具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物的製作方法

2023-05-04 19:11:06

專利名稱：：具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物的製作方法
技術領域：
：本發明涉及具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物，更具體而言，本發明涉及通過將甲基丙烯酸甲酯聚合物、溴烷基或溴苯基氰尿酸酯化合物和銻化合物加入到包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的樹脂中而因協同效應具有優異的阻燃性、衝擊強度、抗刮性、可著色性和表面硬度的熱塑性樹脂組合物。
背景技術：
：一般來說，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂(以下稱'ABS樹脂')，由於丙烯腈成分而具有極好的剛性和耐化學品性，以及由於苯乙烯成分而具有優異的加工性能和機械強度，已被廣泛用作如電動/電子產品、辦公用品等的外部材料。然而，ABS樹脂具有容易燃燒的性質，因此，存在易被火損傷的問題。因此，用於電動/電子產品、辦公用品等的ABS樹脂，應預先確定阻燃性(阻燃標準)，以確保對火的穩定性。賦予ABS樹脂阻燃性的方法的例子可包括在製備橡膠改性苯乙烯樹脂時添加和聚合阻燃性單體的方法；使阻燃劑和輔助阻燃劑與製備的橡膠改性苯乙烯樹脂混合的方法等。4阻燃劑可大致分為含滷素阻燃劑和無滷素阻燃劑。無滷素阻燃劑的例子可包括含氮阻燃劑和含水合阻燃劑(hydrationcontainingflameretardant)等。無滷素阻燃劑的阻燃效率遠比含滷素阻燃劑的低。因此，應該加入相對較大量的無滷素阻燃劑，這必然將降低橡膠改性苯乙烯樹脂的機械性能。因此，目前賦予ABS樹脂阻燃性的最常規的方法是使用含滷素阻燃劑。含滷素阻燃劑在保持橡膠改性苯乙烯樹脂的機械性能的同時提高阻燃性。其中，溴化阻燃劑特別有效。然而，在提供ABS樹脂阻燃性的情況下，由於丁二烯橡膠的性質使ABS樹脂的抗刮性大大降低，因此導致這樣的問題，即使是高光澤的產品也很容易被劃傷。在大多數阻燃的ABS樹脂的情況下，抗刮性不過是約3B或4B鉛筆的硬度。因此，存在著開發出具有優異的阻燃性，同時保持極好的抗刮性、衝擊強度和流動性的ABS樹脂的需求。
發明內容本發明計劃解決上述問題。本發明的一個目的是通過將甲基丙烯酸甲酯聚合物、溴烷基或溴苯基氰尿酸酯化合物和銻化合物加入到包含ABS樹脂的樹脂中而提供因協同效應具有優異的阻燃性、衝擊強度、抗刮性、可著色性和表面硬度的熱塑性樹脂組合物。上述目的和本發明的其他目的可以通過本發明按如下說明實現。為了實現上述目的，本發明提供具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物，該組合物包括A)IOO重量份的基礎樹脂，其由1089wt。/。的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、8910wt。/。的苯乙烯-丙烯腈共聚物和140wt。/。的甲基丙烯酸甲酯聚合物組成，B)l30重量份的溴烷基或溴苯基氰尿酸酯化合物和C)120重量份的銻化合物。以下將詳細描述本發明。所述具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物包含:A)IOO重量份的基礎樹脂，其由1089wt。/。的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、8910wt。/。的苯乙烯-丙烯腈共聚物和140wt。/。的甲基丙烯酸甲酯聚合物組成，B)130重量份的溴烷基或溴苯基氰尿酸酯化合物和C)120重量份的銻化合物。所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物沒有特別的限制。然而，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物可以通過丁二烯橡膠、丙烯腈單體和苯乙烯單體的乳化和接枝聚合反應，然後使其凝結、脫水和乾燥而以粉末狀態製備。優選地，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物可以通過如下步驟以粉末狀態製備將540重量份的丙烯腈單體和2065重量份的苯乙烯單體的單體混合物連續共同地加入到混合溶液(由相對於總計100重量份的單體和丁二烯橡膠而言3070重量份的平均直徑為0.10.5pm的丁二烯橡膠、0.62重量份的乳化劑、0.21重量份的分子量調節劑和0.050.5重量份的聚合引發劑組成)中，對其進行乳化和接枝聚合，然後使其凝結，脫水，並用5%的硫酸溶液乾燥。