,4-二^又丁基苯基)酯。14、如權(quán)利要求11所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述含硫酯類抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯。15、如權(quán)利要求11所述的阻燃性聚苯醚組合物，其中，所述金屬鈍化劑抗氧劑有N,N-二乙?；憾；ｋ?。16、一種如權(quán)利要求1所述的阻燃性聚苯醚組合物的制備方法，其包括如下步驟a將聚苯醚、高抗沖聚苯乙烯、彈性體、阻燃劑、相容劑和抗氧劑在混合機(jī)中攪拌；b然后將混合后的原料"&入到雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出。17、如權(quán)利要求16所述的制備方法，其中，所述步驟a中攪拌時(shí)間為3~5分鐘。18、如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述步驟b中雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為32~40。19、如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述步驟b中喂料速度為5~10rpm/min，螺^干轉(zhuǎn)速為200~400rpm/min，螺筒各分區(qū)溫度為200~280°C。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種阻燃性聚苯醚組合物，其包括如下組分50～60重量％的聚苯醚樹(shù)脂，20～30重量％的高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂，8～10重量％的彈性體，1～13重量％的阻燃劑，0～3.3重量％的相容劑，0.2～1重量％的抗氧劑。本發(fā)明的阻燃性聚苯醚組合物具有阻燃、耐候、熱穩(wěn)定、力學(xué)性能好、流動(dòng)性好、易于加工成型等優(yōu)點(diǎn)，十分適用于辦公自動(dòng)化、磁帶傳送件尤其廣泛適用于汽車前板、座位底板、保險(xiǎn)杠等汽車外飾以及通風(fēng)機(jī)、座位靠背、托架等內(nèi)飾領(lǐng)域。該阻燃性聚苯醚組合物的制備方法，采用雙螺桿擠出工藝設(shè)備，具有流程簡(jiǎn)單、連續(xù)、生產(chǎn)效率高、制得的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C08K5/526GK101423659SQ200810227500公開(kāi)日2009年5月6日申請(qǐng)日期2008年11月27日優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日發(fā)明者姜立忠,李瑞亢,楊軍忠,胡衍平,鄺清林申請(qǐng)人:中國(guó)藍(lán)星(集團(tuán))股份有限公司