高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物

摘要

本发明公开了一种高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，该组合物包括如下重量份数的各组分：聚苯醚40～85份，聚苯乙烯系树脂15～60份，增韧剂2～8份，有机磷酸酯阻燃剂3～20份，聚四氟乙烯0.1～1.5份。本发明的树脂组合物还可以包括补强填料、颜料或其组合。与现有技术相比，本发明的树脂组合物解决了阻燃聚苯醚树脂组合物中CTI和机械性能不能兼顾的问题，适用于无人看管的电子元器件外壳。

权利要求

1.一种高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其特征在于，由如下重量份数的各组分组成，或由如下重量份数的各组分与补强填料或颜料组成：聚苯醚               40～85份

聚苯乙烯系树脂       15～60份

增韧剂               2～8份

有机磷酸酯阻燃剂     3～20份

聚四氟乙烯          0.1～1.5份；

所述聚四氟乙烯的分子量为200～800万；所述聚四氟乙烯的加入用于提高聚苯醚树脂组合物的CTI且不损害机械性能。

2.如权利要求1所述的高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其特征在于，所述聚苯醚为聚（2，6-二甲基-1，4-亚苯基）醚。

3.如权利要求1所述的高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其特征在于，所述聚苯乙烯系树脂为聚苯乙烯树脂、高抗冲聚苯乙烯树脂中的一种或两种的混合。

4.如权利要求1所述的高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其特征在于，所述增韧剂为链烯基芳族化合物与二烯的嵌段共聚物。

5.如权利要求4所述的高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其特征在于，所述链烯基芳族化合物与二烯的嵌段共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-氢化异戊二烯共聚物中的一种或几种的混合。

6.如权利要求5所述的高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其特征在于，所述链烯基芳族化合物与二烯的嵌段共聚物为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。

7.如权利要求1所述的高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其特征在于，所述有机磷酸酯阻燃剂为间苯二酚双-二苯基磷酸酯、双酚A双-二苯基磷酸酯中的一种或几种的混合。

8.如权利要求1所述的高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其特征在于，所述聚四氟乙烯的分子量为300～600万。

9.一种如权利要求1所述的高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物的用途，其特征在于，所述组合物可用于制备电子元器件外壳。

说明书

高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物

技术领域

[0001] 本发明属于高分子材料合金领域，具体涉及一种高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物。

背景技术

[0002] 聚苯醚具有良好的阻燃特性、高耐热性和尺寸稳定性而成为有特殊应用环境的电子元器件包封部件的首选材料，但电子元器件对材料的电性能要求较高，如无人看管的电子元器件根据应用环境的不同通常有CTI的要求，IEC组织提出对于无人看管的电子器件要求CTI≥300V，而聚苯醚的CTI一般为200～300V，阻燃聚苯醚的CTI通常小于200V，而且对于黑色制品其CTI值更低，所以开发具有高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物具有广阔的市场空间。

[0003] 现有发明中高CTI技术方案主要是通过添加片状填料，如滑石粉、高岭土或通过选择不同的阻燃剂复配实现的，这些技术方案的不足在于在实现高CTI的同时机械性能严重恶化，实际使用存在风险，并且这些技术方案主要用于无卤阻燃PA和聚酯。专利200880117651中公开了一种高CTI的聚(亚芳基醚)组合物，通过添加磷酸三钙将聚亚芳基醚的CTI提高了近35％并且机械性能可以兼顾，其不足在于在黑色体系中CTI值仍无法满足IEC组织明确的CTI≥300V的要求。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术中无人看管的电子元器件对材料的CTI提出了更高的要求，但影响CTI的因素较多，通常难以预测，如环境的粉尘污染通常会加速电子部件的短路，或者黑色产品由于更容易实现导电通路而更难做到较高的CTI等缺陷，提供一种高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物。在本发明的聚苯醚树脂组合物中，高分子量的聚四氟乙烯的加入可以明显提高聚苯醚树脂组合物的CTI且不损害机械性能，这是因为聚四氟乙烯主链键能较高，在高电压下不易成炭形成通路，从而使CTI明显提高。

[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

[0006] 本发明涉及一种高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，包括如下重量份数的各组分：

[0007]

[0008]

[0009] 优选地，所述聚苯醚为聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基)醚。

[0010] 优选地，所述聚苯乙烯系树脂为聚苯乙烯树脂、高抗冲聚苯乙烯树脂中的一种或两种的混合。

[0011] 优选地，所述增韧剂为链烯基芳族化合物与二烯的嵌段共聚物。

[0012] 优选地，所述链烯基芳族化合物与二烯的嵌段共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-氢化异戊二烯共聚物中的一种或几种的混合。

[0013] 优选地，所述链烯基芳族化合物与二烯的嵌段共聚物为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。

[0014] 优选地，所述有机磷酸酯阻燃剂选自间苯二酚双-二苯基磷酸酯、双酚A双-二苯基磷酸酯中的一种或几种的混合。

[0015] 优选地，所述聚四氟乙烯的分子量为200～800万。

[0016] 优选地，所述聚四氟乙烯的分子量为300～600万。

[0017] 优选地，所述组合物还包括补强填料或颜料。

[0018] 本发明还涉及一种前述的高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物的用途，所述组合物可用于制备电子元器件外壳。

