技术领域
[0001] 本
发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种塑料及其制作方法和一种外壳。
背景技术
[0002] 随着科学技术的不断更新换代，
电子设备的功能也越来越丰富，因此需要电子设备的
电路板的功能更加的集成化，这必然要求
电路板更加复杂并承载更多的计算任务，因此电路板的发热量越来越大，从而，对电子设备的外壳材料的耐热性要求也逐步提高，国际电工委员会已出台音视频信息通讯设备安规标准要求，对于大尺寸信息技术设备(如显示器或电脑)，需要满足5VB的阻燃等级，维卡
软化温度达到100℃以上。
[0003]
现有技术中信息技术设备的外壳常采用ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copoly-mers，简称ABS，中文名称为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)塑料，其阻燃等级在V0(标准UL94)级以下，其维卡软化温度在95℃(标准ISO306：50N，50℃/h，0.1mm)左右。因此，现有的ABS塑料的阻燃等级和耐热性能较低，已经不能满足信息技术设备对
阻燃性能和耐热性能的要求。
发明内容
[0004] 本发明
实施例提供一种塑料及其制作方法和一种外壳，具备较高的阻燃性能和耐热性能，从而使采用本发明技术方案制成的外壳满足信息技术设备安规要求。
[0005] 为实现上述目的，本发明实施例提供的塑料中含有阻燃体系以及与阻燃体系协同的耐
氧化助剂，可以提高塑料的阻燃等级至5VB(标准UL94，下述涉及的阻燃等级均为该标准中的阻燃等级)，塑料耐热性能也大大提高，表现为维卡软化温度在100℃以上。
[0006] 本发明实施例还提供一种外壳，该外壳采用前述技术方案所述的塑料制得。
[0007] 本发明实施例还提供一种塑料的制作方法，首先在混料机中按顺序混料，再进入
挤出机中进行熔融处理，特别是需要将料筒的前部、中部、后部及机头设置在合适的温度，才能生产出本发明具有较高阻燃等级和耐热性能的塑料。
[0008] 综上所述，本发明实施例的塑料中含有阻燃体系以及与阻燃体系协同的耐氧化助剂，可以提高塑料的阻燃等级至5VB，塑料耐热性能也大大提高，表现为维卡软化温度在100℃以上，从而使采用该塑料制作的外壳满足信息技术设备安规的要求。
具体实施方式
[0009] 为了提高塑料的阻燃等级和耐热性能，本发明实施例提供了一种塑料及其制作方法和一种外壳。在本发明的技术方案中，塑料中含有阻燃体系以及与阻燃体系协同的耐氧化助剂，可以提高塑料的阻燃等级至5VB，塑料耐热性能也大大提高，表现为维卡软化温度在100℃以上，进而使采用该塑料制成的外壳满足信息技术设备安规的要求。为了让本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下以非限制性的实施例为例对本发明作进一步详细说明。
[0010] 本发明实施例首先提供一种塑料，包括：
[0011] 45～55重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymers，简称ABS，在具体实施方式中以下简称ABS
树脂)；
[0012] 28～35重量份的苯乙烯-丙烯腈共聚物(Styrene-acrylonitrile copolymer，简称SAN，在具体实施方式中以下简称SAN树脂)；
[0013] 15～20重量份的阻燃体系，包括重量比为1.8～3.0：1的主阻燃剂和复配阻燃剂；
[0014] 3～5重量份的耐氧化助剂，所述耐氧化助剂包括重量比为0.5～2.5：1的四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-联苯基双
亚磷酸酯和受阻酚类抗氧剂；
[0015] 1～2重量份的增容剂。
[0016] 在本发明技术方案中，是提供了一种塑料，具体的讲，为ABS塑料，该ABS塑料具有环保阻燃耐热性能，在该ABS塑料的组分中由于耐氧化助剂和阻燃体系的协同作用，使得塑料的阻燃等级达到了5VB，其维卡软化温度也达到了100℃以上，大大提高了塑料的阻燃性能和耐热性能，从而使本发明的塑料制成的外壳能满足信息技术设备安规的要求。
[0017] 在本发明技术方案中，“所述耐氧化助剂包括重量比为0.5～2.5：1的四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-联苯基双亚磷酸酯和受阻酚类抗氧剂”，是指本发明技术方案中的耐氧化助剂为四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-联苯基双亚磷酸酯以及至少一种受阻酚类抗氧剂，其中，四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-联苯基双亚磷酸酯和受阻酚类抗氧剂总重量的重量比为0.5～2.5：1。其中，四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-联苯基双亚磷酸酯和受阻酚类抗氧剂的重量比更优选为1～1.5：1。
