專利名稱：一種阻燃聚苯醚復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種阻燃聚苯醚復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(PVC)、氯丁橡膠等含鹵化合物具有優(yōu)良的阻燃性能在電線行業(yè)得到廣 泛的應(yīng)用，但在火災(zāi)或焚燒處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體，對(duì)人體對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的危害， 近年來，一些非政府的環(huán)保組織積極呼吁各大電子電器生產(chǎn)企業(yè)在其產(chǎn)品中去除PVC材料 和含鹵阻燃劑的材料，各大企業(yè)也正積極尋找替代PVC的無鹵化材料，使得無鹵阻燃軟質(zhì) 材料的開發(fā)日益緊迫。目前出現(xiàn)了很多專為無鹵阻燃電線而開發(fā)的復(fù)合材料，以聚烯烴/無機(jī)阻燃劑、 聚烯烴或彈性體/膨脹型阻燃劑、改性聚苯醚/磷氮系阻燃劑、聚氨酯/磷氮系阻燃劑等體 系為主。但是聚烯烴/無機(jī)阻燃劑體系在阻燃劑添加量很大的情況下才能達(dá)到較好的阻燃 效果，極大的損害了材料的力學(xué)性能；聚烯烴或彈性體/膨脹型阻燃劑、聚氨酯/磷氮系阻 燃劑體系雖然在達(dá)到阻燃性能的條件下能夠保持較好的力學(xué)性能，但材料容易吸水導(dǎo)致制 品產(chǎn)生電性能下降、表面析出等不良；改性聚苯醚/磷氮系阻燃劑則能很好的平衡各方面 的性能，因而成為無鹵阻燃電線材料研究熱點(diǎn)。聚苯醚是由美國(guó)通用電氣公司于1964研制成功，并于1965年正式投入生產(chǎn)。聚 苯醚樹脂存在加工困難、制品容易開裂和成本高等缺點(diǎn)，現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中大都是聚苯醚和 高抗沖聚苯乙烯的共混物。改性聚苯醚本身具有一定的阻燃性，且機(jī)械性能、電性能、耐熱性能俱佳，通過少 量復(fù)配阻燃劑的添加使得材料的各項(xiàng)性能優(yōu)異，應(yīng)用于無鹵阻燃電線料中具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)， 到目前為止，將改性聚苯醚應(yīng)用于無鹵阻燃電線料中最成功的是SABIC公司(收購GE塑 料)，他們采用的體系是聚苯醚/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/聚烯烴/復(fù)合阻燃 劑(磷酸鹽、金屬氫氧化鎂、磷酸酯復(fù)配)。實(shí)際應(yīng)用中，常常需要在電線表面印上文字與標(biāo)識(shí)，而在當(dāng)前的技術(shù)中采用的聚 苯醚/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/聚烯烴體系是極性較弱的聚合物，這給電線 表面印刷帶來了一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的電線表面印刷存在困難的問題，提供一種具有較 好表面印刷性能，且機(jī)械性能、電性能、耐熱性能綜合性能優(yōu)異的阻燃聚苯醚復(fù)合物。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述阻燃聚苯醚復(fù)合物的制備方法。本發(fā)明的另一目的是提供上述阻燃聚苯醚復(fù)合物在制備電線中的應(yīng)用。本發(fā)明所述目的通用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
一種阻燃聚苯醚復(fù)合物，由如下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算的組分組成聚苯醚樹脂18 28 %，丙烯腈-苯乙烯共聚物5 30 %，彈性體20 35 %，阻燃劑20 35 %，增塑劑5 18%，抗氧劑0. 1 1. 5%。上述丙烯腈-苯乙烯共聚物為基于共聚物的重量丙烯腈含量為7 11重量％的 所有丙烯腈-苯乙烯共聚物。與當(dāng)前的技術(shù)相比，本發(fā)明的體系引入了丙烯腈，丙烯腈較 苯乙烯具有更強(qiáng)的極性、更好的耐化學(xué)腐蝕性和耐油性，正是如此，本發(fā)明的體系具有更好 的表面印刷性能。值得注意的是，所選的共聚物中基于共聚物的重量丙烯腈含量小于7重 量％時(shí)，復(fù)合物的表面印刷性能與目前的技術(shù)制造的復(fù)合物接近；而當(dāng)所選的共聚物中基 于共聚物的重量丙烯腈含量大于11重量％時(shí)，丙烯腈-苯乙烯共聚物與其他組分的相容性 會(huì)變差，復(fù)合物容易產(chǎn)生嚴(yán)重的相分離現(xiàn)象。