專利名稱：：一種增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種聚苯醚組合物，具體地說，涉及一種增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著技術(shù)進(jìn)步，計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的不斷加快，其電子元器件的發(fā)熱現(xiàn)象明顯增加。為了保證計(jì)算機(jī)CPU能夠長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，就必須加強(qiáng)它們的散熱，使其在相對較低的溫度下工作。因此，散熱器的工作效率和質(zhì)量對計(jì)算機(jī)的穩(wěn)地運(yùn)行起著非常重要的作用。CPU散熱器一般由金屬散熱片和風(fēng)扇組成，而風(fēng)扇則由帶轉(zhuǎn)子的扇葉和帶定子的固定框架構(gòu)成。除轉(zhuǎn)子和定子使用金屬材料或磁性材料外，風(fēng)扇的其他部分材料一般采用改性工程塑料。由于CPU的使用和運(yùn)行特點(diǎn)，對所用改性工程塑料也有特殊的要求。在長期工作情況下，由于CPU的表面溫度甚至可接近130°C14(TC，而散熱片附近的空氣也可能達(dá)到IO(TC以上，因此，就要求所用材料可長期耐受13(TC的高溫工作條件；在長期高速轉(zhuǎn)動情況下，風(fēng)扇不能出現(xiàn)扇葉擺動現(xiàn)象，也就是要求產(chǎn)品的動平衡性要好，因此，對材料的流動性和成型后材質(zhì)的均一性以及尺寸穩(wěn)定性提出了較高的要求；特別是葉片遠(yuǎn)端，如果材料的流動性不佳，往往會造成端部缺陷，或者發(fā)生變形，這樣都會影響產(chǎn)品的動平衡性；由于風(fēng)扇長期處于高速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，通常要使用潤滑劑以降低摩擦和噪音，因此，要求材料具有良好的耐化學(xué)溶劑性能；需要在注射工藝條件下能與金屬鑲件很好地配合，使用中不會出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象；由于直接接觸金屬線圈，因此，材料應(yīng)具有較高的阻燃性能。同時(shí)，由于存在薄壁部位，要求其阻燃級別應(yīng)較高。目前，用作風(fēng)扇的材料主要是經(jīng)過阻燃增強(qiáng)改性的聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，PBT主要是用溴系阻燃劑和三氧化二銻復(fù)配的阻燃體系。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，全球許多國家采取了強(qiáng)制性措施來控制電子產(chǎn)品廢棄物中鹵素及重金屬含量(比如歐洲的WEEE，R0HS，REACH等)，如要求電子產(chǎn)品相關(guān)配件所用材料必須具有環(huán)境友好性。從2007年開始，一些全球知名計(jì)算機(jī)公司要求使用無鹵阻燃材料，可以說，無鹵材料是將來風(fēng)扇材料發(fā)展的趨勢。US6642288，US11628617和US6716899等專利提供了PBT的無鹵阻燃技術(shù)，但都要求添加約30%的阻燃劑達(dá)到風(fēng)扇要求的阻燃效果。當(dāng)應(yīng)用作風(fēng)扇材料時(shí)，存在以下問題l.PBT作為一種結(jié)晶性工程塑料，具有優(yōu)異的耐化學(xué)溶劑性；但因?yàn)轱L(fēng)扇長期處于80-14(TC下高溫下使用，遠(yuǎn)高于PBT的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，PBT會發(fā)生后結(jié)晶，造成制件的尺寸不穩(wěn)定，風(fēng)扇使用過程中噪音增大，進(jìn)一步影響到風(fēng)扇的使用質(zhì)量和壽命。2.無鹵阻燃劑主要是含氮磷的無機(jī)鹽，其阻燃效率比鹵素阻燃劑差，需要添加量大，造成材料的力學(xué)性能顯著下降，尤其是脆性變大。3.風(fēng)扇在成型過程會產(chǎn)生大量水口料，通常會以一定比例回收使用。但因?yàn)槭褂脽o鹵阻燃PBT后，風(fēng)扇脆性增大而不能回收，造成風(fēng)扇成本的大幅增加。4.制件脆性增大，易發(fā)生開裂。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可以用作風(fēng)扇的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物。該增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物具有良好的阻燃性、機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性和耐溶劑性，可以用作計(jì)算機(jī)風(fēng)扇材料。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物，由以下重量份數(shù)的組分組成聚苯醚(PPE)100-800份聚酰胺100-800份增強(qiáng)填料100-600份阻燃劑100-500份增容劑0-300份增韌劑50-200潤滑劑0-50份偶聯(lián)劑0-50份其他加工助劑0-50份。在上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物中，所述增強(qiáng)填料優(yōu)選為玻璃纖維、云母、滑石、晶須、硅灰石中的一種或幾種復(fù)配。在上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物，所述阻燃劑為不含鹵素的氮磷系阻燃劑，如德國克萊恩(Clariant)公司的次膦酸鹽Exolit0P系列阻燃劑、紅磷或經(jīng)微膠囊化的紅磷、氫氧化鎂、三聚氰胺脲酸鹽(MCA)、汽巴(Ciba)公司的三聚氰胺磷酸鹽(MPP)，磷酸酯(TPP，RDP，BDP)等。