[0018] 在本发明技术方案中，塑料中耐氧化助剂可以与阻燃体系协同作用，本发明的耐氧化助剂为四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-联苯基双亚磷酸酯和至少一种受阻酚类抗氧剂，其中，受阻酚类抗氧剂优选采用N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，特别是采用这三种耐氧化助剂的混合物时具有明显提升塑料耐热性能的作用。在聚烯
烃的氧化降解过程中，氧气存在情况下发生氧化循环，再发生降解循环，受阻酚类抗氧剂通过捕捉氧化循环中
聚合物过氧化自由基(ROO·)后变成氢过氧化物(RCOOH)，阻止氧化循环的进行。氢过氧化物对热氧化降解循环过程具有自动催化作用，而受阻酚类抗氧剂自身不能分解氢过氧化物，所以单独使用受阻酚类抗氧剂的聚合物中，仍有潜在的热氧老化的危险，难以实现理想的抗氧化目的。因此，本发明中耐氧化助剂还采用亚磷酸酯类化合物(四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-联苯基双亚磷酸酯)，其虽然不具备捕捉过氧化自由基的能
力，但能够分解氢过氧化物，阻止降解循环的进行，从而抑制了自动催化反应导致的聚合物降解。特别是本发明采用的四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-联苯基双亚磷酸酯，其相对分子
质量高达1034，最大特征是挥发性低，耐析出性高，因而有较好的耐久性，另外，因其分子量较高且具有C-P键因此使其具有良好的热
稳定性和耐
水解稳定性，且高温抗氧效能突出，不污染、不着色，在350℃左右仍保持稳定。
[0019] 在本发明技术方案中，以ABS树脂的重量份为基准，当SAN树脂的重量份较小时，则易造成材料刚性太强，冲击强度较低，当SAN树脂的重量份较大时，易造成刚性不足；当阻燃体系的重量份较小时，易造成阻燃性能不足，达不到5VB，当阻燃体系的重量份较大时，易造成材料流动性较低，不容易
注塑成型；当耐氧化助剂的重量份较小时，易造成耐热等级不足，维卡软化温度不满足要求，当耐氧化助剂的重量份较大时，易造成材料流动性较差，不容易注塑成型；当增容剂的重量份较小时，易造成注塑流动性能的降低，当增容剂的重量份较大时，易造成注塑过程中挥发物增加，容易在外壳表面产生白纹，外观不良。
[0020] 在本发明技术方案中，可以采用重均分子量为15～35万，
橡胶含量为8％～18％的ABS树脂；可以采用丙烯腈含量为25％～35％的SAN树脂。
[0021] 优选的，
发明人发现，当所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重量份为49～50重量份；所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的重量份为32～33重量份；所述阻燃体系的重量份为17～19重量份；所述耐氧化助剂的重量份为3～4重量份；所述增容剂的重量份为1～2重量份时，本发明的塑料具有很高的阻燃性能和耐热性能。
[0022] 本发明的塑料的受阻酚类抗氧剂可以有多种，本发明优选采用N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和/或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
[0023] 本发明的塑料的阻燃体系的类型可以有多种，本发明优选采用，所述主阻燃剂为四溴双酚A，溴化
环氧树脂低聚物，三(三溴苯基)氰尿酸酯和十溴二苯乙烷中的一种或多种；所述复配阻燃剂为三氧化二锑。主阻燃剂和复配阻燃剂的重量比为1.8～3.0：1，优选为2～2.8：1。
[0024] 本发明中可以使用的增容剂也可以有多种，优选的，所述增容剂为
硅油、白矿油、
脂肪酸酰胺、
硬脂酸钡、聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酸酰胺中一种或多种。
[0025] 本发明的塑料的上述技术特征可以任意组合。
[0026] 本发明实施例还提供一种外壳，采用上述任一种塑料制得。例如可以采用注塑的方式得到不同形状的外壳。
[0027] 优选的，所述外壳为音视频设备的外壳或信息技术设备的外壳。特别是对于大尺寸及发热量较高的设备外壳最为适用。例如，电视机外壳、电脑主机外壳、电脑屏幕外壳等。
[0028] 本发明实施例还提供一种塑料的制作方法，该制作方法包括：
[0029] 将45～55重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、28～35重量份的苯乙烯-丙烯腈共聚物及1～2重量份的增容剂置入混料机中，搅拌均匀；
[0030] 将15～20重量份的阻燃体系置入混料机中，搅拌均匀；
[0031] 将3～5重量份的耐氧化助剂置入混料机中，搅拌均匀，形成混合物料，其中所述耐氧化助剂包括重量比为0.5～2.5：1的四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-联苯基双亚磷酸酯和受阻酚类抗氧剂；
