[发明专利]一种高阻燃低密度聚苯醚改性材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高阻燃低密度聚苯醚改性材料，其包括：60‑70wt％的聚苯醚，20‑30wt％的阻燃剂，2‑5wt％的空心微珠和3‑5wt％的加工助剂；所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷与三氧化二锑组成。本发明高阻燃低密度聚苯醚改性材料各组分协同作用，不仅有效提高了材料的阻燃性能，而且大大降低了材料的密度，同时可保证材料的机械性能包括弹性模量，使材料具有较好的韧性，成型性能优异。

技术领域

本发明涉及新材料领域，具体涉及一种高阻燃低密度聚苯醚改性材料及其制备方法。

背景技术

聚苯醚，具体化学名为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚，简称PPO，是世界五大通用工程塑料之一。它具有刚性大、耐热性高、难燃，强度高，电性能优良等优点。另外，PPO还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO是介电常数和介电损耗最小的工程塑料品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。PPO的负荷变形温度可达190℃以上。PPO主要用于电子电器、汽车、家用电器、办公室设备和工业机械等方面。在汽车上比如用于做汽车仪表板、散热器格子、扬声器格栅、控制台、保险盒、继电器箱、连接器、轮罩；电子电器工业上广泛用于制造连接器、线圈绕线轴、开关继电器、调谐设备、大型电子显示器、可变电容器、蓄电池配件、话筒等零部件。家用电器上用于电视机、摄影机、录像带、录音机、空调机、加温器、电饭煲等零部件。PPO自身具有较好的阻燃性，而且现已有不少改性PPO可以达到UL-94V0阻燃级别，但是对于一些苛刻的防火要求，比如GB/T 31467.3-2015中的外部汽油火烧测试，依然难以满足。此外，由于阻燃剂的加入，导致PPO改性材料的密度增加，不利于材料轻量化的应用。提高PPO的阻燃性能，同时降低材料的密度，有利于进一步扩大其应用范围。

专利201510338052.4(公开号CN104893223A)公开了一种电子设备的外壳材料及其制备方法，公开的材料包含聚苯醚、聚苯乙烯、阻燃剂和其他一些助剂。其中的聚苯乙烯可以一定程度上提升聚苯醚材料的机械性能，但是存在以下弊端，①聚苯乙烯属于易燃物质，它的加入不利于聚苯醚的阻燃性能；②聚苯乙烯的加入会降低改性聚苯醚材料的弹性模量；③聚苯乙烯燃烧过程中会释放甲苯和苯乙烯等有毒物质。

发明内容

鉴于上述情况，为提高PPO的阻燃性能，降低材料的密度，同时保证材料的机械性能包括弹性模量，本发明旨在于提供一种高阻燃低密度聚苯醚改性材料。

本发明的高阻燃低密度聚苯醚改性材料包括：60-70wt％的聚苯醚，20-30wt％的阻燃剂，2-5wt％的空心微珠和3-5wt％的加工助剂；所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷与三氧化二锑组成。其中，wt％表示重量百分数，下同。

所述阻燃剂中，三氧化二锑属于无机阻燃剂，它在单独使用时阻燃效果并不明显。但作为阻燃协效剂使用时，能有效提高十溴二苯乙烷的阻燃效果。发明人经过大量实验发现，十溴二苯乙烷与三氧化二锑的质量比为3:1–4:1时，在聚苯醚材料改性中效果最佳。

所述的空心微珠主要成分为二氧化硅和三氧化二铝。

优选的，所述的空心微珠的密度为0.5-0.8g/cm³。空心微珠密度太低在混料挤出过程中容易破碎，密度太高难以起到降低改性材料密度的作用。适量的空心微珠加入还可以改善聚苯醚的加工性能。

优选的，所述的加工助剂选自聚偏二氟乙烯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯、4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硬脂酸镁和聚丙烯蜡中的一种或者多种，所述的多种包括两种及两种以上。

本发明的目的还在于提供所述高阻燃低密度聚苯醚改性材料的其制备方法，所述方法包括步骤：将60-70wt％聚苯醚母料、20-30wt％阻燃剂，2-5wt％空心微珠以及3-8wt％加工助剂均匀共混后挤出得到所述的高阻燃低密度聚苯醚改性材料。