本发明专利技术涉及一种阻燃高刚性PS/PPE复合材料及其制备方法和应用。该阻燃高刚性PS/PPE复合材料包括HIPS树脂、PPE树脂、连续长玻璃纤维、阻燃剂、阻燃协效剂、偶联剂、抗滴落剂和其它助剂。本发明专利技术提供的阻燃高刚性PS/PPE复合材料采用连续长玻璃纤维与特定的阻燃协效剂和阻燃剂之间协同增效，并调控玻纤保留长度D90，大大提高了材料的阻燃性，在较薄的厚度条件下阻燃等级可达到5VB以上；另外，通过玻璃纤维和偶联剂的协同作用，使该材料具有较高的刚性、韧性和耐热性，弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度、热变形温度高，可广泛用于电子电气或家用电器等产品的功能结构注塑件。
【技术实现步骤摘要】
一种阻燃高刚性PS/PPE复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于工程塑料
，具体涉及一种阻燃高刚性PS/PPE复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
聚苯醚(PPE)是美国通用电气公司采用氧化偶合技术首次制备，并于1964年生产的一种高性能工程塑料。未经改性的PPE树脂具有良好的力学性能、耐热性及高强度；但是纯PPE树脂玻璃化转变温度高(Tg＝215℃)，熔体黏度高，成型加工性差，注塑成型应力大，缺口冲击强度低，无法单独使用，必须对其进行改性。PPE通过掺混高冲击强度聚苯乙烯(HIPS)进行改性后，可大大改善其成型加工性能，因此得到了广泛应用。近年来，为了满足材料在电子电气、家用电器、汽车产品等应用领域的防火安全要求，阻燃高刚性PS/PPE合金的阻燃改性研究逐渐成为开发热点。普通阻燃PS/PPE合金，防火等级最多只能做到V-0，如专利CN03113673.7、CN200910026811.8等，其强度、刚性、耐热等性能一般，在接触火焰时虽然材料能自熄，但无法阻挡火焰的继续燃烧，隔绝火焰；而玻璃纤维阻燃PS/PPE合金，如专利CN201410364021.1、CN201610736318.5等，阻燃也是最多只能做到V-0，无法隔绝火焰。因此，提供一种兼具高刚性、韧性、耐热性和阻燃性的PS/PPE复合材料具有重要的研究意义与应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中PS/PPE复合材料刚性、韧性、耐热性和阻燃性较差的缺陷和不足，提供一种阻燃高刚性PS/PPE复合材料。本专利技术提供的阻燃高刚性PS/PPE复合材料采用连续长玻璃纤维与特定的阻燃协效剂和阻燃剂之间协同增效，并调控玻纤保留长度D90，大大提高了材料的阻燃性，在较薄的厚度条件下阻燃等级可达到5VB以上；另外，通过玻璃纤维和偶联剂的协同作用，使该材料具有较高的刚性、韧性和耐热性，弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度、热变形温度高，可广泛用于电子电气或家用电器等产品的功能结构注塑件。本专利技术的另一目的在于提供上述阻燃高刚性PS/PPE复合材料的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供上述阻燃高刚性PS/PPE复合材料在制备功能结构注塑件中的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种阻燃高刚性PS/PPE复合材料，包括如下重量份数的组分：所述阻燃高刚性PS/PPE复合材料的玻纤保留长度D90不小于5mm。PS/PPE树脂体系常用的阻燃剂包括溴系、磷系、氮系以及其它无机阻燃剂，目前磷系阻燃的PS/PPE合金是市场主流，其商业化量产已非常广泛，另外，溴系阻燃PS/PPE合金也有少量商业化量产。但不论是磷系还是溴系阻燃PS/PPE合金，其阻燃等级仅可达到V-0。玻璃纤维作为热塑性聚合物常用的增强填料，不仅可以有效提升聚合物的力学性能，而且可以显著提高聚合物的耐热性能和尺寸稳定性，故玻纤增强的PS/PPE复合材料具有广泛的应用场景。本专利技术的专利技术人研究发现，玻纤保留长度和阻燃协效剂的选用对阻燃等级的影响较大。如果PS/PPE复合材料中的玻纤保留长度较小(例如0.1～0.5mm)，该复合材料的阻燃等级无法得到有效提升；而如果选用连续长玻璃纤维，并调控PS/PPE复合材料中的玻纤保留长度D90，得到的PS/PPE复合材料的阻燃性能得到显著提升，可达到5VB以上。其三者的协同原理可能如下：较大玻纤保留长度的长玻璃纤维提供骨架支撑作用，使样板不易烧穿；阻燃协效剂可在高温熔化成玻璃态，阻隔火焰的燃烧；磷系或卤系阻燃剂和阻燃协效剂协同作用，通过凝聚相或气相阻燃机理，形成致密炭层或释放难燃气体隔绝氧气和火焰，进一步提升材料的阻燃性。另外，玻璃纤维大部分是沿流动方向排列，当复合材料受流动方向外力拉伸时，玻纤会提供反方向的“插拔”力，而在常温或高温时，当材料受垂直流动方向外力作用时，会提供额外的“弯折力”，玻纤越长，作用力越大。因此更长玻纤保留长度的复合材料具有更为优异的刚性、韧性和耐热性。但是玻璃纤维是无机物，PS/PPE树脂是有机物，两者结合能力较差，相容性较差，影响PS/PPE复合材料的韧性。研究发现，偶联剂中含有有机基团，既可以和玻璃纤维表面的官能团反应，又能与树脂有良好的相容性，可起到“桥梁”作用，提高玻璃纤维和苯乙烯/聚苯醚相的相容性和界面结合力，进而赋予PS/PPE复合材料较佳的韧性，提高缺口冲击强度；且可于玻璃纤维协同作用，进一步提升PS/PPE复合材料的刚性和耐热性，进一步提高弯曲强度、弯曲模量和热变形温度。即本专利技术提供的阻燃高刚性PS/PPE复合材料具有较高的弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度和热变形温度，阻燃性能优异，可广泛用于制备功能结构注塑件中。优选地，所述阻燃高刚性PS/PPE复合材料的玻纤保留长度D90为11～13mm。