無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物及其製備方法

2023-04-24 07:00:06

專利名稱：無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及ー種樹脂組合物，尤其是涉及ー種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物及其製備方法。
背景技術：
丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯共聚物樹脂(ABS)，具有高衝擊、高耐熱和耐化學腐蝕、電絕緣性能等優異的綜合性能，已廣泛應用於汽車エ業、家用電器、辦公設備、電エ產品等領域。但由於ABS樹脂屬於易燃高分子材料，在用於具有阻燃要求的各種電子電器產品時，需要進行阻燃改性。目前，ABS常用的阻燃體系是滷系阻燃劑和三氧化ニ銻協效體系，隨著近年來人們對環保意識的進一步加強，對由含滷阻燃劑製成的塑料製品在火災中帶來的負面作用愈加重視，為滿足家電和辦公設備行業的環境保護要求，使用無滷阻燃材料的呼聲日益強烈。紅磷的阻燃效率較高，但是因顔色和相容性的問題限制了其使用的範圍；無機類阻燃劑如氫氧化鋁、氫氧化鎂等添加量較大，且因為它們的極性大，與材料的相容性不好，使材料的力學性能大幅降低；磷-氮類膨脹阻燃劑阻燃效果較低，且加工易分解，起霜現象嚴重。目前使用磷酸酯類阻燃劑的報導較多，但單獨使用磷酸酯類阻燃劑時ABS的阻燃性仍然較差，且大量磷酸酯阻燃劑的添加會急劇降低ABS的衝擊強度和熱變形溫度。目前的無滷阻燃ABS產品通常是靠添加一定量的成炭劑和磷酸酯類阻燃劑共同作用實現的，常用的成炭劑有環氧樹脂、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPE)等，採用環氧樹脂雖然氧指數較高，但是按照UL94標準測試阻燃時往往不能達到VO級阻燃，且因與ABS基體樹脂相容性不好會導致機械性能嚴重下降；採用PC或PPE會存在加工溫度高，成本高的問題，不符合節能的環保趨勢。本發明針對以上問題，引進了ー種新的成炭劑和複合成炭劑，即官能團化的苯こ烯類樹脂，該兩種成炭劑可通過交聯更有效的與磷酸酯類阻燃劑共同起作用，穩定達到UL94V0級阻燃，且與ABS樹脂相容性較好，對機械性能影響較小。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一新的無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物及其製備方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現，本發明涉及一種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物，該樹脂組合物包括以下組分及含量(重量份)苯こ烯系樹脂40 80;成炭劑20 60 ;複合成炭劑O 5 ;無滷阻燃劑5 25;增韌劑O. 5 10;抗滴落劑O. I O. 5;
抗氧劑O. I I ;光穩定劑O. I O. 8;潤滑劑O. 2 2。
優選地，所述的苯こ烯系樹脂為丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯共聚物(ABS)、丙烯腈- 丁ニ烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、甲基丙烯酸甲酯-丁ニ烯-苯こ烯共聚物(MBS)、丙烯腈-三元こ丙橡膠-苯こ烯共聚物(AES)、丙烯腈-苯こ烯共聚物(SAN)、甲基丙烯酸甲酷-苯こ烯共聚物(MS)、聚苯こ烯(GPPS)、丁ニ烯-苯こ烯共聚物(HIPS)、玻璃纖維(GF)增強的丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯共聚物(ABS)中的一種或幾種的組合。優選地，所述的成炭劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、氨基、惡唑啉官能團化的苯こ烯(St)共聚物、苯こ烯-丙烯腈(SAN)共聚物、苯こ烯-丙烯臆-丁ニ烯(ABS)共聚物、こ烯-甲基丙烯酸甲酯(EMA)共聚物、苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯(SBS)嵌段共聚物中的一種或幾種的組合。優選甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)，含量為I 10wt%。優選地，所述的複合成炭劑為馬來酸酐(MAH)、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸(AA)官能團化的苯こ烯(St)共聚物、苯こ烯-丙烯腈(SAN)共聚物、苯こ烯-丙烯臆-丁ニ烯(ABS)共聚物、こ烯-甲基丙烯酸甲酯(EMA)共聚物中的一種或幾種的組合。優選馬來酸酐(MAH)，含量為2 20wt%。優選地，所述的無滷阻燃劑為磷酸三苯酯(TPP)、雙酚A雙(ニ苯基磷酸酷)(BDP)、間苯ニ酚雙(ニ苯基磷酸酯)(RDP)、阻燃劑RC200、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三こ酯(TEP)、或磷酸三甲苯酯(TCP)等磷酸酯類阻燃劑的ー種或幾種的組合。優選地，所述的增韌劑為ABS高膠粉、聚氨酯弾性體、こ烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、こ烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、甲基丙烯酸甲酷-丁ニ烯-苯こ烯(MBS)中的一種或幾種的組合；所述的こ烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMA)中甲基丙烯酸甲酯(MA)的含量為15 30wt%;所述的こ烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物(EBA)中甲基丙烯酸丁酯(BA)的含量為15 30wt%。