在上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物中，所述增容劑是指那些能夠與聚苯醚和聚酰胺樹脂或與兩者都能相互作用的多官能化合物。這些相互作用可以是化學(xué)性的(如接枝)或物理性的(如能影響兩相的界面特性)。這里優(yōu)選那些化學(xué)性的增容劑?？梢杂迷诒景l(fā)明中的多官能化學(xué)性增容劑其特征之一是既含有碳_碳雙鍵或碳_碳三鍵，又含有至少一個(gè)羧酸、酸酐、酰胺、脂、二酰亞胺、氨基的化合物，如馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸、丙烯酸縮水甘油酯等；多官能化學(xué)性增容劑其特征之二是脂肪族的多元羧酸、酯和酰胺，如檸檬酸、蘋果酸以及他們的鹽。在上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物中，所述增韌劑優(yōu)選為苯乙烯和丁二烯的A-B-A三嵌段共聚物或A-B型二嵌段共聚物，或其混合物。在上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物中，所述聚苯醚優(yōu)選為含有2，6-二甲基苯醚的均聚物，或含有2，6-二甲基苯醚或2，3，6-三甲基-1，4苯醚的共聚物，或含有2，6-二甲基苯酚或2，3，6-三甲基-1，4苯酚的共聚物，或均聚物和共聚物的接枝物。在上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物中，所述聚酰胺優(yōu)選為尼龍-6、尼龍-6，6、尼龍-4，6、尼龍_11、尼龍_12、尼龍-9T、尼龍-10T中的一種或幾種復(fù)配。在上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物中，所述潤滑劑優(yōu)選為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、EBS、PETS、硅油以及其他有潤滑效果的含硅化合物中的一種或幾種復(fù)配。在上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物中，所述偶聯(lián)劑優(yōu)選為有機(jī)硅偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、磺酰疊氮偶聯(lián)劑中的一種或幾種復(fù)配。在上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物中，所述加工助劑為抗氧劑、光穩(wěn)定劑、顏料、染料、抗滴落劑、抗靜電劑和增塑劑中的一種或幾種。上述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物的制備方法，包括如下步驟(1)用偶聯(lián)劑對增強(qiáng)填料進(jìn)行預(yù)處理；(2)將聚苯醚與增容劑、增韌劑、阻燃劑、潤滑劑和其他加工助劑引入到擠出機(jī)中；(3)保持?jǐn)D出機(jī)的溫度能夠使各組分熔融；(4)然后向擠出機(jī)中引入聚酰胺，最后加入增強(qiáng)填料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物具有優(yōu)異的阻燃性，可以達(dá)到V0阻燃等級。2.增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物具有良好的尺寸穩(wěn)定性，可以滿足風(fēng)扇對偏擺和動平衡等測試要求。3.增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物具有優(yōu)異的力學(xué)性能，尤其是韌性。4.增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物具有優(yōu)異的耐油性，可以抵抗風(fēng)扇潤滑油。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施案例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并不限制本發(fā)明的范圍。下述份數(shù)均為重量份。實(shí)施例1首先用Y-氨基丙基三乙氧基硅烷5份處理云母300份后備用；按重量分?jǐn)?shù)稱取PPE200份，SEBS50份，馬來酸酐10份，抗氧劑10105份，硅油10份和三聚氰胺磷酸鹽(MPP)200份進(jìn)行預(yù)混，然后加入尼龍-6，6400份，最后通過側(cè)喂料加入經(jīng)過處理的云母300份，在260-28(TC下熔融造粒，得到聚苯醚組合物A。實(shí)施例2首先用Y-氨基丙基三乙氧基硅烷5份處理云母300份后備用；按重量分?jǐn)?shù)稱取PPE600份，SEBS50份，富馬酸15份，抗氧劑10105份，硅油10份和次膦酸鹽150份進(jìn)行預(yù)混，然后加入尼龍-6，6200份，最后通過側(cè)喂料加入經(jīng)過處理的云母300份，在260-280°C下熔融造粒，得到聚苯醚組合物B。實(shí)施例3首先用Y-氨基丙基三乙氧基硅烷5份處理滑石粉300份后備用；按重量分?jǐn)?shù)稱取PPE400份，SEBS50份，檸檬酸10份，抗氧劑10105份，硬脂酸鋅10份和次膦酸鹽100份和三聚氰胺磷酸鹽50份進(jìn)行預(yù)混，然后加入尼龍-6200份，最后通過側(cè)喂料加入經(jīng)過處理的滑石粉300份，在260-28(TC下熔融造粒，得到聚苯醚組合物C。實(shí)施例4首先用Y-氨基丙基三乙氧基硅烷5份處理玻璃纖維300份后備用；按重量分?jǐn)?shù)稱取PPE300份，SEBS50份，馬來酸10份，抗氧劑10105份，硬脂酸鈣10份，次膦酸鹽100份和磷酸酯BDP50份進(jìn)行預(yù)混，然后加入尼龍-6200份，最后通過側(cè)喂料加入經(jīng)過處理的玻璃纖維300份，在260-28(TC下熔融造粒，得到聚苯醚組合物D。