本发明属于高分子材料领域， 具体涉及一种适用于胶封铅酸蓄电池壳体的高 极性 阻燃苯乙烯类组合物、 制备方法及其应用。

背景技术

苯乙烯树脂是由苯乙烯、 丁二烯、 丙烯腈组成的三元共聚物， 集中了苯乙烯的高 流动性、 丁二烯的橡胶初性和丙烯腈的耐化学品特性， 具有优良的加工性能、 耐低温 性能、 电绝缘性能、 耐化学腐蚀性能及高光泽和优异的电镀性能， 同时具有耐蠕变性 好、 尺寸稳定性高、 成型收缩率小等优异特点， 在军工、 汽车、 电子电器等领域应用 非常广泛。 但一方面苯乙烯树脂的氧指数只有 18, 属于易燃材料。 因此， 对苯乙烯树 脂进行阻燃改性是目前常用的一种苯乙烯树脂 改性方法。

另一方面苯乙烯树脂是苯乙烯 -丙烯腈共聚物作为连续相，丁二烯橡胶作为� �散相 的海-岛结构， 15-25%左右的阻燃体系的加入部分破坏了苯乙烯 共混物的海-岛结构， 进而导致苯乙烯基体树脂初性大幅降低。 虽然通过丁二烯橡胶的含量、 粒径大小及分 布可有效调控苯乙烯树脂的初性， 但在调控苯乙烯树脂初性的同时， 导致胶水粘接力 大幅下降。 由于铅酸蓄电池的特殊性， 壳体除了要求达到 UL94 V-0@1.5mm， 同时要 求电池槽和电池盖能进行有效的加热或胶水焊 接， 因此有必要开发出高效阻燃的同 时， 可有效提高其和胶水粘接力的阻燃苯乙烯组合 物是一项必然选择。

发明内容

针对现有技术的不足， 本发明的目的是提供一种高极性阻燃苯乙烯类 组合物， 阻 燃性优异， 抗冲击性能好， 同时和环氧树脂胶水的粘结力高， 特别适用于制备胶封铅 酸蓄电池壳体材料。

在本发明的一个技术方案中， 提供了一种适用于高极性阻燃苯乙烯类组合物 ， 包 括以下重量份的组分

苯乙烯类树脂 35-65份

溴系阻燃体系 15-25份

共混弹性体 10-30份

模量改性剂 5-10份

极性改性剂 0.1-5份

抗氧剂 0.1-1份

光稳定剂 0.1-1份;

加工助剂 0.1-2份。

所述的苯乙烯类树脂为丙烯腈-丁二烯 -苯乙烯接枝共聚物 （ABS）、 丙烯腈 -苯乙 烯 -丙烯酸三元共聚物（ASA） 或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯 -苯乙烯接枝共聚物（MBS）。

所述的溴系阻燃体系为溴化亚胺、溴化聚碳酸 酯、聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯、 三 （三溴苯氧基） 三聚氰酸酯、 八溴醚、 十溴二苯乙烷、 溴化环氧、 四溴双酚 A、 四 溴双酚 A醚等中的一种或几种与三氧化二锑、 胶体五氧化二锑、 锑酸钠、 三氯化锑、 五氯化锑等中的一种或几种复配体系。

所述的共混弹性体为丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、 SBS、 SEBS、接枝 POE、丁腈橡胶、 氟橡胶、 顺丁橡胶、 丁苯橡胶等中的一种或几种。

所述的模量改性剂为其线膨胀系数 a<l X 10_ ⁶ 的粉体材料， 如高岭土、 方解石、 焦磷酸盐、 焦钨酸盐等中的一种或几种。

所述的极性改性剂为苯乙烯马来酰亚胺共聚物 、 马来酸酐接枝的 SEBS、 马来酸 酐接枝的苯乙烯共聚物、 马来酸酐接枝的 AS 共聚物、 乙烯 -丙烯酸丁酯 -甲基丙烯酸 缩水甘油酯共聚物、 乙烯 -丙烯酸甲酯 -甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物等中的一种或� � 种。

优选地， 所述极性改性剂为苯乙烯马来酰亚胺共聚物、 马来酸酐接枝的 SEBS、 马来酸酐接枝的苯乙烯共聚物、 马来酸酐接枝的 AS共聚物中的一种或多种； 特别优 选的是苯乙烯马来酰亚胺共聚物、 马来酸酐接枝的 SEBS中的一种或两种； 最优选的 是马来酸酐接枝的 SEBS _o

所述的抗氧剂包括受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸 酯类辅抗氧剂组成。

所述的光稳定剂包括二苯甲酮类、 苯并三唑类、 三嗪类、 取代丙烯腈类、 草酰胺 类、 受阻胺类中的一种或几种。

所述的加工助剂为硬脂酰胺类润滑剂如 EBS、硅油和白矿油中的一种或几种的混 合物。

在本发明的另一个技术方案中， 还提供了一种适用于胶封铅酸蓄电池壳体的高 极 性阻燃苯乙烯类组合物的制备方法， 包括如下步骤：

a、 按比例将苯乙烯类树脂、 溴系阻燃体系、 共混弹性体、 模量改性剂、 极性改 性剂、 抗氧剂、 光稳定剂、 加工助剂加入高速混合机混合 10-60分钟；

b、 将上述混合物经过精密计量的送料装置输送到 双螺杆挤出机中， 挤出机的各 段螺杆温度控制在 170〜 230 ^° C之间， 双螺杆挤出机的长径比为 20〜 40 , 螺杆转速为 200-800转 /分钟， 在螺杆的剪切、 混炼及输送下， 物料得以充分熔化、 复合， 再经过 挤出造粒、 干燥得到高极性阻燃苯乙烯类组合物粒子；

c、 将上述高极性阻燃苯乙烯类组合物粒子加入到 注塑机中加工成所需样条， 所 述注塑条件为： 料筒温度 180-220 ^° C， 模具温度 50〜 70 ^° C， 注塑压力 6-10MPa。

