一种阻燃性聚苯醚组合物及其制备方法

摘要

本发明公开一种阻燃性聚苯醚组合物，其包括如下组分：50～60重量％的聚苯醚树脂，20～30重量％的高抗冲聚苯乙烯树脂，8～10重量％的弹性体，1～13重量％的阻燃剂，0～3.3重量％的相容剂，0.2～1重量％的抗氧剂。本发明的阻燃性聚苯醚组合物具有阻燃、耐候、热稳定、力学性能好、流动性好、易于加工成型等优点，十分适用于办公自动化、磁带传送件尤其广泛适用于汽车前板、座位底板、保险杠等汽车外饰以及通风机、座位靠背、托架等内饰领域。该阻燃性聚苯醚组合物的制备方法，采用双螺杆挤出工艺设备，具有流程简单、连续、生产效率高、制得的产品质量稳定等优点。

权利要求

1.一种阻燃性聚苯醚组合物，其包括如下组分：聚苯醚树脂 50～60重量％；

高抗冲聚苯乙烯树脂 24～30重量％；

弹性体 8～9重量％；

阻燃剂 1～11.7重量％；

相容剂 1.5～3.3重量％；

抗氧剂 0.2～0.7重量％；

上述组分重量百分含量之和为100％。

2.如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述聚苯醚树脂的特征粘度为

0.2～0.6dL/g。

3.如权利要求2所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述聚苯醚树脂的特征粘度为

0.2～0.45dL/g。

4.如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述聚苯醚树脂为聚(2，6-二甲基苯)醚、2，6-二甲基苯酚与2，3，6-三甲基苯酚的共聚树脂。

5.如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、或全硫化丁苯粉末橡胶中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述全硫化丁苯粉末橡胶的粒径为50～120纳米。

7.如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述阻燃剂为溴化环氧树脂类阻燃剂。

8.如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述相容剂为马来酸酐接枝的聚乙烯-辛烯弹性体。

9.如权利要求8所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述马来酸酐接枝率为0.1-1％。

10.如权利要求9所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述马来酸酐接枝率为

0.3-0.6％之间。

11.如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂或金属钝化剂抗氧剂中的一种或几种。

12.如权利要求11所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述的酚类抗氧剂为β-(3，

5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯或2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。

13.如权利要求11所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三(壬基苯基)或亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯。

14.如权利要求11所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述含硫酯类抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯。

15.如权利要求11所述的阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述金属钝化剂抗氧剂有N，N-二乙酰基己二酰基二酰肼。

16.一种如权利要求1所述的阻燃性聚苯醚组合物的制备方法，其包括如下步骤：a将聚苯醚、高抗冲聚苯乙烯、弹性体、阻燃剂、相容剂和抗氧剂在混合机中搅拌；

b然后将混合后的原料投入到双螺杆挤出机熔融挤出。

17.如权利要求16所述的制备方法，其中，所述步骤a中搅拌时间为3～5分钟。

18.如权利要求16所述的方法，其中，所述步骤b中双螺杆挤出机的长径比为32～40。

19.如权利要求16所述的方法，其中，所述步骤b中喂料速度为5～10rpm/min，螺杆转速为200～400rpm/min，螺筒各分区温度为200～280℃。

说明书

一种阻燃性聚苯醚组合物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种聚苯醚组合物，特别是涉及一种阻燃性聚苯醚组合物，本发明还涉及该聚苯醚组合物的制备方法。

背景技术

[0002] 聚苯醚树脂(PPE)具有优良的综合性能，如使用温度范围广、吸水性小、力学性能和电性能优异等；但其熔体粘度高、加工成型性差，不易采用注射方法成型，实际应用收到限制。因此常采用与其在宽组成范围内相容的聚苯乙烯(PS)，改善其加工流动性，形成的PPE/PS聚合物合金具有优异的低吸湿率、容易加工和良好尺寸稳定性能，可用于特种泵、水测量设备、军用设备零件、各种家用电器元件、汽车、船舶和军用交通工具的零件制备。但是PS的加入，往往会导致PPE的阻燃性能下降，故需添加阻燃性物质以增加其阻燃性。

