CN102604246A - 高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,所述组合物包括以下组分及重量份含量:苯乙烯类树脂100;卤系阻燃剂5-18;锑系阻燃剂1-5;金属卤化物1-6;含硅无机物1-6;抗滴落剂0.1-0.5;抗氧剂0.3-0.5;光稳定剂0.1-0.5;润滑剂0.5-2.0。本发明的组合物大大提高了阻燃效率,可降低卤锑阻燃剂的添加量,克服现有阻燃苯乙烯类树脂成炭效率低、仅依靠气相阻燃的问题。本发明提供的高效阻燃的苯乙烯类树脂具有阻燃性能好、热稳定性高、耐热性能好、成本低的优点,因而具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻燃改性树脂组合物,更具体而言,涉及一种高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物。
背景技术
苯乙烯类树脂广泛应用于电子设备、通讯器材、汽车工业、家用电器、办公设备、电工产品等领域,属于易燃高分子材料,在用于具有阻燃要求的各种电子电器等产品时,需要进行阻燃改性,以满足安全防火的使用要求。
但是由于缺少含氧基团,苯乙烯类树脂的燃烧成炭能力很差,所以磷系,硅系依赖凝聚相阻燃机理的阻燃剂对其的阻燃效率很低,也正因为如此,制备高阻燃性能的无卤阻燃苯乙烯类树脂依然是个难题。目前,苯乙烯类树脂最为常用的阻燃体系是卤系阻燃剂和三氧化二锑协效体系,通过气相阻燃的机理而实现阻燃性的。总所周知,卤锑阻燃体系在燃烧时会产生大量有毒气体,烟密度也很大,不利于火灾逃生。卤锑阻燃剂属于不可再生资源,价格居高不下,特别是氧化锑近年来价格持续飞涨不利于低成本化大规模生产。另外由于添加了大量的卤系阻燃剂,会对苯乙烯类树脂的耐候性,热稳定性以及对模具均会产生较大的负面影响。
如何改善苯乙烯类树脂的成炭能力,提高阻燃效率是一个亟待解决的问题。能够提供质子,接受电子的路易斯酸可以改变某些聚合物的热分解机理,使聚合物发生脱氢反应,产生不饱和键,从而进一步引发交联和炭化,最终实现提高成炭能力的目的。然而仅仅使用路易斯酸的作用产生炭层,其热稳定性较差,在高温热氧条件下会发生氧化降解,会导致恶化阻燃性能。
因此,本发明提供了一种新的技术方案,进一步提高了炭层的热稳定性,从而具有更加优异高效的阻燃性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有苯乙烯类树脂阻燃技术存在的成炭能力差、阻燃效率低的缺陷而提供了一种低成本,高阻燃效率的苯乙烯类树脂组合物。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
本发明涉及一种高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,该组合物包括以下组分及重量份含量:
苯乙烯类树脂 100;
卤系阻燃剂 5-18;
锑系阻燃剂 1-5;
金属卤化物 1-6;
含硅无机物 1-6;
抗滴落剂 0.1-0.5;
抗氧剂 0.3-0.5;
光稳定剂 0.1-0.5;
润滑剂 0.5-2.0。
优选地,所述的苯乙烯类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯共聚物、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物、高抗冲聚苯乙烯、K胶、通用聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-α-甲基苯乙烯共聚物中的一种或几种的混合。
优选地,所述卤系阻燃剂选自氯化聚乙烯、双(六氯环戊二烯)环辛烷、氯化石蜡、四溴双酚A、十溴二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪、溴化环氧、十溴联苯醚、六溴环十二烷、四溴苯酐、六溴苯、八溴二苯醚、溴代聚苯乙烯、溴化聚碳酸酯齐聚物、溴化苯氧基树脂、三溴苯基磷酸盐中的一种或几种的混合;所述锑系阻燃剂为三氧化二锑、五氧化二锑或锑酸钠中的一种。
优选地,所述的金属卤化物为镁、铝、钾、钠、钙、锡、铅、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钨、汞、钇、锆、铌或钼的氯化物或溴化物。
优选地,所述的金属卤化物为钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钨、汞、钇、锆、铌或钼的氯化物中的一种或两种的混合。
优选地,所述的金属卤化物的粒径为0.1-10μm。
优选地,所述的含硅无机物为单质硅、氧化硅、碳化硅、氯化硅、氟化硅、硅酸盐或氟硅酸盐中的一种或两种的混合物。
优选地,所述单质硅为金属硅、单晶硅或多晶硅。
优选地,所述硅酸盐为钠、镁、钾、钙、铝或铵的硅酸盐。
优选地,所述氟硅酸盐为钠、镁、钾、钙、铝或铵的氟硅酸盐。
优选地,所述的含硅无机物的粒径为0.1-10μm。
优选地,所述的抗滴落剂为分子量为200万-500万的聚四氟乙烯。
优选地,所述的抗氧剂为Irganox 1010、Irganox 1076或Irganox 168的一种或两种的混合物。
优选地,所述光稳定剂为2-羟基二苯甲酮、水杨酸酯类、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、羟基苯并***中的一种或几种的混合物;所述润滑剂为硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸锌、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种的混合物。
优选地,所述的苯乙烯类树脂组合物还包含无机填料,所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、氧化铝、高岭土、凹凸棒、水滑石、云母、蒙脱土、硅藻土、硅灰石、玻璃纤维、炭纤维、玻璃微珠或石墨中的一种或几种的混合。
