一種阻燃材料及其制備方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種阻燃材料及其制備方法，該材料組分簡單，價(jià)格低廉、具有高效阻燃，適用于微型和薄壁電子電氣設(shè)備。與現(xiàn)有同類型的阻燃材料相比，該阻燃材料中聚苯醚和磷酸酯類阻燃劑的含量大幅降低，在降低成本的同時(shí)，可大幅提高阻燃材料的熱變形溫度。
【專利說明】一種阻燃材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)公開了一種高抗沖聚苯乙烯/聚苯醚合金（以下簡稱HIPS/PP0)阻燃材料 及其制備方法，屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 1967年，美國GE公司開發(fā)了一系列的商品號(hào)為Noryl的高抗沖聚苯乙烯/聚苯 醚合金（以下簡稱HIPS/PP0)合金材料。此后，HIPS/PP0材料開始廣泛用于電子、電氣、通 訊、家電和機(jī)電設(shè)備等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用領(lǐng)域，為防止或減少火災(zāi)的發(fā)生，HIPS/PP0材料常 常要求達(dá)到阻燃等級(jí)。
[0003] 傳統(tǒng)上，HIPS/PP0的阻燃由雙磷酸酯譬如間苯二酚雙（二苯基磷酸酯）（RDP)等 來實(shí)現(xiàn)[Journal of Fire Sciences 1998,16,（4) ,233-249]。近些年來，針對(duì) HIPS/PP0 阻 燃材料的研究不斷增多。
[0004] H. Yan 等[Polymer-Plastics Technology and Engineering 2014,53,（4),395-402]使用傳統(tǒng)膨脹性阻燃劑（APP-PER-MEL)對(duì)HIPS/PP0進(jìn)行阻燃，含 40% IFR和20% PPO的材料仍然不能通過UL-94V-0級(jí)別，阻燃效率很低。
[0005] A. I. BALABAN0VICH[Journal of fire sciences 2002, 20,（6)，519-530]等采用一 種環(huán)狀磷酸酯對(duì)HIPS/PP0進(jìn)行阻燃，PPO含量20 %，環(huán)狀磷酸酯5 %時(shí)可以達(dá)到V-O級(jí)別， 但該磷酸酯的加入也會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料HDT降低，且該環(huán)狀磷酸酯的合成較困難，分解溫度 僅為200°C左右。
[0006] 隨著電子電氣設(shè)備逐漸向高性能微型化和薄壁化方向發(fā)展，對(duì)HIPS/PP0合金材 料的阻燃級(jí)別要求以及物理性能如熱變形溫度方面的要求不斷提高。特別是用于制備微型 化或薄壁化電子元器件產(chǎn)品的HIPS/PP0合金材料，對(duì)其熱變形溫度的要求日漸提高。傳統(tǒng) 阻燃HIPS/PP0已越來越難以滿足要求。同時(shí)，傳統(tǒng)阻燃HIPS/PP0因其中含有大量價(jià)格高 昂的ΡΡ0,存在產(chǎn)品成本高、價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供一種阻燃材料。該材料組分簡單，價(jià)格低廉、具有高 效阻燃，適用于微型和薄壁電子電氣設(shè)備。與現(xiàn)有同類型的阻燃材料相比，該阻燃材料中聚 苯醚和磷酸酯類阻燃劑的含量大幅降低，在降低成本的同時(shí)，可大幅提高阻燃材料的熱變 形溫度。
[0008] 所述阻燃材料，其特征在于，含有60wt%?80wt%的高抗沖聚苯乙烯（可簡寫為 !11?3)，1〇￥1:(%?3〇￥1:(%的聚苯醚（可簡寫為？?0)和3￥1:(%?15￥1: (%的次磷酸鹽。
[0009] 高抗沖聚苯乙烯是通過在聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠顆粒的辦法生產(chǎn)的一種抗 沖擊的聚苯乙烯產(chǎn)品。HIPS所占比例過高會(huì)降低材料的阻燃性能，HIPS所占比例過低則 會(huì)提高阻燃材料的成本。優(yōu)選地，所述阻燃材料中高抗沖聚苯乙烯的含量范圍上限選自 80wt%、77wt%、75wt%、72wt%,下限選自 65wt%、67wt%、70wt%。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述阻 燃材料中高抗沖聚苯乙烯的含量為65wt%?80wt%。
[0010] 聚苯醚是聚2, 6-二甲基-1，4-苯醚，是一種高強(qiáng)度工程塑料，主要是由2, 6-二甲 基苯酚為單體聚合而成。PPO的含量過高會(huì)導(dǎo)致材料的加工性能變差和成本增加。PPO含量 過低則會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料阻燃性能變差。優(yōu)選地，所述阻燃材料中聚苯醚的含量為i〇wt%? 25wt%。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述阻燃材料中聚苯醚的含量為15wt%?20wt%。
[0011] 優(yōu)選地，所述阻燃材料中次磷酸鹽的含量范圍上限選自 下限選自進(jìn)一步優(yōu)選地，所述阻燃材料中次磷酸鹽的含量為
[0012] 優(yōu)選地，所述次磷酸鹽選自具有式I所示化學(xué)結(jié)構(gòu)式的化合物中的至少一種：
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料含有60wt %?80wt %的高抗沖聚苯乙 烯，1〇￥1:(%?3〇￥1:(%的聚苯醚和3￥1:(%?15￥1: (%的次磷酸鹽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述高抗沖聚苯乙烯的含量為 65wt% ?80wt%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述聚苯醚的含量為10wt%? 25wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述次磷酸鹽選自具有式I所示化學(xué) 結(jié)構(gòu)式的化合物中的至少一種：
其中，η是1、2、3或4 ;M選自IA族金屬、IIA族金屬、IIIA族金屬、IVB族金屬、IIB族 金屬中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述次磷酸鹽選自次磷酸鎂、次磷酸 鈣、次磷酸鋁、次磷酸鈦、次磷酸鋅中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料含有Owt%?15wt%的 雙磷酸酯。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻燃材料，其特征在于，所述雙磷酸酯選自具有式II所示的 化學(xué)結(jié)構(gòu)式的化合物中的至少一種：
其中，m選自0或I ;k選自0?4之間的任意正整數(shù)；r選自1?20之間的任意正整 數(shù)；q選自〇?5之間的任意正整數(shù)^,R2獨(dú)立地選自氫原子、C1?C18的直鏈烷基或C 1? C18帶有支鏈的烷基；Y 選自-CH2-、-C(CH3)2 _、_S_、-SO2 _、_0_、_C0_、-N = N-中的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻燃材料，其特征在于，所述雙磷酸酯選自間苯二酚雙（二苯 基磷酸酯）、對(duì)苯二酚雙（二苯基磷酸酯）、間苯二酚雙[二（2, 6-二甲基苯基）磷酸酯]、 雙酚A-雙（二苯基磷酸酯）中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料含有Owt%?0. lwt% 的助劑。
10.制備權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述阻燃材料的方法，其特征在于，將阻燃材料中各組分 在不低于150°C的溫度下混合均勻后，經(jīng)熱壓、冷壓后得到所述阻燃材料；優(yōu)選地，阻燃材 料中各組分在不低于190°C的溫度下混合均勻；優(yōu)選地，熱壓溫度不低于200°C ;進(jìn)一步優(yōu) 選地，熱壓溫度不低于210°C。
【文檔編號(hào)】C08L71/12GK104371207SQ201410687371
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】姚強(qiáng), 謝華 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所