[0003] 当前报道的阻燃改性聚苯醚体系多为采用磷酸酯类。如，在《塑料》2007，(36)5，p49中报道，辛菲等以双酚A双(二苯基)磷酸酯和间苯二酚双(二苯基)磷酸酯对PPE/HIPS合金进行阻燃改性，在阻燃剂总用量为28％时获得较好的阻燃性能，但拉伸强度下降了约20％。

[0004] 专利CN1116359C公开了一种阻燃聚苯醚组合物，其包含：a)至少一种聚苯醚树脂；b)至少一种聚苯乙烯树脂；c)约5wt％至20wt％有机磷酸酯树脂；d)约5wt％至约40wt％玻璃纤维；e)云母。在有机磷酸酯用量为20％时获得了较好的阻燃性能，但此专利未对组合物的力学性能和耐热性能加以报道。

[0005] 专利CN1711317A公开了一种用于电线和电缆覆盖材料的树脂组合物，其包括聚亚芳基醚树脂、聚苯乙烯、烯烃类弹性体、氢化苯乙烯-丁乙烯嵌段共聚物和磷酸酯类阻燃剂。尽管该组合物具有良好的耐候性、耐热性、耐压缩变形性和良好的环保性能，但是其采用的磷酸酯阻燃剂用量较大，使得阻燃剂极易从制品表面析出，导致制品表面发粘，容易粘尘。这说明尽管磷酸酯类阻燃剂能使体系获得较好的阻燃性能，但是磷酸酯类阻燃剂往往对体系有增塑作用、且阻燃效用低用量大，容易对聚苯醚本身的刚性、耐热性造成较大损失，所以采用该类阻燃剂生产的阻燃改性聚苯醚力学性能较低、耐热等级不高。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种阻燃性聚苯醚组合物，具有阻燃、耐候、热稳定、力学性能好、流动性好、易于加工成型等优点，该组合物的制备方法流程简单、生产效率高、制得的产品质量稳定。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种阻燃性聚苯醚组合物，其包括如下组分：

[0008] 聚苯醚树脂(PPE) 50～60重量％；

[0009] 高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS) 20～30重量％；

[0010] 弹性体 8～10重量％；

[0011] 阻燃剂 1～13重量％；

[0012] 相容剂 0～3.3重量％；

[0013] 抗氧剂 0.2～1重量％；

[0014] 上述组分重量百分含量之和为10 0％。

[0015] 上述阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述聚苯醚树脂的特征粘度为0.2～0.6dL/g，优选为0.2～0.45dL/g，可以使用一种单独特性粘度的聚苯醚树脂，也可以选用几种不同特性粘度的聚苯醚组成的聚苯醚树脂组合物，可以选用蓝星化工新材料股份有限公司芮城分公司生产的产品。

[0016] 上述阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述聚苯醚树脂为聚(2，6-二甲基苯)醚、2，6-二甲基苯酚与2，3，6-三甲基苯酚的共聚树脂。

[0017] 上述阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述的高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)可以采用北京燕山石化公司生产的牌号为HIPS632EP、HIPS514P或上海赛科石油化工有限责任公司的牌号为HIPS632EP中的一种或多种。HIPS的加入可以提高聚苯醚组合物的加工流动性。

[0018] 上述阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、或全硫化丁苯粉末橡胶(也称为超细粉末SBS)中的一种或多种。优选，全硫化丁苯粉末橡胶的粒径为50～120纳米。弹性体可以采用中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司的牌号为SBS4452的SBS或北京化工研究院生产的牌号为VP101的超细粉末SBS。弹性体的加入可以使材料获得良好的冲击性能。

[0019] 上述阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述阻燃剂为溴化环氧树脂类阻燃剂，可以采用中国苏州工业园区日新材料有限公司生产的溴含量在50％以上的牌号为CR-210K或CR-225K中的一种或多种。

[0020] 上述阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述相容剂为马来酸酐接枝的聚乙烯-辛烯弹性体(POE-g-MAH)，马来酸酐接枝率为0.1-1％，优选为0.3-0.6％之间。相容剂的加入可以提高组合物各组分之间的相容性。

[0021] 上述阻燃性聚苯醚组合物，其中，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂或金属钝化剂抗氧剂中的一种或几种。所用酚类抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯(抗氧剂1076)或2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧剂2246)；亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三(壬基苯基)(抗氧剂TNPP)或亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)；含硫酯类抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯(抗氧剂DLTP)；金属钝化剂抗氧剂为N，N-二乙酰基己二酰基二酰肼(钝化剂GI-09-367)。抗氧剂可以采用GIBA公司生产的IRGANOX1076和IRGAFOS168。