优选地,所述的苯乙烯类树脂组合物还包含相容剂,所述相容剂选自苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯腈-苯乙烯接枝马来酸酐、丙烯腈-苯乙烯接枝甲基丙烯酸或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种的混合。
优选地,以所述苯乙烯类树脂100重量份计,所述相容剂的含量为1-5重量份。
本发明通过金属卤化物与含硅无机物的协同阻燃提高了阻燃效率,而且降低卤锑阻燃剂的添加量,降低了成本,因而具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
高效阻燃的苯乙烯类树脂的制备方法如下:
按配比进行备料,将备好的苯乙烯类树脂、卤系阻燃剂、锑系阻燃剂、金属卤化物、含硅无机物、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂及光稳定剂经高速混合机搅拌,均匀混合;最后,将上述混合物精确计量送入挤出机内,在双螺杆的剪切,输送,混炼下,充分熔化,复合,再经机头挤出,拉条,切粒,干燥,最后包装为成品。
双螺杆挤出机螺杆的长径比为40,前段温度为180-190℃,中段温度为200-220℃,机头挤出温度为210℃,螺杆转速为100转/分钟。
各实施例和对比例制备的阻燃苯乙烯类树脂按ASTM标准注塑成各种标准力学性能测试树脂的机械性能及阻燃性能,物理性能及测试方法如表1所示。
表1
物理性能 | 测试方法 |
拉伸强度(50mm/min) | ASTM D638 |
熔融指数(200℃,5kg) | ASTM D1238 |
热变形温度(1.82MPa) | ASTM D648 |
IZOD缺口冲击强度(3.2mm) | ASTM D256 |
燃烧性(垂直燃烧3.2mm/1.6mm) | UL 94 |
实施例1
本实施例涉及一种苯乙烯类树脂组合物,其组分及含量为:
其中
苯乙烯类树脂为奇美PA747树脂;
卤系阻燃剂为DRCP;
锑系阻燃剂为三氧化二锑;
金属卤化物为CuCl2;
含硅无机物为金属硅;
抗滴落剂为200万分子量的PTFE;
光稳定剂为2-羟基二苯甲酮;
抗氧剂为Irganox 1010,汽巴精化;
润滑剂为PETS。
实施例2
本实施例涉及一种苯乙烯类树脂组合物,其组分及含量为:
其中
苯乙烯类树脂为奇美PA747树脂;
卤系阻燃剂为四溴双酚A;
锑系阻燃剂为三氧化二锑;
金属卤化物为CuBr2;
含硅无机物为碳化硅;
抗滴落剂为250万分子量的PTFE;
光稳定剂为水杨酸酯;
抗氧剂为Irganox 1076,汽巴精化;
润滑剂为硅油。
实施例3
本实施例涉及一种苯乙烯类树脂组合物,其组分及含量为:
其中
苯乙烯类树脂为奇美PA747树脂;
卤系阻燃剂为溴化环氧;
锑系阻燃剂为五氧化二锑;
金属卤化物为NiCl;
含硅无机物为多晶硅;
抗滴落剂为300万分子量的PTFE;
光稳定剂为亚磷酸二苯酯;
抗氧剂为Irganox 168,汽巴精化;
润滑剂为脂肪酸酰胺。
实施例4
本实施例涉及一种苯乙烯类树脂组合物,其组分及含量为:
其中
苯乙烯类树脂为上海锦湖日丽ASAXC190树脂;
卤系阻燃剂为氯化聚乙烯;
锑系阻燃剂为五氧化二锑;
金属卤化物为FeCl3;
含硅无机物为四氟化硅;
抗滴落剂为350万分子量的PTFE;
光稳定剂为亚磷酸三苯酯;
抗氧剂为Irganox 1010和Irganox 1076,汽巴精化;
润滑剂为石蜡。
实施例5
本实施例涉及一种苯乙烯类树脂组合物,其组分及含量为:
其中
苯乙烯类树脂为上海锦湖日丽HIPS425树脂;
卤系阻燃剂为FR245;
锑系阻燃剂为五氧化二锑;
金属卤化物为MgBr2;
含硅无机物为单晶硅;
抗滴落剂为400万分子量的PTFE;
光稳定剂为羟基苯并***;
抗氧剂为Irganox 1010和Irganox 168,汽巴精化;
润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。
实施例6
本实施例涉及一种苯乙烯类树脂组合物,其组分及含量为:
其中
苯乙烯类树脂为上海锦湖日丽SAN360树脂;
卤系阻燃剂为十溴联苯醚;
锑系阻燃剂为锑酸钠;
金属卤化物为MgCl2;
含硅无机物为氧化硅;
抗滴落剂为450万分子量的PTFE;
光稳定剂为2-羟基二苯甲酮和亚磷酸二苯酯;
抗氧剂为Irganox 1076和Irganox 168,汽巴精化;
润滑剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
实施例7
本实施例涉及一种苯乙烯类树脂组合物,其组分及含量为:
其中
苯乙烯类树脂为上海锦湖日丽ABS745树脂;
卤系阻燃剂为三溴苯基磷酸盐;
锑系阻燃剂为锑酸钠;
金属卤化物为ZnCl2;
含硅无机物为硅酸钠;
抗滴落剂为500万分子量的PTFE;
光稳定剂为亚磷酸三苯酯和羟基苯并***;
抗氧剂为Irganox 1010,汽巴精化;
润滑剂为硬脂酸镁。
对比例1
本实施例涉及一种苯乙烯类树脂组合物,其组分及含量为:
其中
苯乙烯类树脂为奇美PA747树脂;
卤系阻燃剂为FR245;
锑系阻燃剂为氧化锑;
抗滴落剂为300万分子量的PTFE;
光稳定剂为Tinuvins UVP,汽巴精化;
抗氧剂为B900,汽巴精化;
润滑剂为硬脂酸镁。
对比例2
本实施例涉及一种苯乙烯类树脂组合物,其组分及含量为:
其中
苯乙烯类树脂为上海锦湖日丽HIPS425树脂;
卤系阻燃剂为FR245;
锑系阻燃剂为氧化锑;
抗滴落剂为300万分子量的PTFE;
光稳定剂为Tinuvins UVP,汽巴精化;
抗氧剂为B900,汽巴精化;
润滑剂为硬脂酸镁。
表2
实施例1-7及对比例1-2的物性测试结果如表2所示,实施例1~7及对比例1~2测试结果表明,通过金属卤化物与含硅无机物的协同阻燃可以提高阻燃效率,降低卤锑阻燃剂的添加量,降低了成本,提高热变形温度的目的。
Claims (17)
1.一种高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,包括以下组分及重量份数:
苯乙烯类树脂 100;
卤系阻燃剂 5-18;
锑系阻燃剂 1-5;
金属卤化物 1-6;
含硅无机物 1-6;
抗滴落剂 0.1-0.5;
抗氧剂 0.3-0.5;
光稳定剂 0.1-0.5;
润滑剂 0.5-2.0。
2.根据权利要求1所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的苯乙烯类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯共聚物、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物、高抗冲聚苯乙烯、K胶、通用聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-α-甲基苯乙烯共聚物中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求1所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述卤系阻燃剂选自氯化聚乙烯、双(六氯环戊二烯)环辛烷、氯化石蜡、四溴双酚A、十溴二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪、溴化环氧、十溴联苯醚、六溴环十二烷、四溴苯酐、六溴苯、八溴二苯醚、溴代聚苯乙烯、溴化聚碳酸酯齐聚物、溴化苯氧基树脂、三溴苯基磷酸盐中的一种或几种的混合;所述锑系阻燃剂为三氧化二锑、五氧化二锑或锑酸钠中的一种。
4.根据权利要求1所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的金属卤化物为镁、铝、钾、钠、钙、锡、铅、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钨、汞、钇、锆、铌或钼的氯化物或溴化物。
5.根据权利要求4所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的金属卤化物为钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钨、汞、钇、锆、铌或钼的氯化物中的一种或两种的混合。
6.根据权利要求4所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的金属卤化物的粒径为0.1-10μm。
7.根据权利要求1所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的含硅无机物为单质硅、氧化硅、碳化硅、氯化硅、氟化硅、硅酸盐或氟硅酸盐中的一种或两种的混合物。
8.根据权利要求7所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述单质硅为金属硅、单晶硅或多晶硅。
9.根据权利要求7所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述硅酸盐为钠、镁、钾、钙、铝或铵的硅酸盐。
10.根据权利要求7所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述氟硅酸盐为钠、镁、钾、钙、铝或铵的氟硅酸盐。
11.根据权利要求7所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的含硅无机物的粒径为0.1-10μm。
12.根据权利要求1所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的抗滴落剂为分子量为200万-500万的聚四氟乙烯。
13.根据权利要求1所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的抗氧剂为Irganox 1010、Irganox 1076或Irganox 168的一种或两种的混合物。
14.根据权利要求1所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述光稳定剂为2-羟基二苯甲酮、水杨酸酯类、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、羟基苯并***中的一种或几种的混合物;所述润滑剂为硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸锌、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种的混合物。
15.根据权利要求1所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的苯乙烯类树脂组合物还包含无机填料,所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、氧化铝、高岭土、凹凸棒、水滑石、云母、蒙脱土、硅藻土、硅灰石、玻璃纤维、炭纤维、玻璃微珠或石墨中的一种或几种的混合。
16.根据权利要求1所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的苯乙烯类树脂组合物还包含相容剂,所述相容剂选自苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯腈-苯乙烯接枝马来酸酐、丙烯腈-苯乙烯接枝甲基丙烯酸或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种的混合。
17.根据权利要求16所述的高效阻燃的苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,以所述苯乙烯类树脂100重量份计,所述相容剂的含量为1-5重量份。
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