專利名稱：含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高抗沖聚苯乙烯樹脂改性技術領域，更具體的說，涉及一種含有抑煙 劑的阻燃苯乙烯類樹脂復合物及其制備方法。
背景技術：
苯乙烯類聚合物主要包括以下樹脂高抗沖聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚 合物、丙烯腈_苯乙烯_氯化聚乙烯接枝共聚物、丙烯酸酯_苯乙烯_丙烯腈接枝共聚物、 三元乙丙橡膠_苯乙烯_丙烯腈接枝共聚物或甲基丙烯酸甲酯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物。 其中以高抗沖聚苯乙烯、丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯聚合物在市場上用量最大。聚苯乙烯(PS)是由德國I. G法本公司(BASF公司前身)于1930年實現(xiàn)工業(yè)化。 作為五大通用塑料之一，它具有成形性優(yōu)良、質(zhì)硬、透明、剛性、電絕緣性、低吸濕性、容易染 色和價格低廉等優(yōu)點。高抗沖聚苯乙烯(HIPS)是在PS中摻入少量彈性體后產(chǎn)生出來的， 其克服了聚苯乙烯性脆的缺點，因而廣泛應用于家電、儀表、辦公設備、日用品、包裝、玩具 等行業(yè)。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)是聚丁二烯橡膠與單體苯乙烯和丙烯腈的 接枝共聚物，ABS樹脂具有比HIPS更好的機械性能，具有抗沖擊性、高剛性、耐油性、耐低溫 性、耐化學藥品性，電氣性能優(yōu)良，易于加工，尺寸穩(wěn)定性和表面光澤度良好，是一種用途極 為廣泛的熱塑性工程塑料，廣泛應用于機械工業(yè)、汽車工業(yè)、電子電器工藝、儀器儀表工業(yè)寸。丙烯腈-苯乙烯-氯化聚乙烯接枝共聚物、丙烯酸酯_苯乙烯_丙烯腈接枝共聚 物、三元乙丙橡膠_苯乙烯_丙烯腈接枝共聚物是三種取代了易老化的丁二烯的耐老化型 ABS。甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物是一種透明的ABS聚合物。這幾種苯乙烯 類聚合物主要用于耐候性能要求高或有透明要求的特殊產(chǎn)品。苯乙烯類聚合物容易燃燒，現(xiàn)有的阻燃改性技術已經(jīng)能較好地解決苯乙烯類聚合 物的阻燃問題，可以根據(jù)需要提供環(huán)保的、高耐候的、與環(huán)境相容性好、無二噁暎/ 二呋喃 問題，熱穩(wěn)定性好、加工性能良好的阻燃苯乙烯類聚合物復合物。這些阻燃改性技術主要 有兩大類一類是有鹵阻燃，例如加入含溴的阻燃劑和氧化銻阻燃協(xié)效劑來達到阻燃效果； 另一類是無鹵阻燃，例如加入含磷、含氮阻燃劑和成炭劑。由于第一類(有鹵阻燃)阻燃技 術成本相對較低，阻燃效率高，是目前應用最廣泛的技術。經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，火災時產(chǎn)生傷亡大多并非因為火焰燒傷所導致，對人們生命 危害更大的是煙霧，因為煙霧可令產(chǎn)生窒息、降低能見度而不容易逃生并且還產(chǎn)生高溫熱 輻射，可見，對聚合物的抑煙和阻燃同樣重要。苯乙烯類聚合物不但容易燃燒，而且由于其 含有苯環(huán)以及不飽和的雙鍵，燃燒時產(chǎn)生大量的濃煙，現(xiàn)有的有鹵阻燃的改性技術是一種 在氣相中進行阻燃作用的技術，即在氣相中中斷或延緩可燃氣體的燃燒反應，這種技術并 沒有減少遇火時產(chǎn)生的煙量，并且還附帶產(chǎn)生含鹵素的氣體。例如，目前應用廣泛的溴-銻 系阻燃阻燃級別為UL94V-0級的阻燃HIPS或阻燃ABS，根據(jù)《GB-T 8627-1999建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗方法》測試的煙密度等級(SDR)都高于85，在火災發(fā)生過程中，雖然 其阻燃性能達到UL94V-0級，但其高的煙密度等級仍會帶來很大的潛在危害。因此，阻止或 減少聚合物在燃燒過程中產(chǎn)生的煙霧，具有很強的使用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種阻燃性能好、煙密度等級低的含 有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物。本發(fā)明的另一目的是提供上述復合物的制備方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案本發(fā)明的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，由如下組分和重量百分數(shù)組 成苯乙烯類聚合物70 91 %，阻燃劑6 18 %，阻燃增效劑2 7 %，抑煙劑0. 5 15 %。在上述含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物中，還可以添加加工助劑0. 1 1.5重量％，抗氧劑0. 1 1.5重量％。