用于苯乙烯树脂的阻燃剂和包含该阻燃剂的阻燃组合物的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于苯乙烯树脂的阻燃剂和包含该阻燃剂的阻燃组合物。更具体而言，本发明公开了一种用于苯乙烯树脂的阻燃剂和包含该阻燃剂的阻燃组合物，所述阻燃剂包含无卤阻燃化合物和具有式1表示的重复单元的环氧树脂，从而在没有使用过量的无卤阻燃化合物的情况下能通过外部蜡烛火焰点火的IEC?TS62441阻燃标准。
【专利说明】用于苯乙烯树脂的阻燃剂和包含该阻燃剂的阻燃组合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于苯乙烯树脂的阻燃剂和包含该阻燃剂的阻燃组合物。更具体而言，本发明涉及用于苯乙烯树脂的阻燃剂和包含该阻燃剂的阻燃组合物，所述阻燃剂包含无卤阻燃化合物和具有式I表示的重复单元的环氧树脂，因此，在不使用过量的无卤阻燃化合物的情况下，通过了外部蜡烛火焰点火的IEC TS62441阻燃标准。
【背景技术】
[0002]通常，由于丙烯腈的刚性和耐化学性、丁二烯和苯乙烯的可加工性和机械性能，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(下文中，称作ABS)树脂被广泛用作电气电子产品和办公设备等的外部材料。然而，ABS树脂本身易燃烧，几乎没有阻燃性。
[0003]由于这些问题，为了确保电气电子产品的防火安全性，用于电气电子产品和办公设备等的ABS树脂应当满足阻燃标准。
[0004]赋予ABS树脂阻燃性的方法包括，在制备橡胶改性苯乙烯树脂过程中，通过掺入阻燃性单体使橡胶改性苯乙烯树脂聚合，将用于苯乙烯树脂的阻燃剂和助阻燃剂与所制备的橡胶改性的苯乙烯树脂等混合。用于苯乙烯树脂的阻燃剂的实例包括卤素阻燃剂，诸如磷、氮和氢氧化物阻燃剂的无卤阻燃剂， 助阻燃剂的实例包括锑化合物、硅化合物和锌化合物等。
[0005]用于苯乙烯树脂的卤素阻燃剂比用于苯乙烯树脂的无卤阻燃剂显示高阻燃效率，并显示可与橡胶改性苯乙烯树脂相当的优异的机械性能。为此，将卤素阻燃剂用于苯乙烯树脂中以赋予ABS树脂阻燃性的方法目前得到了最广泛的使用。其中，用于苯乙烯树脂的溴系阻燃剂特别有效。然而，在加工ABS树脂的过程中，当加入用于苯乙烯树脂的溴系阻燃剂时，热稳定性变差，由于加工过程中的高温高压阻燃剂分解，因而导致有毒的腐蚀性气体产生并且不利地影响工作环境和人体健康。当通过掺入溴系阻燃剂加工过的ABS树脂燃烧时，同样出现这个问题。
[0006]为了避免这个问题，使用用于苯乙烯树脂的无齒阻燃剂，特别是，通常使用无卤阻燃化合物。然而，不利的是，与用于苯乙烯树脂的卤素阻燃剂相比，由于低阻燃效率，应当掺入过量的无卤阻燃化合物。此外，不利的是，由于磷系阻燃剂体系的原理，不产生炭(char)的热塑性树脂组合物不能充分发挥阻燃性。
[0007]同时，根据作为阻燃标准和阻燃鉴定测试方法的UL94，有一种垂直燃烧测试方法。该方法是评价对由电器产品成品内部的电路基板的短路等引起的内部燃烧的阻燃性的标准。同时，当由于外部环境变化如地震，蜡烛作为外部火源与产品接触时，标准化的外部蜡烛火焰点火标准(相关标准:IEC TS62441)是借由此评价最终产品阻燃性的标准。
[0008]由于该标准应用的对象都是可燃材料，因此外部蜡烛火焰点火标准使用范围更宽，由于该标准假设燃烧蜡烛的火焰作为常常发生在房子里的火的情况因而更具有现实性。
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]为了解决相关领域的这些问题，在与阻燃剂相关的持续研究中，本发明人完成了本发明，所述阻燃剂虽然没有将过量的无卤阻燃化合物加入到各种苯乙烯树脂(诸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物、聚苯乙烯(PS)共聚物、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)共聚物及其组合)中，但仍通过了外部蜡烛火焰点火的IEC TS62441标准。
[0011]因此，本发明的一个目的是提供一种阻燃剂，该阻燃剂基于无卤阻燃化合物，并赋予了苯乙烯树脂足够的阻燃性，以通过外部蜡烛火焰点火的IEC TS62441标准。
[0012]本发明的另一个目的是提供包含所述阻燃剂和苯乙烯树脂(作为基体树脂)的阻燃组合物。
[0013]技术方案
[0014]根据本发明的一个方面，上述和其它目的通过提供一种用于苯乙烯树脂的阻燃剂得以实现，所述阻燃剂包含无卤阻燃化合物和具有下列式I表示的重复单元的环氧树脂:
[0015][式1]
[0016]
【权利要求】
1.一种用于苯乙烯树脂的阻燃剂，包含: 无卤阻燃化合物；和 具有下列式I表示的重复单元的环氧树脂: [式I]
2.根据权利要求1所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，基于100重量份的所述苯乙烯树脂，所述阻燃剂以2至60重量份的量存在，其中所述环氧树脂的含量为I至30重量份。
3.根据权利要求1所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述苯乙烯树脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物、聚苯乙烯(PS)共聚物、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)共聚物或其组合。