優選地，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的重均分子量為50,000150,000的，並包含2040wtQ/。的丙烯腈單體。所述丙烯腈單體可單獨使用或者使用兩種或更多種丙烯腈單體混合物。所述甲基丙烯酸甲酯聚合物沒有特別的限制。優選地，甲基丙烯酸甲酯聚合物的重均分子量為50,000至lj150,000，而且，在甲基丙烯酸甲酯聚合物和作為有機阻燃劑的溴垸基或溴苯基氰尿酸酯化合物共同使用時，包含它們的製備的本發明的熱塑性樹脂組合物由於協同效應而顯著提高了鉛筆硬度等。優選地，對於基礎樹脂，包含l40wtM的甲基丙烯酸甲酯聚合物，當甲基丙烯酸甲酯聚合物小於1wtM時，有抗刮性降低的問題，而當甲基丙烯酸甲酯聚合物超過40wtQ/。時，有抗衝擊性降低的問題。所述溴烷基或溴苯基氰尿酸酯化合物，作為溴化有機阻燃劑，可以是三(三溴苯基)氰尿酸酯，並且相對於100重量份的基礎樹脂，其含量為130重量份。在此範圍內製備的熱塑性樹脂組合物具有優異的熱穩定性和耐候性，且不降低其機械強度和流動性。供參考，所述三(三溴苯基)氰尿酸酯是具有下列通式1的結構的化合物。通式1formulaseeoriginaldocumentpage8當銻化合物(即輔助阻燃劑)和溴化有機阻燃劑共同使用時，由於協同效應，其大大提高了製備的熱塑性樹脂組合物的阻燃性。優選地，所述銻化合物的例子可包括三氧化二銻、五氧化二銻、銻金屬、三氯化銻等。更優選地，使用氧化銻。優選地，相對於100重量份的基礎樹脂，所述銻化合物的含量為120重量份。在此範圍內製備的熱塑性樹脂組合物具有優異的阻燃性，而不降低其機械強度。所述熱塑性樹脂組合物可包含選自衝擊補強劑、潤滑劑、熱穩定劑、防滴劑、抗氧化劑、光穩定劑、紫外線屏蔽劑、顏料和無機填料等中的一種或多種。具體實施例方式下文中將描述示範的實施方式，以幫助理解本發明。以下實施方式只以舉例的方式描述本發明。很明顯，本領域的技術人員可以在本發明的範圍和實質內進行多種變化和修改。需要了解的是，本發明意欲涵蓋在所附權利要求書中包括的這些變化和修改。[實施例]實施例1熱塑性樹脂組合物通過如下步驟以粒狀製備，將20重量份的作為溴化有機阻燃劑的三(三溴苯基)氰尿酸酯、3重量份的作為輔助阻燃劑的三氧化二銻、3重量份的黑著色劑、0.3重量份的抗氧化劑、1.5重量份的潤滑劑和0.1重量份的防滴劑加入至100重量份的基礎樹脂中，使用Hansel攪拌器均勻混合，然後使用雙螺杆擠出機擠出，該基礎樹脂由以下成分組成20wt%的ABS共聚物(LG化學公司製造的DP270)，其通過使用平均直徑為0.3pm的丁二烯膠乳進行乳化接枝聚合而製備；70wt。/。的苯乙烯-丙烯腈共聚物，其丙烯腈含量為25wt。/。且重均分子量為120,000;和10wt。/。的甲基丙烯酸甲酯聚合物(LGMMA公司製造的EH910)，其重均分子量約為130,000。用於測試物理性能和阻燃性的樣品是通過對顆粒形式的熱塑性樹脂組合物進行注塑成型而製備的。實施例2除了在上述實施例1中使用60wt。/。的苯乙烯-丙烯腈共聚物和20wt%的甲基丙烯酸甲酯聚合物之外，實施例2以與上述實施例1相同的方法進行。對比實施例1除了在上述實施例2中使用四溴雙酚A作為溴化有機化合物阻燃劑，但其用量為23.5重量份，以使其含有相同的溴含量之外，對比實施例l以與上述實施例2相同的方法進行。對比實施例2除了在上述實施例2中使用不封端的溴化環氧低聚物作為溴化有機化合物阻燃劑，但其用量為24重量份，以使其含有相同的溴含量之外，對比實施例2以與上述實施例2相同的方法進行。9除了在上述實施例2中使用20wt。/。的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(LG化學公司製造)代替20wt。/。的甲基丙烯酸甲酯聚合物之外，對比實施例3以與上述實施例2相同的方法進行。對比實施例4除了在實施例2中不使用20wt。/。的甲基丙烯酸甲酯聚合物之外，對比實施例4以與上述實施例2相同的方法進行。r實驗實施例i在上述實施例1和2和上述對比實施例1到4中製備的熱塑性樹脂組合物的樣品的性能按照如下的方法測量，其結果示於下表l中。*懸臂梁式缺口衝擊強度使用1/8樣品通過ASTMD-256測量。*鉛筆硬度通過ASTMD-3365測量。*可著色性用通過使用SUGA彩色計算機以黑色為基礎測量3重量份的著色劑的可著色性而得到的L、a和b值表示。