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一种阻燃聚苯醚树脂合金及其制备方法.pdf

  • 上传人:柴****2
  • 文档编号:8692881
  • 上传时间:2020-12-09
  • 格式:PDF
  • 页数:12
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201711368719.0

    申请日:

    20171219

    公开号:

    CN108485229A

    公开日:

    20180904

    当前法律状态:

    有效性:

    审查中

    法律详情:

    IPC分类号:

    C08L71/12,C08L51/04,C08L25/12,C08L33/10,C08L23/06,C08K13/06,C08K9/12,C08K7/24,C08K3/22,C08K5/3492,C08K5/092,C08K5/098

    主分类号:

    C08L71/12,C08L51/04,C08L25/12,C08L33/10,C08L23/06,C08K13/06,C08K9/12,C08K7/24,C08K3/22,C08K5/3492,C08K5/092,C08K5/098

    申请人:

    宁波甬尚聚新材料有限公司

    发明人:

    黄玉青

    地址:

    315000 浙江省宁波市新材料科技城贵驷街道贵安路10号209-82

    优先权:

    CN201711368719A

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    本发明公开一种阻燃聚苯醚树脂合金及其制备方法,其中,所述阻燃聚苯醚树脂合金,由以下组分组成:30‑50重量份聚苯醚树脂、60‑90重量份苯乙烯类树脂、10‑60重量份羧基化碳纳米管、5‑20重量份无卤阻燃剂、1‑5重量份增容剂和2‑3重量份加工助剂;所述无卤阻燃剂由羧基化碳纳米管纳米颗粒、磷系无卤阻燃剂、三聚氰胺、可膨胀石墨和金属氧化物纳米颗粒组成;所述加工助剂由抗氧剂、润滑剂和脱模剂组成。本发明中的阻燃聚苯醚树脂合金不仅阻燃等级满足使用要求,而且在阻燃剂添加量小于树脂合金质量的25%时树脂合金的机械性能几乎不受影响。

    权利要求书

    1.一种阻燃聚苯醚树脂合金,其特征在于,由以下组分组成:30-50重量份聚苯醚树脂、60-90重量份苯乙烯类树脂、10-60重量份羧基化碳纳米管、15-40重量份无卤阻燃剂、1-5重量份增容剂和2-3重量份加工助剂;所述无卤阻燃剂由7-18重量份羧基化碳纳米管纳米颗粒、10-24重量份磷系无卤阻燃剂、3-12重量份三聚氰胺、30-48重量份可膨胀石墨和12-27重量份金属氧化物纳米颗粒组成;所述加工助剂由2重量份抗氧剂、6重量份润滑剂和3重量份脱模剂组成。 2.根据权利要求1所述的阻燃聚苯醚树脂合金,其特征在于,所述羧基化碳纳米管由2-8重量份羧基摩尔分数为60-80%羧基化单层碳纳米管和1-5重量份羧基摩尔分数为50-80%的羧基化多层碳纳米管组成;所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由羧基摩尔分数为50-80%的羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和羧基摩尔分数为40-60%的羧基化多层碳纳米管纳米颗粒组成。 3.根据权利要求2所述的阻燃聚苯醚树脂合金,其特征在于,所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由6-9重量份羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和3-6重量份多层碳纳米管纳米颗粒组成。 4.根据权利要求1所述的阻燃聚苯醚树脂合金,其特征在于,所述磷系无卤阻燃剂由1-6重量份聚磷酸酯、2-8重量份磷杂氧化膦和3-6重量份膦酸酯组成。 5.根据权利要求1所述的阻燃聚苯醚树脂合金,其特征在于,所述金属氧化物由2-3重量份二氧化钛纳米颗粒、3-8重量份氧化锌纳米颗粒和4-10重量份氧化铝纳米颗粒组成。 6.根据权利要求1-5任一所述的阻燃聚苯醚树脂合金,其特征在于,所述抗氧剂为0.6-1.2重量份柠檬酸、1.5-2重量份生育酚和1.0-2.0重量份亚磷酸酯的混合物;所述润滑剂为1-4重量份硬脂酸镧、1.8-3.2重量份硬脂酸锌、2-4重量份聚乙烯蜡和1.2-2.6重量份季戊四醇硬脂酸酯的混合物;所述脱模剂为1-4重量硅油类脱模剂和2-5重量份微晶蜡的混合物。 7.根据权利要求1-5任一所述的阻燃聚苯醚树脂合金,其特征在于,所述苯乙烯类树脂由8-20重量份重均相对分子质量为200000-300000g/mol的高抗冲聚苯乙烯、10-20重量份重均相对分子质量为180000-300000g/mol的苯乙烯-丙烯腈共聚物和5-16重量份重均相对分子质量为220000-360000g/mol的甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物组成。 8.根据权利要求1-5任一所述的阻燃聚苯醚树脂合金,其特征在于,所述增容剂由以下组分组成:20-30重量份二烯烃低聚物、2-15重量份马来酸酐和1-12重量份丙烯酸;所述二烯烃低聚物由2-7重量份重均相对分子质量为800-2000g/mol的丁二烯低聚物和1-5重量份重均相对分子质量为1500-3000g/mol的戊二烯低聚物。 9.权利要求1-8中任一所述的阻燃聚苯醚树脂合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)按照如下配方准备原料:30-50重量份聚苯醚树脂、60-90重量份苯乙烯类树脂、5-20重量份无卤阻燃剂、1-5重量份增容剂和2-3重量份加工助剂;所述无卤阻燃剂由羧基化碳纳米管纳米颗粒、磷系无卤阻燃剂、三聚氰胺、可膨胀石墨和金属氧化物纳米颗粒组成;所述加工助剂由抗氧剂、润滑剂和脱模剂组成;(2)将步骤(1)中的无卤阻燃剂中的羧基化碳纳米管纳米颗粒和金属氧化物在碳原子个数为8-11的烷烃中超声混合10-20分钟,然后干燥得到初步混合物,然后将初步混合物、磷系无卤阻燃剂和可膨胀石墨混合得到无卤阻燃剂;(3)将步骤(1)中准备好的聚苯醚树脂、苯乙烯类树脂放入高速混合器中预混5-10分钟,然后依次加入步骤(2)中制得的无卤阻燃剂和步骤(1)准备好的增容剂以及加工助剂,预混20-30分钟,然后将预混料通过双螺杆挤出机挤出造粒,料筒温度为190-220℃。 10.根据权利要求9所述的阻燃聚苯醚树脂合的制备方法,其特征在于,料筒温度为206℃。