上述苯乙烯類聚合物包括高抗沖聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、丙烯 腈_苯乙烯_氯化聚乙烯接枝共聚物、丙烯酸酯_苯乙烯_丙烯腈接枝共聚物、三元乙丙橡 膠_苯乙烯_丙烯腈接枝共聚物或甲基丙烯酸甲酯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物。上述阻燃劑包括十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化環(huán)氧齊聚物、四溴雙酚A、乙基-雙 (多溴鄰苯二甲酰亞胺)類化合物阻燃劑和/或這些化合物的混合物。上述阻燃增效劑為三氧化二銻、銻酸鹽、聚四氟乙烯、亞磷酸酯類中的一種或幾種 的混合物。三氧化二銻、銻酸鹽是溴系阻燃劑的協(xié)效劑，能提高阻燃體系阻燃效率，聚四氟 乙烯起到防止滴落的作用，而亞磷酸酯類助劑在燃燒時有防止余燃的作用。上述抑煙劑為鉬化合物、鉍化合物、鋅化合物、鋁化合物、鎂化合物、鐵化合物、錫 化合物的一種或幾種的混合物。其中鉬化合物為三氧化鉬、鉬酸鈉、鉬酸鈣、鉬酸鋅、四鉬酸 銨、五鉬酸銨、七鉬酸銨、八鉬酸銨或八鉬酸三聚氰胺；鉍化合物為氫氧化鉍、鉍鹽；鋅化合 物為氧化鋅、硼酸鋅或偏硼酸鋅；鋁化合物為氫氧化鋁、水滑石、類水滑石、硅鋁酸納或晶體 硅鋁酸鹽；鎂化合物為氧化鎂或氫氧化鎂；鐵化合物為二茂鐵、苯甲酰二茂鐵或乙酰丙酮 鐵；錫化合物為氧化錫、錫酸鋅、錫酸鈉或錫酸鎂。上述加工助劑為脂肪酸酰胺、脂肪酸類復合物、石蠟、白礦油、有機硅油、a -甲基 苯乙烯中的一種或多種混合物，加工時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，有利于提高復合物的熔體流動速率，有利于解決 注塑時制件中出現(xiàn)的熔接痕、脫模困難等問題。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-(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合材料的熱穩(wěn)定性，防止復合物材料在擠出造?；蜃⑺苤萍^ 程中降解；另一目的是提高復合物的長期老化性能。
本發(fā)明的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物的制備方法，其步驟是先將 苯乙烯類聚合物、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抑煙劑、加工助劑和抗氧劑經(jīng)高速混合機分散混合 后，通過雙螺桿擠出機熔融、混練、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。螺桿各區(qū)溫度應保持在 170 250°C之間，雙螺桿擠出機的長徑比為32 40，螺桿轉速為260 500轉/分鐘。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯 類聚合物復合物，保持了現(xiàn)有技術中阻燃苯乙烯類聚合物阻燃效率高、綜合性能優(yōu)異等特 點外，煙密度能夠降低30% 50%，可廣泛應用于顯示器、家電、辦公設備等制品，特別是 這些制品在公共場所中使用時，能有效降低火災過程中因其燃燒而產(chǎn)生的潛在危害。
具體實施例方式本發(fā)明的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物的制備方法，其步驟是先將 苯乙烯類聚合物、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抑煙劑、加工助劑和抗氧劑經(jīng)高速混合機分散混合 后，通過雙螺桿擠出機熔融、混練、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。螺桿各區(qū)溫度應保持在 200°C，雙螺桿擠出機的長徑比為40，螺桿轉速為350轉/分鐘。按照上述的制備方法，本實施例采用的苯乙烯類聚合物為HIPS (雪佛龍菲利普斯 生產(chǎn)的PS MA5210)和ABS(臺灣奇美公司生產(chǎn)的PA-757)，阻燃劑為十溴二苯乙烷和四溴 雙酚A，阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻，抑煙劑為八鉬酸銨，加工助劑為白礦油，抗氧劑為抗氧劑 1010和抗氧劑168。其具體及所得復合物的性能測試結果見表1。表1實施例的配方表及復合物的性能測試結果 實施例1是在對比例1的基礎上加入了 2重量％的抑煙劑八鉬酸銨，煙密度等級 (SDR)從89.0下降到72. 5，說明加入抑煙劑后阻燃HIPS的煙密度等級得到有效降低。在 對比例2和實施例2中同樣看出加入抑煙劑后阻燃ABS的煙密度等級有明顯降低。
權利要求
一種含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，其特征在于由如下組分和重量百分數(shù)組成苯乙烯類聚合物70～91％，阻燃劑6～18％，阻燃增效劑2～7％，抑煙劑0.5～15％。
2.根據(jù)權利要求1所述的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，其特征在于含有 加工助劑0. 1 1. 5重量％和抗氧劑0. 1 1. 5重量％。