[0022] 本发明还提供了上述阻燃性聚苯醚组合物的制备方法，其包括如下步骤：

[0023] a将聚苯醚、高抗冲聚苯乙烯、弹性体、阻燃剂、相容剂和抗氧剂在高速混合机中搅拌；

[0024] b然后将混合后的原料投入到双螺杆挤出机熔融挤出。

[0025] 上述制备方法，其中，所述步骤a中搅拌时间为3～5分钟。

[0026] 上述制备方法，其中，所述步骤b中双螺杆挤出机的长径比为32～40。

[0027] 上述制备方法，其中，所述步骤b中喂料速度为5～10rpm/min，螺杆转速为200～400rpm/min，螺筒各分区温度为200～280℃。

[0028] 本发明的阻燃性聚苯醚组合物，由于在材料复合体系中加入了高效阻燃剂，在获得阻燃性能的同时，又保持了产品的耐热性能、力学性能等综合性能。所得聚苯醚组合物具有阻燃、耐候、热稳定、力学性能好、流动性好、易于加工成型等一系列突出的优点，十分适用于办公自动化、磁带传送件尤其广泛适用于汽车前板、座位底板、保险杠等汽车外饰以及通风机、座位靠背、托架等内饰领域。该阻燃性聚苯醚组合物的制备方法，采用双螺杆挤出工艺设备，具有流程简单、连续、生产效率高、制得的产品质量稳定等优点。

具体实施方式

[0029] 下面结合实施例详细描述本发明。

[0030] 对比例

[0031] 将60重量％的聚苯醚树脂(特征粘度为0.35dL/g)、30重量％的高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)、9重量％的弹性体SBS和1重量％的抗氧剂β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯在高速混合机中搅拌5分钟，混合均匀后，投入双螺杆挤出机挤出造粒。双螺杆挤出设备的长径比为35，控制喂料速度为8rpm/min、螺杆转速为200rpm/min、螺筒各分区温度为第一段200℃、第二段245℃、第三段245℃、第四段245℃、第五段245℃、第六段245℃、第七段245℃、第八段245℃、第九段245℃，模头温度245℃，拉条过水切粒。

[0032] 实施例1

[0033] 将55重量％的聚苯醚树脂(特征粘度为0.35dL/g)、30重量％的高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)、9重量％的弹性体SBS、5重量％的溴化环氧树脂类阻燃剂和1重量％的抗氧剂β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯在高速混合机中搅拌5分钟，混合均匀后，投入双螺杆挤出机挤出造粒。双螺杆挤出设备的长径比为35，控制喂料速度为8rpm/min、螺杆转速为200rpm/min、螺筒各分区温度为第一段200℃、第二段245℃、第三段245℃、第四段245℃、第五段245℃、第六段245℃、第七段245℃、第八段245℃、第九段
245℃，模头温度245℃，拉条过水切粒。

[0034] 实施例2

[0035] 将55重量％的聚苯醚树脂(特征粘度为0.35dL/g)、27重量％的高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)、9重量％的弹性体SBS、5重量％的溴化环氧树脂类阻燃剂、3.3重量％的相容剂马来酸酐接枝的聚乙烯-辛烯弹性体POE-g-MAH(马来酸酐接枝率为0.5％)和0.7重量％的抗氧剂β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯在高速混合机中搅拌5分钟，混合均匀后，投入双螺杆挤出机挤出造粒。双螺杆挤出设备的长径比为35，控制喂料速度为8rpm/min、螺杆转速为200rpm/min、螺筒各分区温度为第一段200℃、第二段245℃、第三段245℃、第四段245℃、第五段245℃、第六段245℃、第七段245℃、第八段245℃、第九段245℃，模头温度245℃，拉条过水切粒。