    说明书

    技术领域

    本发明涉及树脂合金领域,特别涉及到一种阻燃聚苯醚树脂合金及其制备方法。

    背景技术

    聚苯醚树脂具有很多优异的性能,比如机械性能、耐水解、耐酸碱腐蚀、耐热性能、尺寸稳定性等等,其产品广泛的被运用于电子电器、汽车零部件、水处理设备、化工行业等领域。聚苯醚合金材料的虽然耐热性能和机械强度特别优异,但是也存在一些致命的缺陷,比如说流动性差、耐油性差、应力开裂严重等。通过一系列的改性可以解决聚苯醚合金材料的流动性差、耐油性差、应力开裂严重等问题,但在需要本证聚苯醚树脂合金的阻燃等级的基础上,还要保证聚苯醚树脂合金的机械性能不受较大影响,这一点目前还比较难实现。

    发明内容

    有鉴于此,本发明的目的在于提供一种阻燃聚苯醚树脂合金及其制备方法,本发明中的阻燃聚苯醚树脂合金不仅阻燃等级满足使用要求,而且在阻燃剂添加量小于树脂合金质量的25%时树脂合金的机械性能几乎不受影响。

    为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:一种阻燃聚苯醚树脂合金,由以下组分组成:30-50重量份聚苯醚树脂、60-90重量份苯乙烯类树脂、10-60重量份羧基化碳纳米管、15-40重量份无卤阻燃剂、1-5重量份增容剂和2-3重量份加工助剂;所述无卤阻燃剂由7-18重量份羧基化碳纳米管纳米颗粒、10-24重量份磷系无卤阻燃剂、3-12重量份三聚氰胺、30-48重量份可膨胀石墨和12-27重量份金属氧化物纳米颗粒组成;所述加工助剂由2重量份抗氧剂、6重量份润滑剂和3重量份脱模剂组成。

    上述阻燃聚苯醚树脂合金,所述羧基化碳纳米管由2-8重量份羧基摩尔分数为60-80%羧基化单层碳纳米管和1-5重量份羧基摩尔分数为50-80%的羧基化多层碳纳米管组成;所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由羧基摩尔分数为50-80%的羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和羧基摩尔分数为40-60%的羧基化多层碳纳米管纳米颗粒组成。

    上述阻燃聚苯醚树脂合金,所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由6-9重量份羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和3-6重量份多层碳纳米管纳米颗粒组成。