作為一種最優(yōu)選方案，上述丙烯腈-苯乙烯共聚物為基于共聚物的重量丙烯腈含 量為9重量％的所有丙烯腈-苯乙烯共聚物。其中聚苯醚樹脂包括所有已知的聚苯醚樹脂。所述聚苯醚樹脂為25°C氯仿中測(cè)定 的特性粘度在0. 20 0. 60dl/g之間的樹脂?？梢允褂靡环N單獨(dú)特性粘度的聚苯醚樹脂， 也可以選用幾種不同特性粘度聚苯醚樹脂復(fù)合物。聚苯醚的外觀可以是粉末狀也可以是顆 粒狀。上述彈性體優(yōu)選為乙丙橡膠、丁腈橡膠、順丁橡膠、乙烯醋酸乙烯共聚物、聚烯烴 彈性體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、 苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一種或幾種的混合物。作為一種最優(yōu)選方案，上述彈性體最優(yōu)選為苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共 聚物。上述阻燃劑是述阻燃劑為磷酸酯化合物、磷酸鹽和金屬氫氧化物中的一種或幾種
的混合物。其中磷酸酯化合物為磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三 戊酯、磷酸三己酯、磷酸三環(huán)己酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三二甲苯酯、磷酸甲酚 基二苯酯、磷酸二甲酚基苯酯、磷酸二甲基乙酯、磷酸甲基二丁酯、磷酸乙基二丙酯、磷酸羥 苯基二苯酯、四苯基(雙酚-A) 二磷酸酯或四苯基間苯二酚二磷酸酯；磷酸鹽為磷酸磷酸氫 二銨、磷酸二氫銨、三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、正磷酸三聚氰胺、磷酸酰胺、聚磷酸三聚氰 胺、聚磷酸銨、聚磷酸酰胺；金屬氫氧化物為氫氧化鎂、氫氧化鋁。所述增塑劑為與聚苯醚具有良好相容性的增塑劑，所述增塑劑優(yōu)選為脂肪酸酰 胺、脂肪酸類復(fù)合物、石蠟、有機(jī)硅油、白礦油、環(huán)烷油、α -甲基苯乙烯中的一種或一種以上 的混合物，加工時(shí)可以有效改善各組分的分散性，降低塑料熔體與金屬表面的黏附力以及 塑料熔體的內(nèi)摩擦，有利于提高復(fù)合物的熔體流動(dòng)速率，調(diào)節(jié)復(fù)合物的柔軟度等功能。作為一種最優(yōu)選方案，所述增塑劑最優(yōu)選為白礦油。上述抗氧劑為酚類、亞磷酸酯類、含硫酯類、金屬鈍化劑中的一種或幾種的混合 物，其中適合于本體系的酚類抗氧劑為2，4，6-三叔丁基苯酚、2，2亞甲基雙(4-甲基-6-叔 丁基苯酚)或四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010);亞 磷酸酯類抗氧劑為亞磷酸三(壬基苯基)或亞磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)脂(抗氧劑168); 含硫酯類抗氧劑為硫代二丙酸二月桂脂或硫代二丙酸二 (十八)脂；金屬鈍化劑類抗氧劑為 N, N- 二乙酰基己二?；ｋ荨-亞水楊基-N-水楊基酰胼或雙水楊酰胼。加入抗氧劑的 目的一是提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，防止復(fù)合物材料在擠出造?；蜃⑺苤萍^程中降解;另一目的是提高復(fù)合物的長(zhǎng)期老化性能。本發(fā)明的聚苯醚復(fù)合物的制備方法，其步驟是先將聚苯醚樹脂、丙烯腈-苯乙烯 共聚物、彈性體、阻燃劑、增塑劑和抗氧劑經(jīng)高速混合機(jī)分散混合后，通過雙螺桿擠出機(jī)熔 融、混練、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。螺桿各區(qū)溫度應(yīng)保持在200 280°C之間，雙螺桿 擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為36 48，螺桿轉(zhuǎn)速為沈0 500轉(zhuǎn)/分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明的阻燃聚苯醚復(fù)合物，無鹵阻 燃、機(jī)械性能、電性能、耐熱性良好，并且由于引入了丙烯腈，丙烯腈較苯乙烯具有更強(qiáng)的極 性、更好的耐化學(xué)腐蝕性和耐油性，使容易對(duì)所得阻燃聚苯醚復(fù)合物進(jìn)行表面印刷，非常適 合用于制備電子電器的電源線、數(shù)據(jù)傳輸線等。