實(shí)施例1-4制備的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物A-D與無鹵PBT的性能見表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>為了評估無鹵阻燃聚苯醚組合物作為風(fēng)扇材料的適用性，我們以目前市場上的無鹵阻燃PBT為參照，挑選了增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物B和D，分別在26(TC和28(TC下注塑成風(fēng)扇葉片和邊框，組裝后對風(fēng)扇的性能進(jìn)行測評。對風(fēng)扇的評價(jià)主要包括風(fēng)扇性能和風(fēng)扇壽命的評價(jià)。風(fēng)扇壽命是通過風(fēng)扇在9(TC下3000小時(shí)的加速老化進(jìn)行測試。風(fēng)扇性能包括風(fēng)扇的偏擺和動平衡測試，他們對風(fēng)扇噪音和使用壽命由直接影響。此外，作為結(jié)晶性材料，考察經(jīng)過退火處理后(65t:，24小時(shí))風(fēng)扇的的偏擺和動平衡變化也非常必要。用實(shí)施例2和4制備的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物B和D與無鹵PBT制成的風(fēng)扇的性能測試結(jié)果見表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注此表所列數(shù)據(jù)為30個(gè)風(fēng)扇樣品的平均測試結(jié)果。權(quán)利要求一種增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物，其特征在于，由以下重量份數(shù)的組分組成聚苯醚100-800份聚酰胺100-800份增強(qiáng)填料100-600份阻燃劑100-500份增容劑0-300份增韌劑50-200份潤滑劑0-50份偶聯(lián)劑0-50份其他加工助劑0-50份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物，其特征在于，所述增強(qiáng)填料為玻璃纖維、云母、滑石、晶須、硅灰石中的一種或幾種復(fù)配。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物，其特征在于，所述阻燃劑為不含鹵素的氮磷系阻燃劑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物，其特征在于，所述增容劑為馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸、丙烯酸縮水甘油酯、擰檬酸、蘋果酸、擰檬酸鹽、蘋果酸鹽中的一種或幾種復(fù)配。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物，其特征在于，所述增韌劑是苯乙烯和丁二烯的A-B-A三嵌段共聚物或A-B型二嵌段共聚物，或其混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物，其特征在于，所述聚苯醚為含有2，6-二甲基苯醚的均聚物，或含有2，6-二甲基苯醚或2，3，6-三甲基-l，4苯醚的共聚物，或含有2，6-二甲基苯酚或2，3，6-三甲基_1，4苯酚的共聚物，或均聚物和共聚物的接枝物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物，其特征在于，所述聚酰胺為尼龍-6、尼龍-6，6、尼龍-4，6、尼龍_11、尼龍_12、尼龍-9T、尼龍-10T中的一種或幾種復(fù)配。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物，其特征在于，所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、EBS、PETS、硅油以及其他有潤滑效果的含硅化合物中的一種或幾種復(fù)配；所述偶聯(lián)劑為有機(jī)硅偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、磺酰疊氮偶聯(lián)劑中的一種或幾種復(fù)配。9.權(quán)利要求1所述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)用偶聯(lián)劑對增強(qiáng)填料進(jìn)行預(yù)處理；(2)將聚苯醚與增容劑、增韌劑、阻燃劑、潤滑劑和其他加工助劑引入到擠出機(jī)中；(3)保持?jǐn)D出機(jī)的溫度能夠使各組分熔融；(4)然后向擠出機(jī)中引入聚酰胺，最后加入增強(qiáng)填料。10.權(quán)利要求1所述增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物在作為風(fēng)扇材料中的應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明公開了一種增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物及其制備方法與應(yīng)用。由以下重量份數(shù)的組分組成聚苯醚(PPE)100-800份，聚酰胺100-800份，增強(qiáng)填料100-600份，阻燃劑100-500份，增容劑0-300份，增韌劑50-200份，潤滑劑0-50份，偶聯(lián)劑0-50份，其他加工助劑0-50份。本發(fā)明的增強(qiáng)無鹵阻燃聚苯醚組合物具有優(yōu)異的阻燃性，可以達(dá)到V0阻燃等級；具有良好的尺寸穩(wěn)定性，可以滿足風(fēng)扇對偏擺和動平衡等測試要求；具有優(yōu)異的力學(xué)性能，尤其是韌性；具有優(yōu)異的耐油性，可以抵抗風(fēng)扇潤滑油。文檔編號C08L71/00GK101759992SQ20081022030公開日2010年6月30日申請日期2008年12月23日優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日發(fā)明者吳增剛,王林,郭建明,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