3.根據(jù)權利要求1所述的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，其特征在于所述 苯乙烯類聚合物為高抗沖聚苯乙烯、丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯聚合物、丙烯腈-苯乙烯-氯 化聚乙烯接枝共聚物、丙烯酸酯_苯乙烯_丙烯腈接枝共聚物、三元乙丙橡膠-苯乙烯-丙 烯腈接枝共聚物或甲基丙烯酸甲酯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物。
4.根據(jù)權利要求1所述的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，其特征在于所述 阻燃劑為十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化環(huán)氧齊聚物、四溴雙酚A、乙基-雙(多溴鄰苯二甲 酰亞胺)類化合物阻燃劑中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權利要求1所述的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，其特征在于所述 阻燃增效劑為三氧化二銻、銻酸鹽、聚四氟乙烯、亞磷酸酯類中的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權利要求1所述的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，其特征在于所述 抑煙劑為鉬化合物、鉍化合物、鋅化合物、鋁化合物、鎂化合物、鐵化合物、錫化合物的一種 或幾種的混合物。
7.根據(jù)權利要求6所述的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，其特征在于所述 鉬化合物為三氧化鉬、鉬酸鈉、鉬酸鈣、鉬酸鋅、四鉬酸銨、五鉬酸銨、七鉬酸銨、八鉬酸銨或 八鉬酸三聚氰胺；鉍化合物為氫氧化鉍或鉍鹽；鋅化合物為氧化鋅、硼酸鋅或偏硼酸鋅；鋁 化合物為氫氧化鋁、水滑石、類水滑石、硅鋁酸納或晶體硅鋁酸鹽；鎂化合物為氧化鎂或氫 氧化鎂；鐵化合物為二茂鐵、苯甲酰二茂鐵或乙酰丙酮鐵；錫化合物為氧化錫、錫酸鋅、錫 酸鈉或錫酸鎂。
8.根據(jù)權利要求1所述的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，其特征在于所述 加工助劑為脂肪酸酰胺、脂肪酸類復合物、石蠟、白礦油、有機硅油、α -甲基苯乙烯中的一 種或多種混合物。
9.根據(jù)權利要求1所述的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，其特征在于所述 抗氧劑為酚類、亞磷酸酯類、含硫酯類、金屬鈍化劑中的一種或幾種的混合物；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?、 N-亞水楊基-N-水楊基酰胼或雙水楊酰胼。
10.權利要求1所述的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物的制備方法，其特征 在于包括如下步驟先將苯乙烯類聚合物、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抑煙劑、加工助劑和抗氧 劑經(jīng)高速混合機分散混合后，通過雙螺桿擠出機熔融、混練、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝； 螺桿各區(qū)溫度應保持在170 250°C之間，雙螺桿擠出機的長徑比為32 40，螺桿轉速為 260 500轉/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物及其制備方法。本發(fā)明的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，由如下組分和重量百分數(shù)組成苯乙烯類聚合物70～91％，阻燃劑6～18％，阻燃增效劑2～7％，抑煙劑0.5～15％。本發(fā)明的含有抑煙劑的阻燃苯乙烯類聚合物復合物，保持了現(xiàn)有技術中阻燃苯乙烯類聚合物阻燃效率高、綜合性能優(yōu)異等特點外，煙密度能夠降低30～50％，可廣泛應用于顯示器、家電、辦公設備等制品，特別是這些制品在公共場所中使用時，能有效降低火災過程中因其燃燒而產(chǎn)生的潛在危害。
文檔編號C08K3/22GK101875745SQ20101014014
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權日2010年3月30日
發(fā)明者付錦鋒, 劉奇祥, 劉建中, 劉思楊, 葉南飚, 王林, 黃恒梅 申請人:金發(fā)科技股份有限公司;上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司;綿陽長鑫新材料發(fā)展有限公司