在本发明的另一个技术方案中， 还提供了一种所述的高极性阻燃苯乙烯类组合 物 的应用， 具体是将其用于环氧树脂胶水焊接的铅酸蓄电 池壳体材料。

本发明具有有益效果：

1） 本发明所述的高极性阻燃苯乙烯类组合物的缺 口冲击强度达到 25kJ/m ² 以上 时， 阻燃达到 UL94V-0@1.5mm， 同时其和环氧树脂胶水的粘接力达到 80kgf以上。

2） 本发明所述的高极性阻燃苯乙烯类组合物制备 方法简单易行， 加工容易， 成 本低廉， 非常适用于胶水粘接的铅酸蓄电池壳体材料。 具体实施方式

下面结合一些具体实施方式对本发明高极性阻 燃苯乙烯类组合物及其制备方法做进 一步描述， 具体实施例为进一步详细说明本发明， 非限定本发明的保护范围。

本发明所述的高极性阻燃苯乙烯组合物按照标 准制备样条， 并进行下表 1中所列出 的性能测试。

表 1 性能测试及其标准

本发明所用到的仪器设备有：

制备高极性阻燃苯乙烯类组合物所用的双螺杆 挤出机是由南京瑞亚高聚物装备有限 公司生产的 SHJ-30。

制备高极性阻燃苯乙烯类组合物测试样条采用 的注塑机是由浙江海天注塑机有限公 司生产的 B-920型。

测试熔体流动速率用的仪器是美斯特工业系统 （中国）有限公司生产的 ZR21452熔 体流动速率仪。

测试冲击强度用的冲击实验机是美国 Tinius Olsenis公司生产的 T92型。

测试拉伸强度及粘接力用的万能试验机是 Hounsfield公司生产的 H10K-S。

测试热变形温度用的维卡热变形测试仪是德国 COESFELD生产的 40-197型。 测试燃烧性能使用的 UL-94垂直燃烧仪是美国 ATLAS生产的 HVUL-2型。

所有本发明提供的实施例中， 提供的原材料均可从市面采购获得。 其中，苯乙烯树脂选用台湾台化的苯乙烯 AG15A1， ASA树脂选用日本 UMG的 ASA A600N；

溴系阻燃剂选用以色列死海溴公司的 FR-245 , 美国雅宝公司的 8010； 锑系助阻燃 剂选用云南木利锑业有限公司的 S-05N；

丙烯酸酯橡胶选用美国杜邦的 EA101， 硅橡胶选用日本钟渊的 MR-01， SBS选用韩 国 LG的 LG503N， 丁二烯橡胶选用韩国锦湖的 HR181；

焦磷酸钙选用中国南京松冠生产的产品， 高岭土选用美国的 HG90；

极性改性剂采用台湾台橡的马来酸酐接枝 SEBS-7131， 日本电化的苯乙烯-马来酰亚 胺共聚物 MS-NB， 沈阳科通的马来酸酐接枝的苯乙烯共聚物 KT-2， 日本 UMG的马来 酸酐接枝的 AS共聚物 S601N；

抗氧剂选用气巴精化的 Irganox 1010和 Irganox 168；

光稳定剂选用气巴精化的 770和 UV-P；

其它未提及的加工助剂为市售的通用商品。

实施例 1-4、对比例 1-4按照表 2中所列的重量份将各组分加入高速混合机中� �行均 匀混合， 然后将上述混合物送入双螺杆挤出机中混炼、 挤出、 拉条、 水冷、 切粒； 其中， 双螺杆挤出机的长径比为 20-40; 螺筒温度设定为： 一区温度 180°C， 二区温度 190°C， 三区温度 200°C， 四区温度 210°C， 五区温度 220°C， 六区温度 220°C， 七区温度 220°C， 八区温度 220°C，九区温度 220°C，十区温度 220°C，机头温度 230°C；螺杆转速为 200-800 转 / # 述方法制得的高极性阻燃苯乙烯组合物粒子按 照标准制备样条进行表 1中所列 出的各性能测试并记录数据于表 2中。

表 2 实施例 1-4以及对比例 1-4中的原料配比以及性能

从上表 2中， 实施例 1-4中可以看出， 制备得到的高极性阻燃苯乙烯组合物具备优 异的阻燃性能、 缺口冲击强度和粘结性能； 配方体系中不同极性改性剂均明显优于未添 加极性改性剂的粘接力， 但不同极性改性剂的表现效果不同， 综合看， SEBS7131 和 MS-NB表现出更优的综合效果。

进一步， 实施例 5-12按照表 3 中所列的重量份将各组分加入高速混合机中进 行均 匀混合， 然后将上述混合物送入双螺杆挤出机中混炼、 挤出、 拉条、 水冷、 切粒； 其中， 双螺杆挤出机的长径比为 20-40; 螺筒温度设定为： 一区温度 180°C， 二区温度 190°C， 三区温度 200°C， 四区温度 210°C， 五区温度 220°C， 六区温度 220°C， 七区温度 220°C， 八区温度 220°C，九区温度 220°C，十区温度 220°C，机头温度 230°C；螺杆转速为 200-800 转 / # 述方法制得的高极性阻燃苯乙烯组合物按照标 准制备样条进行表 1中所列出的 各性能测试并记录数据于表 3中。

以上所述仅为本发明的实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明 说明书内容所作的等效结构或等效流程变换， 或直接或间接运用在其他相关的技术领 域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。