一种阻燃材料及其制备方法
【专利摘要】本申请公开了一种阻燃材料及其制备方法，该材料组分简单，价格低廉、具有高效阻燃，适用于微型和薄壁电子电气设备。与现有同类型的阻燃材料相比，该阻燃材料中聚苯醚和磷酸酯类阻燃剂的含量大幅降低，在降低成本的同时，可大幅提高阻燃材料的热变形温度。
【专利说明】一种阻燃材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本申请公开了一种高抗冲聚苯乙烯/聚苯醚合金（以下简称HIPS/PP0)阻燃材料 及其制备方法，属于高分子材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 1967年，美国GE公司开发了一系列的商品号为Noryl的高抗冲聚苯乙烯/聚苯 醚合金（以下简称HIPS/PP0)合金材料。此后，HIPS/PP0材料开始广泛用于电子、电气、通 讯、家电和机电设备等领域。在这些应用领域，为防止或减少火灾的发生，HIPS/PP0材料常 常要求达到阻燃等级。
[0003] 传统上，HIPS/PP0的阻燃由双磷酸酯譬如间苯二酚双（二苯基磷酸酯）（RDP)等 来实现[Journal of Fire Sciences 1998,16,（4) ,233-249]。近些年来，针对 HIPS/PP0 阻 燃材料的研究不断增多。
[0004] H. Yan 等[Polymer-Plastics Technology and Engineering 2014,53,（4),395-402]使用传统膨胀性阻燃剂（APP-PER-MEL)对HIPS/PP0进行阻燃，含 40% IFR和20% PPO的材料仍然不能通过UL-94V-0级别，阻燃效率很低。
[0005] A. I. BALABAN0VICH[Journal of fire sciences 2002, 20,（6)，519-530]等采用一 种环状磷酸酯对HIPS/PP0进行阻燃，PPO含量20 %，环状磷酸酯5 %时可以达到V-O级别， 但该磷酸酯的加入也会导致复合材料HDT降低，且该环状磷酸酯的合成较困难，分解温度 仅为200°C左右。
[0006] 随着电子电气设备逐渐向高性能微型化和薄壁化方向发展，对HIPS/PP0合金材 料的阻燃级别要求以及物理性能如热变形温度方面的要求不断提高。特别是用于制备微型 化或薄壁化电子元器件产品的HIPS/PP0合金材料，对其热变形温度的要求日渐提高。传统 阻燃HIPS/PP0已越来越难以满足要求。同时，传统阻燃HIPS/PP0因其中含有大量价格高 昂的ΡΡ0,存在产品成本高、价格昂贵的缺点。
【发明内容】
[0007] 根据本申请的一个方面，提供一种阻燃材料。该材料组分简单，价格低廉、具有高 效阻燃，适用于微型和薄壁电子电气设备。与现有同类型的阻燃材料相比，该阻燃材料中聚 苯醚和磷酸酯类阻燃剂的含量大幅降低，在降低成本的同时，可大幅提高阻燃材料的热变 形温度。
[0008] 所述阻燃材料，其特征在于，含有60wt%?80wt%的高抗冲聚苯乙烯（可简写为 !11?3)，1〇￥1:(%?3〇￥1:(%的聚苯醚（可简写为？?0)和3￥1:(%?15￥1: (%的次磷酸盐。
[0009] 高抗冲聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产的一种抗 冲击的聚苯乙烯产品。HIPS所占比例过高会降低材料的阻燃性能，HIPS所占比例过低则 会提高阻燃材料的成本。优选地，所述阻燃材料中高抗冲聚苯乙烯的含量范围上限选自 80wt%、77wt%、75wt%、72wt%,下限选自 65wt%、67wt%、70wt%。进一步优选地，所述阻 燃材料中高抗冲聚苯乙烯的含量为65wt%?80wt%。
[0010] 聚苯醚是聚2, 6-二甲基-1，4-苯醚，是一种高强度工程塑料，主要是由2, 6-二甲 基苯酚为单体聚合而成。PPO的含量过高会导致材料的加工性能变差和成本增加。PPO含量 过低则会导致复合材料阻燃性能变差。优选地，所述阻燃材料中聚苯醚的含量为i〇wt%? 25wt%。进一步优选地，所述阻燃材料中聚苯醚的含量为15wt%?20wt%。
[0011] 优选地，所述阻燃材料中次磷酸盐的含量范围上限选自 下限选自进一步优选地，所述阻燃材料中次磷酸盐的含量为
[0012] 优选地，所述次磷酸盐选自具有式I所示化学结构式的化合物中的至少一种：
[0013]
【权利要求】
1. 一种阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料含有60wt %?80wt %的高抗冲聚苯乙 烯，1〇￥1:(%?3〇￥1:(%的聚苯醚和3￥1:(%?15￥1: (%的次磷酸盐。
2. 根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述高抗冲聚苯乙烯的含量为 65wt% ?80wt%。
3. 根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述聚苯醚的含量为10wt%? 25wt%。
4. 根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述次磷酸盐选自具有式I所示化学 结构式的化合物中的至少一种：
其中，η是1、2、3或4 ;M选自IA族金属、IIA族金属、IIIA族金属、IVB族金属、IIB族 金属中的至少一种。
5. 根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述次磷酸盐选自次磷酸镁、次磷酸 钙、次磷酸铝、次磷酸钛、次磷酸锌中的至少一种。
6. 根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料含有Owt%?15wt%的 双磷酸酯。
7. 根据权利要求6所述的阻燃材料，其特征在于，所述双磷酸酯选自具有式II所示的 化学结构式的化合物中的至少一种：
其中，m选自0或I ;k选自0?4之间的任意正整数；r选自1?20之间的任意正整 数；q选自〇?5之间的任意正整数^,R2独立地选自氢原子、C1?C18的直链烷基或C 1? C18带有支链的烷基；Y 选自-CH2-、-C(CH3)2 _、_S_、-SO2 _、_0_、_C0_、-N = N-中的一种。
8. 根据权利要求6所述的阻燃材料，其特征在于，所述双磷酸酯选自间苯二酚双（二苯 基磷酸酯）、对苯二酚双（二苯基磷酸酯）、间苯二酚双[二（2, 6-二甲基苯基）磷酸酯]、 双酚A-双（二苯基磷酸酯）中的至少一种。
9. 根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料含有Owt%?0. lwt% 的助剂。
10.制备权利要求1-9任一项所述阻燃材料的方法，其特征在于，将阻燃材料中各组分 在不低于150°C的温度下混合均匀后，经热压、冷压后得到所述阻燃材料；优选地，阻燃材 料中各组分在不低于190°C的温度下混合均匀；优选地，热压温度不低于200°C ;进一步优 选地，热压温度不低于210°C。
【文档编号】C08L71/12GK104371207SQ201410687371
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】姚强, 谢华 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所