用于苯乙烯樹脂的阻燃劑和包含該阻燃劑的阻燃組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于苯乙烯樹脂的阻燃劑和包含該阻燃劑的阻燃組合物。更具體而言，本發(fā)明公開了一種用于苯乙烯樹脂的阻燃劑和包含該阻燃劑的阻燃組合物，所述阻燃劑包含無鹵阻燃化合物和具有式1表示的重復單元的環(huán)氧樹脂，從而在沒有使用過量的無鹵阻燃化合物的情況下能通過外部蠟燭火焰點火的IEC?TS62441阻燃標準。
【專利說明】用于苯乙烯樹脂的阻燃劑和包含該阻燃劑的阻燃組合物
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于苯乙烯樹脂的阻燃劑和包含該阻燃劑的阻燃組合物。更具體而言，本發(fā)明涉及用于苯乙烯樹脂的阻燃劑和包含該阻燃劑的阻燃組合物，所述阻燃劑包含無鹵阻燃化合物和具有式I表示的重復單元的環(huán)氧樹脂，因此，在不使用過量的無鹵阻燃化合物的情況下，通過了外部蠟燭火焰點火的IEC TS62441阻燃標準。
【背景技術】
[0002]通常，由于丙烯腈的剛性和耐化學性、丁二烯和苯乙烯的可加工性和機械性能，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(下文中，稱作ABS)樹脂被廣泛用作電氣電子產品和辦公設備等的外部材料。然而，ABS樹脂本身易燃燒，幾乎沒有阻燃性。
[0003]由于這些問題，為了確保電氣電子產品的防火安全性，用于電氣電子產品和辦公設備等的ABS樹脂應當滿足阻燃標準。
[0004]賦予ABS樹脂阻燃性的方法包括，在制備橡膠改性苯乙烯樹脂過程中，通過摻入阻燃性單體使橡膠改性苯乙烯樹脂聚合，將用于苯乙烯樹脂的阻燃劑和助阻燃劑與所制備的橡膠改性的苯乙烯樹脂等混合。用于苯乙烯樹脂的阻燃劑的實例包括鹵素阻燃劑，諸如磷、氮和氫氧化物阻燃劑的無鹵阻燃劑， 助阻燃劑的實例包括銻化合物、硅化合物和鋅化合物等。
[0005]用于苯乙烯樹脂的鹵素阻燃劑比用于苯乙烯樹脂的無鹵阻燃劑顯示高阻燃效率，并顯示可與橡膠改性苯乙烯樹脂相當的優(yōu)異的機械性能。為此，將鹵素阻燃劑用于苯乙烯樹脂中以賦予ABS樹脂阻燃性的方法目前得到了最廣泛的使用。其中，用于苯乙烯樹脂的溴系阻燃劑特別有效。然而，在加工ABS樹脂的過程中，當加入用于苯乙烯樹脂的溴系阻燃劑時，熱穩(wěn)定性變差，由于加工過程中的高溫高壓阻燃劑分解，因而導致有毒的腐蝕性氣體產生并且不利地影響工作環(huán)境和人體健康。當通過摻入溴系阻燃劑加工過的ABS樹脂燃燒時，同樣出現(xiàn)這個問題。
[0006]為了避免這個問題，使用用于苯乙烯樹脂的無齒阻燃劑，特別是，通常使用無鹵阻燃化合物。然而，不利的是，與用于苯乙烯樹脂的鹵素阻燃劑相比，由于低阻燃效率，應當摻入過量的無鹵阻燃化合物。此外，不利的是，由于磷系阻燃劑體系的原理，不產生炭(char)的熱塑性樹脂組合物不能充分發(fā)揮阻燃性。
[0007]同時，根據作為阻燃標準和阻燃鑒定測試方法的UL94，有一種垂直燃燒測試方法。該方法是評價對由電器產品成品內部的電路基板的短路等引起的內部燃燒的阻燃性的標準。同時，當由于外部環(huán)境變化如地震，蠟燭作為外部火源與產品接觸時，標準化的外部蠟燭火焰點火標準(相關標準:IEC TS62441)是借由此評價最終產品阻燃性的標準。
[0008]由于該標準應用的對象都是可燃材料，因此外部蠟燭火焰點火標準使用范圍更寬，由于該標準假設燃燒蠟燭的火焰作為常常發(fā)生在房子里的火的情況因而更具有現(xiàn)實性。
【發(fā)明內容】

[0009]技術問題
[0010]為了解決相關領域的這些問題，在與阻燃劑相關的持續(xù)研究中，本發(fā)明人完成了本發(fā)明，所述阻燃劑雖然沒有將過量的無鹵阻燃化合物加入到各種苯乙烯樹脂(諸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物、聚苯乙烯(PS)共聚物、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)共聚物及其組合)中，但仍通過了外部蠟燭火焰點火的IEC TS62441標準。
[0011]因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種阻燃劑，該阻燃劑基于無鹵阻燃化合物，并賦予了苯乙烯樹脂足夠的阻燃性，以通過外部蠟燭火焰點火的IEC TS62441標準。
[0012]本發(fā)明的另一個目的是提供包含所述阻燃劑和苯乙烯樹脂(作為基體樹脂)的阻燃組合物。
[0013]技術方案
[0014]根據本發(fā)明的一個方面，上述和其它目的通過提供一種用于苯乙烯樹脂的阻燃劑得以實現(xiàn)，所述阻燃劑包含無鹵阻燃化合物和具有下列式I表示的重復單元的環(huán)氧樹脂:
[0015][式1]
[0016]
【權利要求】
1.一種用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，包含: 無鹵阻燃化合物；和 具有下列式I表示的重復單元的環(huán)氧樹脂: [式I]
2.根據權利要求1所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，基于100重量份的所述苯乙烯樹脂，所述阻燃劑以2至60重量份的量存在，其中所述環(huán)氧樹脂的含量為I至30重量份。
3.根據權利要求1所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述苯乙烯樹脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物、聚苯乙烯(PS)共聚物、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)共聚物或其組合。
4.根據權利要求3所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述苯乙烯樹脂包含: 10至90重量％的橡膠增強的ABS樹脂，所述ABS樹脂通過乳液接枝共聚制備，使得基于所述ABS樹脂的總重量，該ABS樹脂包含50至70重量％的丁二烯橡膠；和 90至10重量％的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