    上述阻燃聚苯醚树脂合金,所述磷系无卤阻燃剂由1-6重量份聚磷酸酯、2-8重量份磷杂氧化膦和3-6重量份膦酸酯组成。

    上述阻燃聚苯醚树脂合金,所述金属氧化物由2-3重量份二氧化钛纳米颗粒、3-8重量份氧化锌纳米颗粒和4-10重量份氧化铝纳米颗粒组成。

    上述阻燃聚苯醚树脂合金,所述抗氧剂为0.6-1.2重量份柠檬酸、1.5-2重量份生育酚和1.0-2.0重量份亚磷酸酯的混合物;所述润滑剂为1-4重量份硬脂酸镧、1.8-3.2重量份硬脂酸锌、2-4重量份聚乙烯蜡和1.2-2.6重量份季戊四醇硬脂酸酯的混合物;所述脱模剂为1-4重量硅油类脱模剂和2-5重量份微晶蜡的混合物。

    上述阻燃聚苯醚树脂合金,所述苯乙烯类树脂由8-20重量份重均相对分子质量为200000-300000g/mol的高抗冲聚苯乙烯、10-20重量份重均相对分子质量为180000-300000g/mol的苯乙烯-丙烯腈共聚物和5-16重量份重均相对分子质量为220000-360000g/mol的甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物组成。

    上述阻燃聚苯醚树脂合金,所述增容剂由以下组分组成:20-30重量份二烯烃低聚物、2-15重量份马来酸酐和1-12重量份丙烯酸;所述二烯烃低聚物由2-7重量份重均相对分子质量为800-2000g/mol的丁二烯低聚物和1-5重量份重均相对分子质量为1500-3000g/mol的戊二烯低聚物。

    上述阻燃聚苯醚树脂合金的制备方法,包括如下步骤:

    (1)按照如下配方准备原料:30-50重量份聚苯醚树脂、60-90重量份苯乙烯类树脂、10-60重量份羧基化碳纳米管、15-40重量份无卤阻燃剂、1-5重量份增容剂和2-3重量份加工助剂;所述无卤阻燃剂由7-18重量份羧基化碳纳米管纳米颗粒、10-24重量份磷系无卤阻燃剂、3-12重量份三聚氰胺、30-48重量份可膨胀石墨和12-27重量份金属氧化物纳米颗粒组成;所述加工助剂由2重量份抗氧剂、6重量份润滑剂和3重量份脱模剂组成;

    (2)将步骤(1)中的无卤阻燃剂中的羧基化碳纳米管纳米颗粒和金属氧化物在碳原子个数为8-11的烷烃中超声混合10-20分钟,然后干燥得到初步混合物,然后将初步混合物、磷系无卤阻燃剂和可膨胀石墨混合得到无卤阻燃剂;

    (3)将步骤(1)中准备好的聚苯醚树脂、苯乙烯类树脂放入高速混合器中预混5-10分钟,然后依次加入步骤(2)中制得的无卤阻燃剂和步骤(1)准备好的增容剂以及加工助剂,预混20-30分钟,然后将预混料通过双螺杆挤出机挤出造粒,料筒温度为190-220℃。

    上述阻燃聚苯醚树脂合金的制备方法,料筒温度为206℃。

    本发明的有益效果如下:

    利用碳纳米管的吸附作用将金属氧化物尽可能均匀地分散到树脂合金体系内,从而确保本发明中聚苯醚树脂合金的阻燃性的均匀性,同时利用碳纳米管上的羧基提高树脂合金中聚苯醚树脂与苯乙烯类树脂的相容性,还可以利用碳纳米管上的羧基与增容剂中的马来酸酐、丙烯酸发生聚合来提高或维持聚苯醚树脂合金的机械性能。

    具体实施方式

    为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。

    实施例1

    本实施例中,聚阻燃聚苯醚树脂合金,由以下组分组成:

    36重量份聚苯醚树脂;

    72重量份苯乙烯类树脂,所述苯乙烯类树脂由14重量份重均相对分子质量为200000-300000g/mol的高抗冲聚苯乙烯、16重量份重均相对分子质量为180000-300000g/mol的苯乙烯-丙烯腈共聚物和13重量份重均相对分子质量为220000-360000g/mol的甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物组成;

    35重量份羧基化碳纳米管,所述羧基化碳纳米管由6重量份羧基摩尔分数为60-80%羧基化单层碳纳米管和2重量份羧基摩尔分数为50-80%的羧基化多层碳纳米管组成;

    15重量份无卤阻燃剂,所述无卤阻燃剂由12重量份羧基化碳纳米管纳米颗粒、17重量份磷系无卤阻燃剂、9重量份三聚氰胺、36重量份可膨胀石墨和24重量份金属氧化物纳米颗粒组成;其中,所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由7重量份羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和3重量份多层碳纳米管纳米颗粒组成,所述磷系无卤阻燃剂由4重量份聚磷酸酯、4重量份磷杂氧化膦和4重量份膦酸酯组成,所述金属氧化物由2重量份二氧化钛纳米颗粒、4重量份氧化锌纳米颗粒和4重量份氧化铝纳米颗粒组成;