4.根据权利要求3所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述苯乙烯树脂包含: 10至90重量％的橡胶增强的ABS树脂，所述ABS树脂通过乳液接枝共聚制备，使得基于所述ABS树脂的总重量，该ABS树脂包含50至70重量％的丁二烯橡胶；和 90至10重量％的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
5.根据权利要求4所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的重均分子量为50，000至150，000，并包含20至40重量％的丙烯腈单体。
6.根据权利要求1所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述无卤阻燃化合物包括选自(二)磷酸酯化合物、具有三个或更多个磷酸基的多磷酸酯化合物、膦酸酯化合物和亚膦酸酯化合物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的阻燃剂，其中，所述环氧树脂是式I的环氧树脂，其中，nl、n2和η3是0，η4是I至100的整数。
8.根据权利要求1所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述环氧树脂是式I的环氧树脂，其中，η3和η4是0，nl和η2各自独立地是I至100的整数。
9.根据权利要求1所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述环氧树脂是式I的环氧树脂，其中，nl、n2和η4是0，η3是I。
10.根据权利要求1所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述环氧树脂是式I的环氧树脂，其中，nl是I, Rl是_CH3, n2、n3和n4是O。
11.根据权利要求1所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述环氧树脂包含选自下列中的两种环氧树脂的组合:式I的环氧树脂,其中nl、n2和n3是O，n4是I至100的整数；式I的环氧树脂,其中n3和n4是0，nl和n2各自独立地是I至100的整数；式I的环氧树脂，其中nl、n2和n4是O, n3是I ;以及式I的环氧树脂，其中nl是I, Rl是-CH3, n2、n3和n4是0，两种树脂的混合比被确定为使得在该混合比中每种树脂的比例在I至9的范围内。
12.根据权利要求1所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述环氧树脂包含选自下列中的三种环氧树脂的组合:式I的环氧树脂,其中nl、n2和n3是0，n4是I至100的整数；式I的环氧树脂,其中n3和n4是0，nl和n2各自独立地是I至100的整数；式I的环氧树脂，其中nl、n2和n4是O, n3是I ;以及式I的环氧树脂，其中nl是I, Rl是-CH3, n2、n3和n4是0，三种树脂的混合比被确定为使得在该混合比中每种树脂的比例在I至8的范围内。
13.根据权利要求1所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述环氧树脂包含四种环氧树脂的组合，所述四种树脂包含:式I的环氧树脂，其中nl、n2和n3是O, n4是I至100的整数；式I的环氧树脂,其中n3和n4是0，nl和n2各自独立地是I至100的整数；式I的环氧树脂，其中nl、n2和n4是0,n3是I ;以及式I的环氧树脂，其中nl是1，R1是_CH3,n2、n3和n4是0，四种树脂的混合比被确定为使得在该混合比中每种树脂的比例在I至7的范围内。
14.根据权利要求1所述的用于苯乙烯树脂的阻燃剂，其中，所述阻燃剂通过了外部蜡烛火焰点火的IEC TS62441阻燃标准。
15.一种阻燃组合物，`基于100重量份的苯乙烯树脂，所述阻燃组合物包含2至60重量份的根据权利要求1至14中任一项所述的阻燃剂，其中环氧树脂的含量是I至30重量份。
16.根据权利要求15所述的阻燃组合物，其中，所述苯乙烯树脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物、聚苯乙烯(PS)共聚物、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)共聚物或其组合。
17.根据权利要求16所述的阻燃组合物，其中，所述苯乙烯树脂包含: 10至90重量％的橡胶增强的ABS树脂，所述ABS树脂通过乳液接枝共聚制备，使得基于所述ABS树脂的总重量，该ABS树脂包含50至70重量％的丁二烯橡胶；和 90至10重量％的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
18.根据权利要求17所述的阻燃组合物，其中，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的重均分子量为50，000至150，000，并包含20至40重量％的丙烯腈单体。
19.根据权利要求15所述的阻燃组合物，其中，所述阻燃组合物通过了外部蜡烛火焰点火的IEC TS62441阻燃标准。
20.根据权利要求15所述的阻燃组合物，还包含选自抗冲改性剂、热稳定剂、抗滴落剂、抗氧化剂、光稳定剂、UV阻隔剂、颜料和无机填料中的一种或多种添加剂，相对于100重量份的所述苯乙烯树脂，所述添加剂的含量是0.1至50重量份。
【文档编号】C09K21/06GK103781841SQ201280035603
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年9月10日 优先权日:2012年9月4日
【发明者】张闵述, 南基荣, 柳济善, 黄龙渊, 沈在用 申请人:Lg化学株式会社