其中，L值是表示亮度的數值。該值越小，黑色的程度越強。*直立耐燃度通過UL-94測量。表1tableseeoriginaldocumentpage10由上述表1所示，可以確定包含甲基丙烯酸甲酯聚合物和作為溴化有機阻燃劑的三(三溴苯基)氰尿酸酯的熱塑性樹脂組合物(實施例1和2)具有優異的衝擊強度、鉛筆硬度(抗刮性)、可著色性(L)和耐燃度。然而，可以確定的是，當熱塑性樹脂組合物使用四溴雙酚A或溴化環氧低聚物代替三(三溴苯基)氰尿酸酯作為溴化有機化合物阻燃劑(對比實施例1和2)時，衝擊強度、鉛筆硬度和可著色性均明顯下降，而當熱塑性樹脂組合物採用甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物代替甲基丙烯酸甲酯聚合物(對比實施例3)時，鉛筆硬度和可著色性下降，且特別是，耐燃度下降。此外，還可以確定，當熱塑性樹脂組合物不包含甲基丙烯酸甲酯聚合物(對比實施例4)時，鉛筆硬度明顯下降。工業實用性如上所述，根據本發明，通過將甲基丙烯酸甲酯聚合物、溴烷基或溴苯基氰尿酸酯化合物和銻化合物加入到包含ABS樹脂的樹脂中提供因協同效應而具有優異的阻燃性、衝擊強度、抗刮性、對漂亮的外觀設計有益的可著色性和表面硬度的熱塑性樹脂組合物。儘管本發明已經對具體實施方式進行了描述，但顯然對本領域的技術人員來說，在沒有脫離如以下權利要求中所限定的本發明的實質和範圍的情況下，可以進行多種變化和修改。權利要求1、具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物，該組合物包含A)100重量份的基礎樹脂，其由10～89wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、89～10wt％的苯乙烯-丙烯腈共聚物和1～40wt％的甲基丙烯酸甲酯聚合物組成；B)1～30重量份的溴烷基或溴苯基氰尿酸酯化合物；和C)1～20重量份的銻化合物。2、如權利要求1所述的具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物，其中，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物包含3070wt%的丁二烯橡膠，並由乳液接枝聚合製備。3、如權利要求1所述的具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物，其中，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的重均分子量為50,000150,000，且包含2040wtQ/。的丙烯腈單體。4、如權利要求1所述的具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物，其中，所述甲基丙烯酸甲酯聚合物的重均分子量為50,000到150,000。5、如權利要求1所述的具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物，其中，所述溴苯基氰尿酸酯化合物為三(三溴苯基)氰尿酸酯。6、如權利要求1所述的具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物，其中，所述銻化合物為選自三氧化二銻、五氧化二銻、銻金屬和三氯化銻中的一種或多種。7、根據權利要求16中任一項所述的具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物，其進一步包含選自衝擊補強劑、潤滑劑、熱穩定劑、防滴劑、抗氧化劑、光穩定劑、紫外線屏蔽劑、顏料和無機填料中的一種或多種。全文摘要本發明提供了具有優異的阻燃性、可著色性和抗刮性的熱塑性樹脂組合物，該組合物包含A)100重量份的基礎樹脂，其由10～89wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、89～10wt％的苯乙烯-丙烯腈共聚物和1～40wt％的甲基丙烯酸甲酯聚合物組成；B)1～30重量份的溴烷基或溴苯基氰尿酸酯化合物；和C)1～20重量份的銻化合物，從而，能夠提供這種因協同效應而具有優異的阻燃性、衝擊強度、抗刮性、可著色性和表面硬度的熱塑性樹脂組合物。文檔編號C08L55/02GK101676328SQ20091017610公開日2010年3月24日申請日期2009年9月18日優先權日2008年9月18日發明者南基榮,宋明洙,徐裕錫,柳濟善,金鉉國,黃龍淵申請人:Lg化學株式會社