    3重量份增容剂,所述增容剂由以下组分组成:28重量份二烯烃低聚物、12重量份马来酸酐和12重量份丙烯酸;所述二烯烃低聚物由6重量份重均相对分子质量为800-2000g/mol的丁二烯低聚物和1重量份重均相对分子质量为1500-3000g/mol的戊二烯低聚物;

    2.8重量份加工助剂,所述加工助剂由2重量份抗氧剂、6重量份润滑剂和3重量份脱模剂组成;其中,所述抗氧剂为1重量份柠檬酸、1.8重量份生育酚和1.6重量份亚磷酸酯的混合物;所述润滑剂为1.8重量份硬脂酸镧、2.4重量份硬脂酸锌、3.6重量份聚乙烯蜡和2.1重量份季戊四醇硬脂酸酯的混合物;所述脱模剂为3.2重量硅油类脱模剂和3.6重量份微晶蜡的混合物。

    (1)按照上述配方准备原料;

    (2)将步骤(1)中的无卤阻燃剂中的羧基化碳纳米管纳米颗粒和金属氧化物在碳原子个数为8-11的烷烃中超声混合10分钟,然后干燥得到初步混合物,然后将初步混合物、磷系无卤阻燃剂和可膨胀石墨混合得到无卤阻燃剂;

    (3)将步骤(1)中准备好的聚苯醚树脂、苯乙烯类树脂放入高速混合器中预混5-10分钟,然后依次加入步骤(2)中制得的无卤阻燃剂和步骤(1)准备好的增容剂以及加工助剂,预混30分钟,然后将预混料通过双螺杆挤出机挤出造粒,料筒温度为195℃。

    步骤(3)制得的阻燃聚苯醚树脂合金记作合金1。

    实施例2

    本实施例中,聚阻燃聚苯醚树脂合金,由以下组分组成:

    42重量份聚苯醚树脂;

    67重量份苯乙烯类树脂,所述苯乙烯类树脂由19重量份重均相对分子质量为200000-300000g/mol的高抗冲聚苯乙烯、10重量份重均相对分子质量为180000-300000g/mol的苯乙烯-丙烯腈共聚物和9重量份重均相对分子质量为220000-360000g/mol的甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物组成;

    48重量份羧基化碳纳米管,所述羧基化碳纳米管由8重量份羧基摩尔分数为60-80%羧基化单层碳纳米管和1重量份羧基摩尔分数为50-80%的羧基化多层碳纳米管组成;

    2重量份无卤阻燃剂,所述无卤阻燃剂由7重量份羧基化碳纳米管纳米颗粒、22重量份磷系无卤阻燃剂、4重量份三聚氰胺、42重量份可膨胀石墨和16重量份金属氧化物纳米颗粒组成;其中,所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由9重量份羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和4重量份多层碳纳米管纳米颗粒组成,所述磷系无卤阻燃剂由1重量份聚磷酸酯、8重量份磷杂氧化膦和3重量份膦酸酯组成,所述金属氧化物由3重量份二氧化钛纳米颗粒、6重量份氧化锌纳米颗粒和9重量份氧化铝纳米颗粒组成;

    3重量份增容剂,所述增容剂由以下组分组成:23重量份二烯烃低聚物、8重量份马来酸酐和2重量份丙烯酸;所述二烯烃低聚物由2重量份重均相对分子质量为800-2000g/mol的丁二烯低聚物和2重量份重均相对分子质量为1500-3000g/mol的戊二烯低聚物;

    2.8重量份加工助剂,所述加工助剂由2重量份抗氧剂、6重量份润滑剂和3重量份脱模剂组成;其中,所述抗氧剂为0.8重量份柠檬酸、1.5重量份生育酚和1.2重量份亚磷酸酯的混合物;所述润滑剂为3.2重量份硬脂酸镧、3重量份硬脂酸锌、2.2重量份聚乙烯蜡和1.6重量份季戊四醇硬脂酸酯的混合物;所述脱模剂为1.6重量硅油类脱模剂和4.8重量份微晶蜡的混合物。

    (1)按照上述配方准备原料;

    (2)将步骤(1)中的无卤阻燃剂中的羧基化碳纳米管纳米颗粒和金属氧化物在碳原子个数为8-11的烷烃中超声混合10分钟,然后干燥得到初步混合物,然后将初步混合物、磷系无卤阻燃剂和可膨胀石墨混合得到无卤阻燃剂;

    (3)将步骤(1)中准备好的聚苯醚树脂、苯乙烯类树脂放入高速混合器中预混5-10分钟,然后依次加入步骤(2)中制得的无卤阻燃剂和步骤(1)准备好的增容剂以及加工助剂,预混30分钟,然后将预混料通过双螺杆挤出机挤出造粒,料筒温度为195℃。