優選地，所述的抗滴落劑為分子量為300萬 500萬的聚四氟こ烯(PTFE)。優選地，所述的抗氧劑為CIBA精化公司的Irganox 1010、Irganox 1076或Irganox 168的一種或幾種的組合。優選地，所述的光穩定劑為2-羥基ニ苯甲酮、水楊酸酯類、亞磷酸ニ苯酯、亞磷酸三苯酷、羥基苯並三唑中的ー種或數種混合物。優選地，所述的潤滑劑為矽油、白礦油、脂肪酸醯胺、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、石蠟、聚こ烯蠟或こ撐雙硬脂酸醯胺中的一種或幾種的組合。本發明還涉及前述無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物的製備方法，包括如下步驟(I)按照以下組分重量份備料苯こ烯系樹脂40 80;成炭劑20 60 ;複合成炭劑O 5 ;無滷阻燃劑5 25;增韌劑O. 5 10;抗滴落劑O. I O. 5 ;
抗氧劑O. I I ;光穩定劑O. I O. 8 ;潤滑劑O. 2 2。(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h，然後置於高速混合器中預混3 lOmin，得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得。本發明具有如下的有益效果本發明選用的成炭劑甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、氨基、惡唑啉官能團化的苯こ烯(St)系樹脂可與複合成炭劑馬來酸酐(ΜΑΗ)、丙烯 酸甲酯(MA)、丙烯酸(AA)官能團化的苯こ烯(St)系樹脂發生交聯反應，促進燃燒時的成炭，在燃燒時，可與磷酸酯類阻燃劑發生化學反應，生成緻密堅固的炭層覆蓋在ABS表面，隔氧，隔熱，抑制可燃性揮發物的逸出，從而起到阻燃的作用。其中的增韌劑以EMA、EBA最佳，因為EMA、EBA中有含氧基團，可與磷系阻燃劑協同成炭，提高阻燃效率，且兩者具有較高的增韌效率。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一歩理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。以下實施例所使用的原料來源如下苯こ烯系樹脂採用臺灣CHMEI公司的ΡΑ757 (以下簡稱ΡΑ757)成炭劑I採用上海日之升精細化工的苯こ烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯SAG008(以下簡稱SAG008)成炭劑2採用DOW化學的含噁唑啉基團的共聚PS (以下簡稱RPS)複合成炭劑I採用高橋石化的苯こ烯-馬來酸酐共聚物SMA (以下簡稱SMA)複合成炭劑2採用三菱麗陽的丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物(以下簡稱S-2006)無滷阻燃劑採用瑞馳化學的磷酸酯類阻燃劑RC200增韌劑為EMA，阿克瑪公司抗滴落劑為PTFE，廣州熵能聚合物公司；抗氧劑為Irganox, 168Ciba ；光穩定劑為UVP，Ciba ； 潤滑劑為EBS (こ撐雙硬脂酸醯胺)，市售。實施例I本實施例涉及ー種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物的製備方法，包括以下步驟(I)按照以下組分及含量(重量份)備料苯こ烯系樹脂PA75770
成炭劑SAG00830
無滷阻燃劑RC20020
增韌劑EMA2
抗滴落劑PTFE0.5
抗氧劑Irganoxl680.3
光穩定劑UVP0.8
潤滑劑EBSI(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h,然後置於高速混合器中預混3 IOmin,得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得樹脂I。實施例2本實施例涉及ー種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物的製備方法，包括以下步驟(I)按照以下組分及含量(重量份)備料
苯こ烯系樹脂PA75750
成炭劑SAG00850
無滷阻燃劑RC20016
增韌劑EMA2
抗滴落劑PTFE0.3
抗氧劑Irganox 168I
光穩定劑UVP0.1
潤滑劑EBS1.5(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h，然後置於高速混合器中預混3 lOmin，得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得樹脂2。實施例3本實施例涉及ー種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物的製備方法，包括以下步驟
(I)按照以下組分及含量(重量份)備料苯こ烯系樹脂PA75740
成炭劑RPS60
無滷阻燃劑RC20025
增韌劑EMA0.5
抗滴落劑PTFE0.3
抗氧劑Irganoxl680.3
光穩定劑UVP0.3
潤滑劑EBS1.0(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h,然後置於高速混合器中預混3 IOmin,得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得樹脂3。實施例4本實施例涉及ー種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物的製備方法，包括以下步驟(I)按照以下組分及含量(重量份)備料
苯こ烯系樹脂PA75765
成炭劑SAG00835
複合成炭劑SMA2
無滷阻燃劑RC20019
增韌劑EMA2
抗滴落劑PTFE0.3