5.根據權利要求4所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的重均分子量為50，000至150，000，并包含20至40重量％的丙烯腈單體。
6.根據權利要求1所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述無鹵阻燃化合物包括選自(二)磷酸酯化合物、具有三個或更多個磷酸基的多磷酸酯化合物、膦酸酯化合物和亞膦酸酯化合物中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的阻燃劑，其中，所述環(huán)氧樹脂是式I的環(huán)氧樹脂，其中，nl、n2和η3是0，η4是I至100的整數。
8.根據權利要求1所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述環(huán)氧樹脂是式I的環(huán)氧樹脂，其中，η3和η4是0，nl和η2各自獨立地是I至100的整數。
9.根據權利要求1所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述環(huán)氧樹脂是式I的環(huán)氧樹脂，其中，nl、n2和η4是0，η3是I。
10.根據權利要求1所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述環(huán)氧樹脂是式I的環(huán)氧樹脂，其中，nl是I, Rl是_CH3, n2、n3和n4是O。
11.根據權利要求1所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述環(huán)氧樹脂包含選自下列中的兩種環(huán)氧樹脂的組合:式I的環(huán)氧樹脂,其中nl、n2和n3是O，n4是I至100的整數；式I的環(huán)氧樹脂,其中n3和n4是0，nl和n2各自獨立地是I至100的整數；式I的環(huán)氧樹脂，其中nl、n2和n4是O, n3是I ;以及式I的環(huán)氧樹脂，其中nl是I, Rl是-CH3, n2、n3和n4是0，兩種樹脂的混合比被確定為使得在該混合比中每種樹脂的比例在I至9的范圍內。
12.根據權利要求1所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述環(huán)氧樹脂包含選自下列中的三種環(huán)氧樹脂的組合:式I的環(huán)氧樹脂,其中nl、n2和n3是0，n4是I至100的整數；式I的環(huán)氧樹脂,其中n3和n4是0，nl和n2各自獨立地是I至100的整數；式I的環(huán)氧樹脂，其中nl、n2和n4是O, n3是I ;以及式I的環(huán)氧樹脂，其中nl是I, Rl是-CH3, n2、n3和n4是0，三種樹脂的混合比被確定為使得在該混合比中每種樹脂的比例在I至8的范圍內。
13.根據權利要求1所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述環(huán)氧樹脂包含四種環(huán)氧樹脂的組合，所述四種樹脂包含:式I的環(huán)氧樹脂，其中nl、n2和n3是O, n4是I至100的整數；式I的環(huán)氧樹脂,其中n3和n4是0，nl和n2各自獨立地是I至100的整數；式I的環(huán)氧樹脂，其中nl、n2和n4是0,n3是I ;以及式I的環(huán)氧樹脂，其中nl是1，R1是_CH3,n2、n3和n4是0，四種樹脂的混合比被確定為使得在該混合比中每種樹脂的比例在I至7的范圍內。
14.根據權利要求1所述的用于苯乙烯樹脂的阻燃劑，其中，所述阻燃劑通過了外部蠟燭火焰點火的IEC TS62441阻燃標準。
15.一種阻燃組合物，`基于100重量份的苯乙烯樹脂，所述阻燃組合物包含2至60重量份的根據權利要求1至14中任一項所述的阻燃劑，其中環(huán)氧樹脂的含量是I至30重量份。
16.根據權利要求15所述的阻燃組合物，其中，所述苯乙烯樹脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物、聚苯乙烯(PS)共聚物、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)共聚物或其組合。
17.根據權利要求16所述的阻燃組合物，其中，所述苯乙烯樹脂包含: 10至90重量％的橡膠增強的ABS樹脂，所述ABS樹脂通過乳液接枝共聚制備，使得基于所述ABS樹脂的總重量，該ABS樹脂包含50至70重量％的丁二烯橡膠；和 90至10重量％的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
18.根據權利要求17所述的阻燃組合物，其中，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的重均分子量為50，000至150，000，并包含20至40重量％的丙烯腈單體。
19.根據權利要求15所述的阻燃組合物，其中，所述阻燃組合物通過了外部蠟燭火焰點火的IEC TS62441阻燃標準。
20.根據權利要求15所述的阻燃組合物，還包含選自抗沖改性劑、熱穩(wěn)定劑、抗滴落劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、UV阻隔劑、顏料和無機填料中的一種或多種添加劑，相對于100重量份的所述苯乙烯樹脂，所述添加劑的含量是0.1至50重量份。
【文檔編號】C09K21/06GK103781841SQ201280035603
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年9月10日 優(yōu)先權日:2012年9月4日
【發(fā)明者】張閔述, 南基榮, 柳濟善, 黃龍淵, 沈在用 申請人:Lg化學株式會社