    步骤(3)制得的阻燃聚苯醚树脂合金记作合金2。

    实施例3

    本实施例中,聚阻燃聚苯醚树脂合金,由以下组分组成:

    30重量份聚苯醚树脂;

    80重量份苯乙烯类树脂,所述苯乙烯类树脂由8重量份重均相对分子质量为200000-300000g/mol的高抗冲聚苯乙烯、17重量份重均相对分子质量为180000-300000g/mol的苯乙烯-丙烯腈共聚物和12重量份重均相对分子质量为220000-360000g/mol的甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物组成;

    26重量份羧基化碳纳米管,所述羧基化碳纳米管由2重量份羧基摩尔分数为60-80%羧基化单层碳纳米管和4重量份羧基摩尔分数为50-80%的羧基化多层碳纳米管组成;

    26重量份无卤阻燃剂,所述无卤阻燃剂由14重量份羧基化碳纳米管纳米颗粒、10重量份磷系无卤阻燃剂、11重量份三聚氰胺、30重量份可膨胀石墨和27重量份金属氧化物纳米颗粒组成;其中,所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由6重量份羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和6重量份多层碳纳米管纳米颗粒组成,所述磷系无卤阻燃剂由5重量份聚磷酸酯、2重量份磷杂氧化膦和5重量份膦酸酯组成,所述金属氧化物由2重量份二氧化钛纳米颗粒、8重量份氧化锌纳米颗粒和8重量份氧化铝纳米颗粒组成;

    2重量份增容剂,所述增容剂由以下组分组成:29重量份二烯烃低聚物、2重量份马来酸酐和8重量份丙烯酸;所述二烯烃低聚物由2重量份重均相对分子质量为800-2000g/mol的丁二烯低聚物和5重量份重均相对分子质量为1500-3000g/mol的戊二烯低聚物;

    3重量份加工助剂,所述加工助剂由2重量份抗氧剂、6重量份润滑剂和3重量份脱模剂组成;其中,所述抗氧剂为1.1重量份柠檬酸、2重量份生育酚和1.8重量份亚磷酸酯的混合物;所述润滑剂为1.7重量份硬脂酸镧、1.8重量份硬脂酸锌、3.1重量份聚乙烯蜡和2.5重量份季戊四醇硬脂酸酯的混合物;所述脱模剂为2.4重量硅油类脱模剂和2.4重量份微晶蜡的混合物。

    (1)按照上述配方准备原料;

    (2)将步骤(1)中的无卤阻燃剂中的羧基化碳纳米管纳米颗粒和金属氧化物在碳原子个数为8-11的烷烃中超声混合20分钟,然后干燥得到初步混合物,然后将初步混合物、磷系无卤阻燃剂和可膨胀石墨混合得到无卤阻燃剂;

    (3)将步骤(1)中准备好的聚苯醚树脂、苯乙烯类树脂放入高速混合器中预混5-10分钟,然后依次加入步骤(2)中制得的无卤阻燃剂和步骤(1)准备好的增容剂以及加工助剂,预混30分钟,然后将预混料通过双螺杆挤出机挤出造粒,料筒温度为200℃。

    步骤(3)制得的阻燃聚苯醚树脂合金记作合金3。

    实施例4

    本实施例中,聚阻燃聚苯醚树脂合金,由以下组分组成:

    39重量份聚苯醚树脂;

    60重量份苯乙烯类树脂,所述苯乙烯类树脂由17重量份重均相对分子质量为200000-300000g/mol的高抗冲聚苯乙烯、13重量份重均相对分子质量为180000-300000g/mol的苯乙烯-丙烯腈共聚物和5重量份重均相对分子质量为220000-360000g/mol的甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物组成;

    54重量份羧基化碳纳米管,所述羧基化碳纳米管由7重量份羧基摩尔分数为60-80%羧基化单层碳纳米管和5重量份羧基摩尔分数为50-80%的羧基化多层碳纳米管组成;

    40重量份无卤阻燃剂,所述无卤阻燃剂由9重量份羧基化碳纳米管纳米颗粒、15重量份磷系无卤阻燃剂、3重量份三聚氰胺、48重量份可膨胀石墨和24重量份金属氧化物纳米颗粒组成;其中,所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由8重量份羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和4重量份多层碳纳米管纳米颗粒组成,所述磷系无卤阻燃剂由2重量份聚磷酸酯、6重量份磷杂氧化膦和6重量份膦酸酯组成,所述金属氧化物由2重量份二氧化钛纳米颗粒、4重量份氧化锌纳米颗粒和10重量份氧化铝纳米颗粒组成;