[0019] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：通过IEC60112测定，本发明的树脂组合物的CTI不小于300V，解决了现有阻燃聚苯醚树脂组合物中CTI和机械性能不能兼顾的问题，适用于无人看管的电子元器件外壳。

具体实施方式

[0020] 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。

[0021] 以下实施例和对比例所用的原材料如下：

[0022] 聚苯醚：蓝星集团LXR045，23℃氯仿容易中测得特性粘度为0.45dl/g；

[0023] 聚苯乙烯系树酯：锦湖石化高抗冲聚苯乙烯HIPS425TV

[0024] 增韧剂：Kraton公司，SEBS6935，苯乙烯含量58％

[0025] 有基磷酸酯阻燃剂：大湖公司Reofos BAPP(双酚A双-二苯基磷酸酯)，磷含量8.9％

[0026] 聚四氟乙烯：PTFE-1，分子量500万，可外购

[0027] 聚四氟乙烯：PTFE-2，分子量100万，可外购

[0028] 钛白粉：杜邦R-108

[0029] 炭黑：Cabot BP800

[0030] 实施例1

[0031] 本实施例提供一种高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其包括以下重量份数的各组分：

[0032]

[0033] 将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

[0034] 实施例2

[0035] 本实施例提供一种高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其包括以下重量份数的各组分：

[0036]

[0037] 将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

[0038] 实施例3

[0039] 本实施例提供一种高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其包括以下重量份数的各组分：

[0040]

[0041]

[0042] 将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

[0043] 实施例4

[0044] 本实施例提供一种高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其包括以下重量份数的各组分：

[0045]

[0046] 将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

[0047] 实施例5

[0048] 本实施例提供一种高CTI的阻燃聚苯醚树脂组合物，其包括以下重量份数的各组分：

[0049]

[0050] 将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

[0051] 对比例1

[0052] 本对比例提供一种阻燃聚苯醚树脂组合物，其包括以下重量份数的各组分：

[0053]

[0054]

[0055] 将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

[0056] 对比例2

[0057] 本对比例提供一种阻燃聚苯醚树脂组合物，其包括以下重量份数的各组分：

[0058]

[0059] 将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

[0060] 对比例3

[0061] 本对比例提供一种阻燃聚苯醚树脂组合物，其包括以下重量份数的各组分：

[0062]

[0063] 将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

[0064] 性能测试

[0065] 将对比例1～3和实施例1～5制备的组合物粒子分别经过100℃真空干燥12h以上，然后按照ASTM标准，在同一注塑条件下注塑成样条，测试各个树脂组合物的物理性能。测试遵循如下测试方法：基于ASTM D-638的测试程序测定拉伸强度和伸长率；基于ASTMD-790的测试程序测定弯曲强度和弯曲模量；基于ASTM D-256的测试程序测定Izod缺口冲击强度；根据UL-94测试阻燃性；CTI根据IEC60112进行测试，样品为至少2cm×2cm，厚度大于3mm，选择0.1％的无水氯化铵作为电解液，校准电流为1.0A

[0066] 对比例1～2和实施例1～5所制备的树脂组合物的物理性能的测试结果如表1所示[0067] 表1

[0068]组成和性能 对比例1 对比例2 对比例3 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5聚苯醚 85 55 85 85 85 85 85 55
高抗冲聚苯乙烯 15 45 15 15 15 15 15 45
增韧剂SEBS 5 5 5 5 5 5 5 5
BAPP 10 18 10 10 10 10 10 18
PTFE-1       0.5 1.5 1.0 1.0 1.5
PTFE-2     0.5          
钛白粉           5.0    
炭黑   1.0         1.0 1.0
缺口冲击强度 180 270 180 172 165 145 168 265
抗拉强度(MPa) 62 55 60 61 63 62 61 56
挠曲模量(MPa) 2400 2120 2350 2380 2420 2400 2380 2080
1.6mm阻燃性 V0 V0 V0 V0 V0 V0 V0 V0
CTI 225V 175V 250V 300V 400V 425V 325V 325V

[0069] 与对比例相比，本发明的阻燃聚苯醚树脂组合物CTI明显提高，满足IEC60112CTI≥300V的要求，适用于特定应用环境下无人看管的电子元器件外壳，具有明显的市场空间和应用前景。

[0070] 进一步，在对比例3和实施例1的基础上，通过改变添加的聚四氟乙烯的分子量来得到不同的聚苯醚树脂组合物，按照上述性能测试方法进行测试，发现添加的聚四氟乙烯的分子量为200～800万时均能得到通过满足IEC60112CTI≥300V，且具有良好力学性能的聚苯醚树脂组合物；添加的聚四氟乙烯分子量为300～600万时具有更好的效果。

[0071] 本发明的增韧剂不限于上述的SEBS(氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)，可以是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-氢化异戊二烯共聚物中的一种或几种的混合。其中，优选SEBS，其能最好地保障制得的聚苯醚类树脂组合物的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度等力学性能指标。

[0072] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。