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。本發(fā)明的阻燃聚苯醚復(fù)合物的制備方法，其步驟是先將聚苯醚樹脂、丙烯腈-苯 乙烯共聚物、彈性體、阻燃劑、增塑劑和抗氧劑經(jīng)高速混合機(jī)分散混合后，通過雙螺桿擠出 機(jī)熔融、混練、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。螺桿各區(qū)溫度應(yīng)保持在260°C之間，雙螺桿擠 出機(jī)的長(zhǎng)徑比為40，螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘。按照上述的制備方法，本實(shí)施例采用的聚苯醚為特性粘度在0. 40dl/g的(2，6-二 甲基-1，4-亞苯基)醚；基于共聚物重量丙烯腈含量為9重量％的丙烯腈-苯乙烯共聚物 (記為AS-H，其在220°C，IOKG載荷下測(cè)試熔體的流動(dòng)速率90g/10min)；基于共聚物重量丙 烯腈含量為5重量％的丙烯腈-苯乙烯共聚物(記為AS-D，其在220°C，IOKG載荷下測(cè)試 熔體的流動(dòng)速率60g/10min)；基于共聚物重量丙烯腈含量為13重量％的丙烯腈-苯乙烯 共聚物(記為AS-G，其在220°C，10KG載荷下測(cè)試熔體的流動(dòng)速率95g/10min)；彈性體為 苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，阻燃劑為四苯基(雙酚-A) 二磷酸酯(BDP)和 聚磷酸三聚氰胺的共混物，增塑劑為白礦油，抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑168。其具體及 所得復(fù)合物的性能測(cè)試結(jié)果見表1。各測(cè)試按如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行
拉伸強(qiáng)度根據(jù)GB1040-2006進(jìn)行測(cè)試；
斷裂伸長(zhǎng)率根據(jù)GB1040-2006進(jìn)行測(cè)試；
燃燒性能根據(jù)UL94，采用4. Omm的樣品進(jìn)行測(cè)試；
摩擦色牢度根據(jù)GB/T 3920，對(duì)樣品表面噴涂白色印刷油墨進(jìn)行測(cè)試；
介電強(qiáng)度根據(jù)GB1409進(jìn)行測(cè)試；
溫度等級(jí)材料制備成導(dǎo)體為0. 12mm銅導(dǎo)線的2. Omm電線，然后根據(jù)UL1581標(biāo)準(zhǔn)中 105°C等級(jí)測(cè)試條件進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試條件為136°C，168小時(shí)。 表1實(shí)施例的配方表及復(fù)合物的性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種阻燃聚苯醚復(fù)合物，其特征在于由如下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算的組分組成聚苯醚 樹脂18 觀％，丙烯腈-苯乙烯共聚物5 30 %，彈性體20 35 %，阻燃劑20 35 %，增 塑劑5 18%，抗氧劑0. 1 1. 5% ；所述丙烯腈-苯乙烯共聚物中，丙烯腈的含量為7 11重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃聚苯醚復(fù)合物，其特征在于所述聚苯醚樹脂為25°C氯仿中 測(cè)定的特性粘度在0. 2 0. 6dl/g之間的聚苯醚樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃聚苯醚復(fù)合物，其特征在于所述彈性體為乙丙橡膠、丁腈 橡膠、順丁橡膠、乙烯醋酸乙烯共聚物、聚烯烴彈性體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚 物、苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中 的一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述阻燃聚苯醚復(fù)合物，其特征在于所述彈性體為苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃聚苯醚復(fù)合物，其特征在于所述阻燃劑為磷酸酯化合物、 磷酸鹽和金屬氫氧化物中的一種或幾種的混合物；所述磷酸酯化合物為磷酸三甲酯、磷酸 