    1重量份增容剂,所述增容剂由以下组分组成:21重量份二烯烃低聚物、10重量份马来酸酐和3重量份丙烯酸;所述二烯烃低聚物由7重量份重均相对分子质量为800-2000g/mol的丁二烯低聚物和2重量份重均相对分子质量为1500-3000g/mol的戊二烯低聚物;

    2重量份加工助剂,所述加工助剂由2重量份抗氧剂、6重量份润滑剂和3重量份脱模剂组成;其中,所述抗氧剂为0.6重量份柠檬酸、1.6重量份生育酚和2重量份亚磷酸酯的混合物;所述润滑剂为1重量份硬脂酸镧、2.9重量份硬脂酸锌、2重量份聚乙烯蜡和1.2重量份季戊四醇硬脂酸酯的混合物;所述脱模剂为1重量硅油类脱模剂和4重量份微晶蜡的混合物。

    (1)按照上述配方准备原料;

    (2)将步骤(1)中的无卤阻燃剂中的羧基化碳纳米管纳米颗粒和金属氧化物在碳原子个数为8-11的烷烃中超声混合20分钟,然后干燥得到初步混合物,然后将初步混合物、磷系无卤阻燃剂和可膨胀石墨混合得到无卤阻燃剂;

    (3)将步骤(1)中准备好的聚苯醚树脂、苯乙烯类树脂放入高速混合器中预混5-10分钟,然后依次加入步骤(2)中制得的无卤阻燃剂和步骤(1)准备好的增容剂以及加工助剂,预混30分钟,然后将预混料通过双螺杆挤出机挤出造粒,料筒温度为200℃。

    步骤(3)制得的阻燃聚苯醚树脂合金记作合金4。

    实施例5

    本实施例中,聚阻燃聚苯醚树脂合金,由以下组分组成:

    46重量份聚苯醚树脂;

    76重量份苯乙烯类树脂,所述苯乙烯类树脂由12重量份重均相对分子质量为200000-300000g/mol的高抗冲聚苯乙烯、20重量份重均相对分子质量为180000-300000g/mol的苯乙烯-丙烯腈共聚物和16重量份重均相对分子质量为220000-360000g/mol的甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物组成;

    10重量份羧基化碳纳米管,所述羧基化碳纳米管由3重量份羧基摩尔分数为60-80%羧基化单层碳纳米管和3重量份羧基摩尔分数为50-80%的羧基化多层碳纳米管组成;

    37重量份无卤阻燃剂,所述无卤阻燃剂由18重量份羧基化碳纳米管纳米颗粒、24重量份磷系无卤阻燃剂、12重量份三聚氰胺、37重量份可膨胀石墨和18重量份金属氧化物纳米颗粒组成;其中,所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由7重量份羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和5重量份多层碳纳米管纳米颗粒组成,所述磷系无卤阻燃剂由6重量份聚磷酸酯、3重量份磷杂氧化膦和3重量份膦酸酯组成,所述金属氧化物由3重量份二氧化钛纳米颗粒、3重量份氧化锌纳米颗粒和9重量份氧化铝纳米颗粒组成;

    4重量份增容剂,所述增容剂由以下组分组成:20重量份二烯烃低聚物、6重量份马来酸酐和9重量份丙烯酸;所述二烯烃低聚物由4重量份重均相对分子质量为800-2000g/mol的丁二烯低聚物和3重量份重均相对分子质量为1500-3000g/mol的戊二烯低聚物;

    2.7重量份加工助剂,所述加工助剂由2重量份抗氧剂、6重量份润滑剂和3重量份脱模剂组成;其中,所述抗氧剂为1.2重量份柠檬酸、1.7重量份生育酚和1.5重量份亚磷酸酯的混合物;所述润滑剂为2.6重量份硬脂酸镧、3.2重量份硬脂酸锌、4重量份聚乙烯蜡和2.6重量份季戊四醇硬脂酸酯的混合物;所述脱模剂为2.9重量硅油类脱模剂和5重量份微晶蜡的混合物。

    (1)按照上述配方准备原料;

    (2)将步骤(1)中的无卤阻燃剂中的羧基化碳纳米管纳米颗粒和金属氧化物在碳原子个数为8-11的烷烃中超声混合20分钟,然后干燥得到初步混合物,然后将初步混合物、磷系无卤阻燃剂和可膨胀石墨混合得到无卤阻燃剂;

    (3)将步骤(1)中准备好的聚苯醚树脂、苯乙烯类树脂放入高速混合器中预混5-10分钟,然后依次加入步骤(2)中制得的无卤阻燃剂和步骤(1)准备好的增容剂以及加工助剂,预混30分钟,然后将预混料通过双螺杆挤出机挤出造粒,料筒温度为205℃。

    步骤(3)制得的阻燃聚苯醚树脂合金记作合金5。

    实施例6

    本实施例中,聚阻燃聚苯醚树脂合金,由以下组分组成:

    50重量份聚苯醚树脂;

    90重量份苯乙烯类树脂,所述苯乙烯类树脂由20重量份重均相对分子质量为200000-300000g/mol的高抗冲聚苯乙烯、18重量份重均相对分子质量为180000-300000g/mol的苯乙烯-丙烯腈共聚物和11重量份重均相对分子质量为220000-360000g/mol的甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物组成;

    60重量份羧基化碳纳米管,所述羧基化碳纳米管由5重量份羧基摩尔分数为60-80%羧基化单层碳纳米管和2重量份羧基摩尔分数为50-80%的羧基化多层碳纳米管组成;

    23重量份无卤阻燃剂,所述无卤阻燃剂由8重量份羧基化碳纳米管纳米颗粒、13重量份磷系无卤阻燃剂、6重量份三聚氰胺、46重量份可膨胀石墨和21重量份金属氧化物纳米颗粒组成;其中,所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由6重量份羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和4重量份多层碳纳米管纳米颗粒组成,所述磷系无卤阻燃剂由3重量份聚磷酸酯、6重量份磷杂氧化膦和6重量份膦酸酯组成,所述金属氧化物由3重量份二氧化钛纳米颗粒、8重量份氧化锌纳米颗粒和10重量份氧化铝纳米颗粒组成;

    2重量份增容剂,所述增容剂由以下组分组成:30重量份二烯烃低聚物、15重量份马来酸酐和4重量份丙烯酸;所述二烯烃低聚物由5重量份重均相对分子质量为800-2000g/mol的丁二烯低聚物和3重量份重均相对分子质量为1500-3000g/mol的戊二烯低聚物;

    2.6重量份加工助剂,所述加工助剂由2重量份抗氧剂、6重量份润滑剂和3重量份脱模剂组成;其中,所述抗氧剂为1重量份柠檬酸、1.9重量份生育酚和1.9重量份亚磷酸酯的混合物;所述润滑剂为4重量份硬脂酸镧、2重量份硬脂酸锌、2.7重量份聚乙烯蜡和1.9重量份季戊四醇硬脂酸酯的混合物;所述脱模剂为4重量硅油类脱模剂和4.5重量份微晶蜡的混合物。

    (1)按照上述配方准备原料;

    (2)将步骤(1)中的无卤阻燃剂中的羧基化碳纳米管纳米颗粒和金属氧化物在碳原子个数为8-11的烷烃中超声混合20分钟,然后干燥得到初步混合物,然后将初步混合物、磷系无卤阻燃剂和可膨胀石墨混合得到无卤阻燃剂;

    (3)将步骤(1)中准备好的聚苯醚树脂、苯乙烯类树脂放入高速混合器中预混5-10分钟,然后依次加入步骤(2)中制得的无卤阻燃剂和步骤(1)准备好的增容剂以及加工助剂,预混30分钟,然后将预混料通过双螺杆挤出机挤出造粒,料筒温度为205℃。

    步骤(3)制得的阻燃聚苯醚树脂合金记作合金6。

    实施例7

    本实施例中,聚阻燃聚苯醚树脂合金,由以下组分组成:

    45重量份聚苯醚树脂;

    82重量份苯乙烯类树脂,所述苯乙烯类树脂由16重量份重均相对分子质量为200000-300000g/mol的高抗冲聚苯乙烯、16重量份重均相对分子质量为180000-300000g/mol的苯乙烯-丙烯腈共聚物和16重量份重均相对分子质量为220000-360000g/mol的甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物组成;

    36重量份羧基化碳纳米管,所述羧基化碳纳米管由4重量份羧基摩尔分数为60-80%羧基化单层碳纳米管和1重量份羧基摩尔分数为50-80%的羧基化多层碳纳米管组成;

    24重量份无卤阻燃剂,所述无卤阻燃剂由16重量份羧基化碳纳米管纳米颗粒、16重量份磷系无卤阻燃剂、8重量份三聚氰胺、45重量份可膨胀石墨和13重量份金属氧化物纳米颗粒组成;其中,所述羧基化碳纳米管纳米颗粒由9重量份羧基化单层碳纳米管纳米颗粒和3重量份多层碳纳米管纳米颗粒组成,所述磷系无卤阻燃剂由3重量份聚磷酸酯、8重量份磷杂氧化膦和6重量份膦酸酯组成,所述金属氧化物由2.4重量份二氧化钛纳米颗粒、7.2重量份氧化锌纳米颗粒和9.6重量份氧化铝纳米颗粒组成;