[0036] 实施例3

[0037] 将60重量％的聚苯醚树脂(特征粘度为0.45dL/g)、20重量％的高抗冲聚苯乙烯树脂、10重量％的弹性体100纳米的超细粉末SBS、7重量％的溴化环氧树脂类阻燃剂、2.8重量％的相容剂马来酸酐接枝的聚乙烯-辛烯弹性体POE-g-MAH(马来酸酐接枝率为
0.3％)和0.2重量％的抗氧剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯在高速混合机中搅拌3分钟，混合均匀后，投入双螺杆挤出机挤出造粒。双螺杆挤出设备的长径比为32，控制喂料速度为5rpm/min、螺杆转速为300rpm/min、螺筒各分区温度为第一段220℃、第二段240℃、第三段240℃、第四段245℃、第五段245℃、第六段245℃、第七段260℃、第八段260℃、第九段260℃，模头温度250℃，拉条过水切粒。

[0038] 实施例4

[0039] 将59重量％的聚苯醚树脂(特征粘度为0.2dL/g)、30重量％的高抗冲聚苯乙烯树脂、8重量％的弹性体120纳米的超细粉末SBS、1重量％的溴化环氧树脂类阻燃剂、1.5重量％的相容剂马来酸酐接枝的聚乙烯-辛烯弹性体POE-g-MAH(马来酸酐接枝率为1％)和0.5重量％的抗氧剂硫代二丙酸二月桂酯在高速混合机中搅拌4分钟，混合均匀后，投入双螺杆挤出机挤出造粒。双螺杆挤出设备的长径比为40，控制喂料速度为10rpm/min、螺杆转速为200rpm/min、螺筒各分区温度为第一段220℃、第二段240℃、第三段240℃、第四段245℃、第五段245℃、第六段260℃、第七段260℃、第八段260℃、第九段280℃，模头温度
260℃，拉条过水切粒。

[0040] 实施例5

[0041] 将50重量％的聚苯醚树脂(特征粘度为0.6dL/g)、24重量％的高抗冲聚苯乙烯树脂、8.7重量％的弹性体50纳米的超细粉末SBS、13重量％的溴化环氧树脂类阻燃剂、3.3重量％的相容剂马来酸酐接枝的聚乙烯-辛烯弹性体POE-g-MAH(马来酸酐接枝率为
0.6％)和1重量％的抗氧剂N，N-二乙酰基己二酰基二酰肼在高速混合机中搅拌5分钟，混合均匀后，投入双螺杆挤出机挤出造粒。双螺杆挤出设备的长径比为37，控制喂料速度为8rpm/min、螺杆转速为200rpm/min、螺筒各分区温度为第一段220℃、第二段240℃、第三段240℃、第四段245℃、第五段245℃、第六段260℃、第七段260℃、第八段260℃、第九段
280℃，模头温度260℃，拉条过水切粒。

[0042] 实施例6

[0043] 将60重量％的聚苯醚树脂(特征粘度为0.45dL/g)、24重量％的高抗冲聚苯乙烯树脂、10重量％的弹性体SEBS、4.2重量％的溴化环氧树脂类阻燃剂、0.8重量％的相容剂马来酸酐接枝的聚乙烯-辛烯弹性体POE-g-MAH(马来酸酐接枝率为0.6％)和1重量％的抗氧剂β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯在高速混合机中搅拌5分钟，混合均匀后，投入双螺杆挤出机挤出造粒。双螺杆挤出设备的长径比为37，控制喂料速度为8rpm/min、螺杆转速为400rpm/min、螺筒各分区温度为第一段220℃、第二段240℃、第三段240℃、第四段245℃、第五段245℃、第六段260℃、第七段260℃、第八段260℃、第九段260℃，模头温度260℃，拉条过水切粒。

[0044] 实施例7

[0045] 将51重量％的聚苯醚树脂(特征粘度为0.45dL/g)、24重量％的高抗冲聚苯乙烯树脂、10重量％的弹性体80纳米的超细粉末SBS、11.7重量％的溴化环氧树脂类阻燃剂、3.3重量％的相容剂马来酸酐接枝的聚乙烯-辛烯弹性体POE-g-MAH(马来酸酐接枝率为
0.1％)和1重量％的抗氧剂β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯和亚磷酸三(2，4-二叔丁其苯基)酯在高速混合机中搅拌5分钟，混合均匀后，投入双螺杆挤出机挤出造粒。双螺杆挤出设备的长径比为37，控制喂料速度为5rpm/min、螺杆转速为300rpm/min、螺筒各分区温度为第一段240℃、第二段240℃、第三段240℃、第四段245℃、第五段245℃、第六段260℃、第七段260℃、第八段260℃、第九段260℃，模头温度260℃，拉条过水切粒。