[0032] 将所述混合物料传输至挤出机进行熔融处理，形成熔融的物料，其中设置料筒前部、中部、后部及机头温度分别为155～165℃、170～180℃、180～190℃和205℃～218℃；
[0033] 将熔融的物料进行水冷、切粒、过筛和烘干，得到所述塑料。
[0034] 进一步的，发明人发现，所述将所述混合物料传输至挤出机进行熔融处理，形成熔融的物料，具体设置料筒前部、中部、后部及机头温度分别为158～160℃、175～178℃、185～188℃和209℃～210℃。特别是对于机头温度，影响增容剂在材料中最终含量，当机头温度设置在205℃～218℃时，生产出的塑料具有更高的阻燃性能和耐热性能，并具有良好的注塑成型性能。
[0035] 进一步地，受阻酚类抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和/或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
[0036] 以下列举具体的实施例来说明本发明的塑料及其制作方法，但本发明并不限于下述实施例。在下述实施中，ABS树脂购自巴斯夫公司，重均分子量为15-35万，橡胶含量为8-18％；SAN树脂购自台化公司，丙烯腈含量为50-85％；溴化环氧树脂低聚物，阻燃体系中其它各组分、各个耐氧化助剂及各种增容剂均为市购得到。
[0037] 按照表1中的塑料的各组分及其重量份制作实施例1～6的塑料，具体制作方法如下：
[0038] 将ABS树脂、SAN树脂及增容剂放入混料机中，搅拌均匀，优选混料机为高速混料机；
[0039] 再在混料机中加入阻燃体系，搅拌均匀；
[0040] 再在混料机中加入耐氧化助剂，搅拌均匀，形成混合物料；
[0041] 将上述的混合物料传输至挤出机的加料斗中，开启挤出机，控制料筒的前部、中部、后部及机头温度分别为：155～165℃、170～180℃、180～190℃、205～218℃；其中挤出机优选采用双
螺杆挤出机，螺杆转速控制在200～230rpm/min；实施例1中，料筒的前部、中部、后部及机头温度分别为：160℃、175℃、185℃、210℃；实施例2中，料筒的前部、中部、后部及机头温度分别为：155℃、170℃、180℃、205℃；实施例3中，料筒的前部、中部、后部及机头温度分别为：165℃、178℃、190℃、215℃；实施例4中，料筒的前部、中部、后部及机头温度分别为：164℃、180℃、188℃、218℃；实施例5中，料筒的前部、中部、后部及机头温度分别为：158℃、175℃、182℃、209℃；实施例6中，料筒的前部、中部、后部及机头温度分别为：165℃、180℃、190℃、218℃；
[0042] 将挤出机挤出的熔融物料经水冷、切粒、过筛、烘干，即得实施例1～6的ABS塑料。
[0043] 表1中对比例1除了不采用耐氧化助剂以外，其它与实施例2相同；
[0044] 表1中对比例2除了采用耐氧化助剂为常规的耐氧化助剂(如四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八
碳醇酯)以外，其它与实施例2相同；
[0045] 表1中对比例3除了机头温度为203℃以外，其它与实施例2相同；
[0046] 表1中对比例4除了机头温度为220℃以外，其它与实施例2相同。
[0047] 表1实施例1～6及对比例1～4提供的塑料的各组分及其重量份
[0048]
[0049]
[0050] 在表1中，阻燃体系中，FR1代表四溴双酚A，FR2代表溴化环氧树脂低聚物，FR3代表三(三溴苯基)氰尿酸酯，FR4代表十溴二苯乙烷，FR5代表三氧化二锑；耐氧化助剂中，AO1代表四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’联苯基双亚磷酸酯，AO2代表N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，AO3代表四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
[0051] 以下对实施例1～6及对比例1～4得到的塑料即得到的ABS塑料采用常规的性能测试方法进行性能测试，测试结果如表2所示，测试参数对应的标准及条件如下：
[0052] 测试参数为拉伸强度(屈服点)，依据标准为ASTM D638，测试条件为5mm/min；
[0053] 测试参数为弯曲强度(屈服点)，依据标准为ASTM D790，测试条件为2.8mm/min；
[0054] 测试参数为拉伸模量，依据标准为ASTM D638，测试条件为5mm/min；
[0055] 测试参数为弯曲模量，依据标准为ASTM D790，测试条件为2.8mm/min；
[0056] 测试参数为缺口冲击强度，依据标准为ASTM D256，测试条件为23℃(1/4)；
[0057] 测试参数为维卡软化温度，依据标准为ISO306，测试条件为50N，50℃/h，0.1mm；
[0058] 测试参数为阻燃等级，依据标准为UL94，测试样条厚度为1.6mm；
[0059] 测试参数为熔融流动指数，依据标准为ASTM D1238，测试条件为220℃/10kg。
[0060] 表2实施例1～6和对比例1～4制得的塑料的性能参数表
[0061]