    4.6重量份增容剂,所述增容剂由以下组分组成:24重量份二烯烃低聚物、9重量份马来酸酐和3.6重量份丙烯酸;所述二烯烃低聚物由3重量份重均相对分子质量为800-2000g/mol的丁二烯低聚物和1重量份重均相对分子质量为1500-3000g/mol的戊二烯低聚物;

    2.4重量份加工助剂,所述加工助剂由2重量份抗氧剂、6重量份润滑剂和3重量份脱模剂组成;其中,所述抗氧剂为0.9重量份柠檬酸、1.8重量份生育酚和1.8重量份亚磷酸酯的混合物;所述润滑剂为3重量份硬脂酸镧、2.4重量份硬脂酸锌、3.6重量份聚乙烯蜡和2.4重量份季戊四醇硬脂酸酯的混合物;所述脱模剂为3重量硅油类脱模剂和4.8重量份微晶蜡的混合物。

    (1)按照上述配方准备原料;

    (2)将步骤(1)中的无卤阻燃剂中的羧基化碳纳米管纳米颗粒和金属氧化物在碳原子个数为8-11的烷烃中超声混合20分钟,然后干燥得到初步混合物,然后将初步混合物、磷系无卤阻燃剂和可膨胀石墨混合得到无卤阻燃剂;

    (3)将步骤(1)中准备好的聚苯醚树脂、苯乙烯类树脂放入高速混合器中预混5-10分钟,然后依次加入步骤(2)中制得的无卤阻燃剂和步骤(1)准备好的增容剂以及加工助剂,预混30分钟,然后将预混料通过双螺杆挤出机挤出造粒,料筒温度为206℃。

    步骤(3)制得的阻燃聚苯醚树脂合金记作合金7。

    对比例

    本实施例中,阻燃聚苯醚树脂合金由以下组分组成:PPOLXR050:21.5wt%,ABS:12wt%,玻璃纤维:6wt%,间亚苯基四苯基双磷酸酯:10wt%,聚磷酸三聚氰胺:10wt%,KartonG1650:5wt%,聚苯醚-聚酯相容剂(CMG-W-02):10wt%,抗氧剂:0.3wt%,润滑剂:0.2wt%。

    本实施例中的阻燃聚苯醚树脂合金的制备方法与实施例7中的阻燃聚苯醚树脂合金的制备方法相同,制备出的阻燃聚苯醚树脂合金记作对比合金。

    机械性能及光泽度测试:

    对实施例1-11和对比例1制得的聚碳酸酯苯乙烯类树脂合金进行物理机械性能测试和光泽度测试,结果如表1所示:

    拉伸测试:按照ASTM D638标准进行测试;

    断裂伸长率:按照ASTM D638标准进行测试;

    弯曲强度:按照ASTM D790标准进行测试;

    弯曲模量:按照ASTM D790标准进行测试

    冲击强度:按照ASTM D256标准进行测试;

    阻燃性能:按照UL-94标准进行测试。

    表1合金1-7和对比合金性能测试

    对比合金 合金1 合金2 合金3 合金4 合金5 合金6 合金7 拉伸强度(MPa) 108 162 184 154 181 129 176 172 断裂伸长率(%) 1.6 2.9 2.2 3.1 2.4 3.8 2.6 3.2 弯曲强度(MPa) 142 214 268 196 263 167 254 236 弯曲模量(MPa) 5408 7236 8120 7106 8405 6938 8003 7846 冲击强度(MPa) 74 132 156 124 152 106 146 149 阻燃等级 V0 V1 V1 V0 V0 V0 V0 V0

    根据表1中的数据,本发明中羧基化碳纳米管、羧基化碳纳米管纳米颗粒的吸附作用可以促进金属氧化物的分散,提高金属氧化物与可膨胀石墨以及磷系无卤阻燃剂协同效应,使得阻燃剂的明显用量降低,同时利用羧基化碳纳米管以及羧基化碳纳米管纳米颗粒上的羧基与马来酸酐以及丙烯酸发生反应,有利于羧基化碳纳米管和羧基化碳纳米管纳米颗粒的分散,同时还有利于聚苯醚树脂和ABS进一步分散均匀,提高二者之间的相容性,提高树脂合金的性能均匀性,使得本发明中阻燃聚苯醚树脂合金在具有较好的阻燃性能前提下具有较好的机械性能。

    而且本发明中的硬脂酸镧、硬脂酸锌不仅能起到润滑剂的作用,还可以提高聚苯醚树脂的结晶度,而利用相容剂中的二烯烃低聚物不仅可以提高聚苯醚树脂和ABS之间的相容性,还可以提高阻燃聚苯醚树脂合金的交联度,同时还利于聚苯醚树脂结晶的分散,有利于提高阻燃聚苯醚树脂合金的性能均匀性。

    本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

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    一种 阻燃 聚苯醚 树脂 合金 及其 制备 方法
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