三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三己酯、磷酸三環(huán)己酯、磷酸三苯酯、磷 酸三甲酚酯、磷酸三二甲苯酯、磷酸甲酚基二苯酯、磷酸二甲酚基苯酯、磷酸二甲基乙酯、磷 酸甲基二丁酯、磷酸乙基二丙酯、磷酸羥苯基二苯酯、四苯基(雙酚-A) 二磷酸酯或四苯基 間苯二酚二磷酸酯；所述磷酸鹽為磷酸磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、三聚氰胺、焦磷酸三聚氰 胺、正磷酸三聚氰胺、磷酸酰胺、聚磷酸三聚氰胺、聚磷酸銨、聚磷酸酰胺；所述金屬氫氧化 物為氫氧化鎂、氫氧化鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃聚苯醚復(fù)合物，其特征在于所述增塑劑為脂肪酸酰胺、脂 肪酸類復(fù)合物、石蠟、有機(jī)硅油、環(huán)烷油、白礦油、α -甲基苯乙烯中的一種或一種以上的混 合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃聚苯醚復(fù)合物，其特征在于所述抗氧劑為酚類、亞磷酸酯 類、含硫酯類、金屬鈍化劑類抗氧劑中的一種或幾種的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述阻燃聚苯醚復(fù)合物，其特征在于所述酚類抗氧劑為2，4，6-三叔 丁基苯酚、2，2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯 基)丙酸]季戊四醇酯；亞磷酸酯類抗氧劑為亞磷酸三(壬基苯基)或亞磷酸三(2，4-二叔 丁基苯基)脂；含硫酯類抗氧劑為硫代二丙酸二月桂脂或硫代二丙酸二 (十八)脂；金屬鈍化 劑類抗氧劑為N，N- 二乙?；憾；ｋ荨-亞水楊基-N-水楊基酰胼或雙水楊酰胼。
9.一種權(quán)利要求1所述阻燃聚苯醚復(fù)合物的制備方法，其特征在于包括如下步驟先 將聚苯醚樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、彈性體、阻燃劑、增塑劑和抗氧劑經(jīng)高速混合機(jī)分 散混合后，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融、混練、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝；所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿各區(qū)溫度應(yīng)保持在200 280°C之間，雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑 比為36 48，螺桿轉(zhuǎn)速為260 500轉(zhuǎn)/分鐘。
10.權(quán)利要求1所述阻燃聚苯醚復(fù)合物在無鹵阻燃電線中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種阻燃聚苯醚復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用，所述阻燃聚苯醚復(fù)合物由如下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算的組分組成聚苯醚樹脂18～28％，丙烯腈-苯乙烯共聚物5～30％，彈性體20～35％，阻燃劑20～35％，增塑劑5～18％，抗氧劑0.1～1.5％。所述復(fù)合物可以通過下列方式制備先將聚苯醚樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、彈性體、阻燃劑、增塑劑和抗氧劑經(jīng)高速混合機(jī)分散混合后，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融、混練、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。所述復(fù)合物無鹵阻燃、機(jī)械性能、電性能、耐熱性良好，還容易對(duì)其表面進(jìn)行印刷，非常適合用于制備電子電器的電源線、數(shù)據(jù)傳輸線等。
文檔編號(hào)C08L23/16GK102101941SQ201010613889
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者付錦鋒, 劉建中, 葉南飚, 王林, 胡志華, 郭少華, 黃恒梅 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 綿陽長(zhǎng)鑫新材料發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司