一種電子設(shè)備的外殼材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種外殼材料，具體涉及一種電子設(shè)備的外殼材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子設(shè)備的外殼材料通常為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS)、ABS工程塑料 (PC+ABS)、高抗沖聚苯乙烯（HIPS)等，ABS、PC+ABS等材料的尺寸穩(wěn)定性、耐沖擊性、加工流 動性優(yōu)良，然而密度在1.15g/cm 3以上，質(zhì)量重，并且成本高。HIPS是通過在聚苯乙烯（PS) 中添加丁苯或順丁橡膠改性而成，其成本低，易成型加工，然而該材料的阻燃性差、并且收 縮率高，利用其制備的電子設(shè)備外殼在可靠性試驗、環(huán)境試驗中變形量加大，不僅影響電子 設(shè)備的外觀，甚至還可能會引起外殼開裂，因此使用和應(yīng)用范圍受到限制。
[0003] 聚苯醚（PPO)是一種性能優(yōu)異的熱塑性工程塑料，其密度小、熱穩(wěn)定性高，然而由 于分子鏈剛性較大，因此熔體粘度高、流動性差，成型溫度通常達280-330°C，成型加工困 難；此外，該材料還存在耐溶劑性差、易發(fā)生應(yīng)力開裂、缺口沖擊強度低等缺陷。為了克服 PPO材料所存在的上述缺陷，通常將其與HIPS材料進行合金化，所形成的合金材料不僅能 保留PPO材料原有的特性，并且加工性能大大提高。
[0004] 盡管PP0/HIPS合金材料的成型溫度較PPO材料有所降低，然而成型溫度依然高達 260-285°C，如進一步改善其加工性能以適應(yīng)大尺寸、薄壁或結(jié)構(gòu)復雜的產(chǎn)品需求，則需增 加合金材料中HIPS的含量，然而這會導致合金材料阻燃性能、機械性能等的下降，因此如 何獲得成型溫度低、加工性能以及綜合性能良好，特別是同時具有良好的耐溫性和阻燃性、 低收縮率且質(zhì)輕的外殼材料成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種電子設(shè)備的外殼材料及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的外殼 材料質(zhì)量重、收縮率高、耐溫性和阻燃性差等技術(shù)缺陷。
[0006] 本發(fā)明提供一種電子設(shè)備的外殼材料，由如下重量份的原料組分制成：聚苯醚 30-70份，高抗沖聚苯乙烯40-70份，阻燃劑10-15份，抗氧劑3-5份，潤滑劑1-3份，炭黑色 粉1-2份；其中，所述阻燃劑選自磷酸三苯酯（TPP)、雙酚A-雙（二苯基磷酸酯）（BDP)、十 溴二苯乙烷（DBDPE)、三氧化二銻和溴代三嗪中的一種或多種。
[0007] 本發(fā)明通過向特定重量配比的聚苯醚和高抗沖聚苯乙烯中添加特定重量份的阻 燃劑、抗氧劑和潤滑劑，不僅使該外殼材料在加工時的熔融流動指數(shù)高、成型溫度低，從而 易于成型加工；并且，所形成的外殼材料的質(zhì)量輕，收縮率低，耐溫性、阻燃性、機械性能 (例如拉伸強度、彎曲強度、拉伸模量、彎曲模量、缺口沖擊強度等）良好，特別適合大尺寸、 薄壁或結(jié)構(gòu)復雜以及發(fā)熱量較高的電子設(shè)備外殼材料。
[0008] 此外，炭黑色粉顆粒近似球形，其耐光、耐候、耐化學品的性能極佳，并且具有極高 的遮蓋力和著色力，因此添加炭黑色粉能夠顯著提高外殼材料的黑亮光澤度，從而提升產(chǎn) 品的外觀質(zhì)量。
[0009] 進一步地，本發(fā)明的外殼材料由如下重量份的原料組分制成：聚苯醚50-60份，高 抗沖聚苯乙烯40-50份，阻燃劑12-15份，抗氧劑3. 5-5份，潤滑劑2-3份，炭黑色粉1-2份。 [0010] 上述外殼材料的密度按照ASTM D792標準檢測為I. lg/cm3以下；維卡軟化點溫 度按照IS0306標準檢測為96°C以上；線性膨脹系數(shù)按照ISO 11359-2-1999標準檢測為 65 μ m/°C以下；阻燃等級按照UL94標準檢測為VO級，綜合性能優(yōu)異。
[0011] 在本發(fā)明中，TPP的熔點為49-51°C，沸點為245°C (1.47kPa)，閃點（開口）為 235°C，折射率為1. 552,粘度（50°C )為IlmPa · s，能與乙醚、氯仿、丙酮、苯等混溶，具有良 好的透明性、柔軟性以及抗菌性，具有耐水、耐油、電絕緣性好和相容性好等優(yōu)點，阻燃效果 優(yōu)異。
[0012] BDP的相對密度為1.26(20°C )，磷含量為8. 9%，毒性LD50為5000mg/Kg，粘度 (25°C )為17000mPa. s，是一種無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型磷系阻燃劑，其與HIPS和PPO具有 良好的相容性，在對HIPS和PPO材料進行阻燃改性的過程中既能夠有效地提高改性材料的 阻燃性能，又不會對改性材料的物理、機械性能造成較大影響，因此能夠獲得具有良好抗拉 伸強度、抗彎曲強度、抗沖擊強度、抗熱變形溫度等性能的無鹵阻燃改性材料，利用該改性 材料制備的電子設(shè)備外殼抗沖擊性能較強、并且使用壽命長。