抗氧劑Irganoxl680.3
光穩定劑UVP0.3
潤滑劑EBS1.0(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h,然後置於高速混合器中預混3 IOmin,得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得樹脂4。實施例5本實施例涉及ー種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物的製備方法，包括以下步驟(I)按照以下組分及含量(重量份)備料苯こ烯系樹脂PA75765
成炭劑SAG00835
複合成炭劑SMA5
無滷阻燃劑RC20018 增韌劑EMA5
抗滴落劑PTFE0.3
抗氧劑Irganoxl680.1
光穩定劑UVP0.3
潤滑劑EBSI(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h，然後置於高速混合器中預混3 lOmin，得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得樹脂5。實施例6本實施例涉及ー種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物的製備方法，包括以下步驟(I)按照以下組分及含量(重量份)備料
苯こ烯系樹脂PA75770
成炭劑RPS30
複合成炭劑SMA3
無滷阻燃劑RC20020
增韌劑EMA2
抗滴落劑PTFE0.1
抗氧劑Irganoxl680.3
光穩定劑UVP0.3
潤滑劑EBS0.5(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h，然後置於高速混合器中預混3 lOmin，得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得樹脂6。實施例7本實施例涉及ー種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物的製備方法，包括以下步驟(I)按照以下組分及含量(重量份)備料苯こ烯系樹脂PA75780
成炭劑RPS20
複合成炭劑S-20063
無滷阻燃劑RC2005
增韌劑EMA10
抗滴落劑PTFE0.3
抗氧劑Irganoxl680.3
光穩定劑UVP0.3
潤滑劑EBS1.0(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h，然後置於高速混合器中預混3 lOmin，得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得樹脂7。實施例8本實施例涉及ー種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物的製備方法，包括以下步驟(I)按照以下組分及含量(重量份)備料
苯こ烯系樹脂PA75760
成炭劑SAG00840
複合成炭劑S-20063
無滷阻燃劑RC20018
增韌劑EMA2
抗滴落劑PTFE0.3
抗氧劑Irganoxl680.3
光穩定劑UVP0.3
潤滑劑EBS0.2(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h，然後置於高速混合器中預混3 lOmin，得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得樹脂8。實施例9本實施例涉及ー種無滷阻燃苯こ烯系樹脂組合物的製備方法，包括以下步驟(I)按照以下組分及含量(重量份)備料苯こ烯系樹脂PA75775
成炭劑SAG00825
複合成炭劑SMA4
無滷阻燃劑RC20020
增韌劑EMA2
抗滴落劑PTFE0.3
抗氧劑Irganoxl680.3
光穩定劑UVP0.3
潤滑劑EBS2(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h,然後置於高速混合器中預混3 IOmin,得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得樹脂9。對比例I本實施例涉及ー種苯こ烯系樹脂的製備方法，包括以下步驟(I)按照以下組分及含量(重量份)備料
苯こ烯系樹脂PA757100
無滷阻燃劑RC20020
抗滴落劑PTFE0.3
抗氧劑Irganoxl680.3
光穩定劑UVP0.3
潤滑劑EBSI(2)在60°C烘箱中乾燥5 8h，然後置於高速混合器中預混3 lOmin，得到預混料；(3)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得樹脂10。對比例2本實施例涉及ー種苯こ烯系樹脂的製備方法，包括以下步驟(I)按照以下組分及含量(重量份)備料權利要求
1.一種無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，該樹脂組合物主要包括以下組分及重量份含量 苯乙烯系樹脂40 80; 成炭劑20 60 ; 複合成炭劑0 5 ; 無滷阻燃劑5 25; 增韌劑0. 5 10 ; 抗滴落劑0. I 0. 5 ; 抗氧劑0. I I ; 光穩定劑0. I 0. 8 ; 潤滑劑0.2 2。
2.如權利要求I所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的苯乙烯系樹脂為丙烯腈-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-三元乙丙橡膠-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、玻璃纖維增強的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一種或幾種的組合。