优选地，所述PS树脂(聚苯乙烯树脂)为高抗冲聚苯乙烯。更为优选地，所述PS树脂的悬臂梁缺口冲击强度≥9KJ/m2，ISO180-2019标准；熔体流动速率≤6g/10min，ISO1133-2012标准，220℃/10kg。优选地，所述PPE树脂(聚苯醚树脂)为聚(2,6-二甲基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-甲基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-正丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二正丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-正丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-异丙基-1,4-亚苯基)醚或聚(2-甲基-6-羟乙基-1,4-亚苯基)醚的一种或几种。优选地，所述连续长玻璃纤维的直径为10～25μm。本领域常规的阻燃剂和阻燃协效剂均可用于本专利技术中。优选地，所述阻燃剂为卤系阻燃剂或无卤阻燃剂。更为优选地，所述卤系阻燃剂为氯化石蜡、四氯邻苯二甲酸酐、三(三溴苯氧基)三嗪、四溴乙烷、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、十溴代联苯、溴化聚碳酸酯、全溴三环十五烷、四溴双酚A、八溴醚、八溴S醚、溴化聚苯乙烯、溴化苯氧基树脂、溴化苯乙烯-马来酸酐共聚物或溴化环氧树脂中的一种或几种。更为优选地，所述无卤阻燃剂为含磷阻燃剂，例如磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸甲苯基二苯基酯、磷酸三二甲苯基酯、磷酸三(2,4,6-三甲基苯基)酯、磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、磷酸三(2,6-二叔丁基苯基)酯、间苯二酚双(磷酸二苯基酯)、对苯二酚双(磷酸二苯基酯)、双酚A-双(磷酸二苯基酯)、间苯二酚双(2,6-二叔丁基苯基磷酸酯)或对苯二酚双(2,6-二甲基苯基磷酸酯)中的一种或几种。优选地，所述阻燃协效剂为三氧化二锑、胶体五氧化二锑、锑酸钠、三氯化锑、五氯化锑、亚磷酸锑、多聚磷酸锑、络合锑、硼酸锌、硼酸铵、硼砂、氢氧化镁或三聚氰胺盐中的一种或几种。优选地，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。本领域中其它常规的功能助剂也可以用于本专利技术中，以提升对应的性能。优选地，所述助剂包括增韧剂、抗氧剂、润滑剂、耐候剂或着色剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阻燃高刚性PS/PPE复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：/n
【技术特征摘要】
1.一种阻燃高刚性PS/PPE复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
所述阻燃高刚性PS/PPE复合材料的玻纤保留长度D90不小于5mm。
2.根据权利要求1所述阻燃高刚性PS/PPE复合材料，其特征在于，所述阻燃高刚性PS/PPE复合材料的玻纤保留长度D90为11～13mm。
3.根据权利要求1所述阻燃高刚性PS/PPE复合材料，其特征在于，所述PS树脂为高抗冲聚苯乙烯；所述PPE树脂为聚(2,6-二甲基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-甲基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-正丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二正丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-正丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-异丙基-1,4-亚苯基)醚或聚(2-甲基-6-羟乙基-1,4-亚苯基)醚的一种或几种。
4.根据权利要求1所述阻燃高刚性PS/PPE复合材料，其特征在于，所述连续长玻璃纤维的直径为10～25μm。
5.根据权利要求1所述阻燃高刚性PS/PPE复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为卤系阻燃剂或无卤阻燃剂。
所述阻燃协效剂为三氧化二锑、胶体五氧化二锑、锑酸钠、三氯化锑、五氯化锑，亚磷酸锑、多聚磷酸锑、络合锑、硼酸锌、硼酸铵、硼砂、氢氧化镁和三聚氰胺盐中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述阻燃高刚性PS/PPE复合材料，其特征在于，所述偶联剂为马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝苯乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃、氢化热塑性丁苯橡胶-马来酸酐接枝物、氢化热塑性丁苯橡胶-聚氨酯接枝物、热...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，付锦锋，王江，刘凯，秦旺平，杨霄云，
申请(专利权)人：武汉金发科技有限公司，武汉金发科技企业技术中心有限公司，金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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