[0013] DBDPE的含水量低于0· 1%，總溴含量彡82. 3%，游離溴彡20ppm，熔點在345°C 以上，其熱穩(wěn)定性和抗紫外線性能較佳，并且滲出性低，特別適用于電子設(shè)備外殼材料的阻 燃。
[0014] 三氧化二銻可作為協(xié)效阻燃劑，特別是其在與鹵素阻燃劑共同使用時能夠在氣體 狀態(tài)下熄滅火焰，阻燃性能穩(wěn)定，適用性強，無毒，抑煙效果好，成本低。
[0015] 溴代三嗪分子量大，結(jié)構(gòu)復雜，其起始分解溫度高，阻燃機理為吸熱分解熱降型， 不含游離溴，并且具有良好的熱穩(wěn)定性、耐光性和電氣性能。
[0016] 上述特定的阻燃劑不僅能夠使外殼材料具備良好的阻燃性，特別是還有利于使外 殼材料具有較高的維卡軟化點溫度，利用該外殼材料制得的外殼耐溫性能優(yōu)異，從而能夠 較好地適用于高發(fā)熱量的電子設(shè)備外殼。
[0017] 在一實施方式中，所述阻燃劑由磷酸三苯酯、雙酚A-雙（二苯基磷酸酯）和十溴 二苯乙烷組成，并且所述磷酸三苯酯、雙酚A-雙（二苯基磷酸酯）和十溴二苯乙烷之間的 重量配比為（4-5) :6 :(2-4)。
[0018] 向外殼材料中添加由上述三種阻燃劑組成的復合阻燃劑時，外殼材料的阻燃性能 優(yōu)異，并且成型加工性好，不會顯著降低材料的機械性能，且外殼外觀質(zhì)量優(yōu)異。
[0019] 在本發(fā)明中，所述抗氧劑可以選自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸酯] 季戊四醇酯（抗氧劑1010)、β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧 劑1076)和三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯（抗氧劑168)中的一種或多種。
[0020] 其中，抗氧劑1010無毒、熱穩(wěn)定性好、持效性長，能夠防止外殼材料在長期老化過 程中的熱氧化降解，有利于延長產(chǎn)品的使用期限；抗氧劑1076耐熱性好，可有效抑制聚合 物的熱降解和氧化降解；抗氧劑168為低揮發(fā)性亞磷酸酯類抗氧劑，其與主抗氧劑（例如抗 氧劑1010、抗氧劑1076等）并用時具有良好的協(xié)同效應(yīng)。
[0021] 在一實施方式中，所述抗氧劑由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸酯] 季戊四醇酯、β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯和三[2. 4-二叔丁基苯 基]亞磷酸酯組成，并且所述四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯、 β - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯和三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯 之間的重量配比為（3-4) : (0. 5-2) : (0. 5-1. 5)，例如3 :1 :1。
[0022] 本發(fā)明人經(jīng)大量研宄發(fā)現(xiàn)，在外殼材料中添加由上述三種特定抗氧劑組成的復合 抗氧劑時，能夠顯著增加外殼材料的維卡軟化點溫度，此時維卡軟化點溫度按照IS0306標 準檢測可達107°C以上，外殼材料的耐溫性能顯著提高。
[0023] 在本發(fā)明中，所述潤滑劑可以選自硬脂酸鈣、硅酮、石蠟、聚乙烯蠟和硬脂酸鋅中 的一種或多種。這些潤滑劑與PPO和HIPS材料的相容性好，有利于外殼材料的成型加工。
[0024] 在一實施方式中，所述潤滑劑由硬脂酸鈣和聚乙烯蠟組成，并且硬脂酸鈣與聚乙 烯蠟的重量配比為3 :(1-2)。在外殼材料中添加由上述兩種特定潤滑劑組成的復合潤滑劑 時，不僅有利于外殼材料的成型加工，此外還有利于保證外殼材料的各項機械性能，且注塑 工藝性參數(shù)范圍寬，外殼產(chǎn)品外觀凹坑、流痕等不良率低。
[0025] 本發(fā)明還提供上述任一所述外殼材料的制備方法，包括如下步驟：
[0026] 1)將30-70重量份的聚苯醚、40-70重量份的高抗沖聚苯乙烯、10-15重量份的阻 燃劑、3-5重量份的抗氧劑、1-3重量份的潤滑劑和1-2重量份的炭黑色粉攪拌混勻，制得混 合料；
[0027] 2)將所述混合料置于擠出機中進行擠出，擠出后冷卻、切粒、干燥，制得所述外殼 材料。
[0028] 上述制備方法操作簡單，易于控制，特別是各特定重量份的組成有利于外殼材料 的成型加工，材料在加工過程中的熔