3.如權利要求I所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的成炭劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯的苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一種或幾種的組合；或氨基的苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一種或幾種的組合；或惡唑啉官能團化的苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一種或幾種的組合。
4.如權利要求3所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的成炭劑甲基丙烯酸縮水甘油酯的苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中甲基丙烯酸縮水甘油酯的含量為I IOwt%。
5.如權利要求I所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的複合成炭劑為馬來酸酐的苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一種或幾種的組合；或丙烯酸甲酯的苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一種或幾種的組合；或丙烯酸官能團化的苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一種或幾種的組合。
6.如權利要求5所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的複合成炭劑馬來酸酐的苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中馬來酸酐的含量為2 20wt%。
7.如權利要求I所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的無滷阻燃劑為磷酸三苯酯、雙酚A雙(二苯基磷酸酯)、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)、阻燃劑RC200、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、或磷酸三甲苯酯等磷酸酯類阻燃劑的一種或幾種的組合。
8.如權利要求I所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的增韌劑為ABS高膠粉、聚氨酯彈性體、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯中的一種或幾種的組合。
9.如權利要求8所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯的含量為15 30wt%。
10.如權利要求8所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物中甲基丙烯酸丁酯的含量為15 30wt%。
11.如權利要求I所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的抗滴落劑為分子量為300萬 500萬的聚四氟乙烯。
12.如權利要求I所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的抗氧劑為CIBA精化公司的Irganox 1010、Irganox 1076或Irganox 168的一種或幾種的組合。
13.如權利要求I所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的光穩定劑為2-羥基二苯甲酮、水楊酸酯類、亞磷酸二苯酯、亞磷酸三苯酯、羥基苯並三唑中的一種或幾種的組合。
14.如權利要求I所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物，其特徵在於，所述的潤滑劑為矽油、白礦油、脂肪酸醯胺、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、石蠟、聚乙烯蠟或乙撐雙硬脂酸醯胺中的一種或幾種的組合。
15.一種製備如權利要求I所述的無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物的製備方法，其特徵在於該方法包括以下步驟 (a)按照以下組分重量份備料 苯乙烯系樹脂40 80; 成炭劑20 60 ; 複合成炭劑0 5 ; 無滷阻燃劑5 25; 增韌劑0. 5 10 ; 抗滴落劑0. I 0. 5 ; 抗氧劑0. I I ; 光穩定劑0. I 0. 8 ; 潤滑劑0. 2 2 ; (b)將所取組分置於高速混合器中預混，得到預混料； (c)將預混料通過雙螺杆擠出機，控制溫度為180 220°C，螺杆轉速為200 600rpm進行熔融擠出，然後經冷卻造粒，即得。
全文摘要
本發明涉及一種無滷阻燃苯乙烯系樹脂組合物及其製備方法，所述的樹脂組合物包括以下組分及重量份數苯乙烯系樹脂40～80；成炭劑20～60；複合成炭劑0～5；無滷阻燃劑5～25；增韌劑0.5～10；抗滴落劑0.1～0.5；抗氧劑0.1～1；光穩定劑0.1～0.8；潤滑劑0.2～2。其製備方法包括將上述原料經高混機預混後，通過雙螺杆擠出機進行熔融擠出，再經冷卻造粒，即得到產品；所得產品符合無滷環保要求且具有優異的阻燃性能和機械性能，可用於有無滷阻燃要求的複印機、印表機、傳真機等辦公設備和顯示器、錄像機、空調、電冰箱等家電產品。
文檔編號C08L75/04GK102617972SQ20121007256
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月19日 優先權日2012年3月19日
發明者單桂芳, 周霆, 羅明華, 辛敏琦, 魏緒英 申請人:上海錦湖日麗塑料有限公司