具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

所述一种有卤阻燃增强聚酮材料，各组分以及各组分含量如下：

其中，所述主阻燃剂选自十溴二苯乙烷，溴化环氧树脂，溴化聚苯乙烯中的至少一种；

所述辅阻燃选自三氧化二锑、锑酸钠中的至少一种。

可选地，所述聚酮PK的份量上限选自41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份；所述聚酮PK的份量下限选自40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份。

可选地，所述主阻燃剂的份量为9份。

可选地，所述主阻燃剂的份量为10份。

可选地，所述主阻燃剂的份量为11份。

可选地，所述辅阻燃剂的份量为3份。

可选地，所述辅阻燃剂的份量为4份。

可选地，所述填充增强的份量上限选自31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份，所述填充增强的份量下限选自30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份。

可选地，所述抗氧剂的份量为0.2份。

可选地，所述抗氧剂的份量为0.3份。

可选地，所述抗氧剂的份量为0.4份。

可选地，所述抗氧剂的份量为0.5份。

可选地，所述抗氧剂的份量为0.6份。

可选地，所述润滑剂的份量为0.2份。

可选地，所述润滑剂的份量为0.3份。

可选地，所述润滑剂的份量为0.4份。

可选地，所述润滑剂的份量为0.5份。

可选地，所述润滑剂的份量为0.6份。

可选地，所述润滑剂的份量为0.7份。

可选地，所述润滑剂的份量为0.8份。

可选地，所述成核剂的份量为0.3份。

可选地，所述成核剂的份量为0.4份。

可选地，所述成核剂的份量为0.5份。

可选地，所述成核剂的份量为0.6份。

可选地，所述填充增强为短玻璃纤维。

可选地，所述抗氧剂为主抗氧剂和副抗氧剂按照重量比为1:1混合而成。

可选地，所述主抗氧剂选自受阻酚型抗氧剂。

可选地，所述副抗氧剂选自受阻酚型抗氧剂。

可选地，所述主抗氧剂选自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯。

可选地，所述副抗氧剂选自亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。

可选地，所述润滑剂选自N，N′-双乙撑硬脂肪酸酰胺、硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡和硅氧烷中的至少一种。

可选地，所述成核剂选自长碳链线性饱和羧酸钠盐NAV101和长碳链线性饱和羧酸钙盐CAV102中的至少一种。

所述一种有卤阻燃增强聚酮材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取聚酮原料，并置于温度为100～120℃条件下进行烘干处理4-10h,备用；

(2)向告诉混合器中加入干燥处理后的聚酮，再加入润滑剂、成核剂和抗氧剂，高速混合处理1-2min，制得混合物料A；

(3)将主阻燃剂和副阻燃剂投入至高速混合器中，混合处理2-4min后，加入混合物料A，继续混合处理2-3min，制得混合物料B；

(4)将混合物料B置于温度为90-100℃条件下，干燥处理2-3h，备用；

(5)将经干燥处理的混合物料B与助剂投入到双螺杆挤出机中，加入玻璃纤维进行增强填充挤出进行造粒处理，制得所述有卤阻燃增强聚酮材料。

可选地，所述步骤(5)中双螺杆挤出机的各段温度设定为：一区温度140～170℃，二区温度220～240℃，三区温度230～250℃，四区温度230～240℃，五区温度220～230℃，六区温度200～220℃，七区温度200～220℃，八区温度200～220℃，机头温度为230～250℃。

可选地，所述经干燥处理的混合物料B在双螺杆挤出机中停留时间为1～2分钟。

可选地，所述双螺杆挤出机内压力为12～18兆帕。

所述的一种有卤阻燃增强聚酮材料或所制备的一种有卤阻燃增强聚酮材料于汽车材料中的应用。

本发明采用聚酮，辅以填充增强、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、成核剂，使聚酮在熔融态下改性。其中，聚酮为结晶性的材料，选用的是韩国晓星公司提供的低粘度食品级绿色PK树脂M930F。

阻燃剂的加入可以使材料达到很好的阻燃效果，由于PK材料分子链的统一性，因此可以添加较少的阻燃剂就能达到V-0的阻燃效果，主、辅阻燃剂的复配同时也大大降低了成本，而且该阻燃剂的加入还有一个效果，增加PK材料的流动性，更好的降低了加工的难易程度。本发明所采用的阻燃剂为山东寿光公司生产的十溴二苯乙烷，山东寿光公司生产的溴化环氧树脂，美国雅宝公司生产溴化聚苯乙烯(621)，辅阻燃剂则选用较为常规的湖南辰州三氧化二锑(Sb203)和成都开飞锑酸钠(SA-F)。

填充增强选用的是改性生产中常用的玻璃纤维，玻璃纤维的加入可以大大提高材料的综合性能，这是公知常识。但是本专利选择重庆复合材料短玻璃纤维301HP进行增强改性研究，从而得到高性能化的聚酮改性材料。

抗氧剂的加入是防止材料在加工过程中，由于材料本身易分解，材料在机器螺杆中摩擦生热导致机器温度过高，从而引起一些助剂的分解或者原材料的热氧分解而加入的助剂，可以更好的催进改性，使改性加工更加容易化。本发明所采用的抗氧剂分为主抗氧剂和副抗氧剂按重量比1：1的比例配合使用，其中主抗氧剂为受阻酚型抗氧剂四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(代号：1010)，副抗氧剂为受阻酚型抗氧剂亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(代号：168)。

润滑剂的作用主要是加入到材料中使其他助剂和原材料更好的分散，润滑剂包括内润滑剂和外润滑剂，或者是内润滑剂和外润滑剂形成的复合润滑剂。其中内润滑剂可以是脂肪酸酰胺类润滑剂或烃类润滑剂，外润滑剂可以是非极性润滑剂。脂肪酸酰胺类润滑剂包括N，N′-双乙撑硬脂肪酸酰胺(TAF)、硬脂酸酰胺；烃类润滑剂包括石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡；非极性润滑剂可以是硅氧烷。

成核剂的加入是为了催进材料的结晶速率，虽然PK是结晶性材料，但是在改性过程中结晶度还是会因为助剂的影响而有所降低，因此如果能够很好的使材料在改性过程中获得较高的结晶度的话，既可以大幅度的提高材料的力学性能，同时也可以大大提高材料的耐温性能，使材料能够在更广泛的领域得到应用。本发明所采用的成核剂主要为长碳链线性饱和羧酸钠盐NAV101，和长碳链线性饱和羧酸钙盐CAV102其中的一种。

以下结合若干实施例对本发明的技术方案作进一步的解释说明。

本发明实施例中的各物质均为市售。

实施例1

按重量份数称取聚酮(PKM930F)43，主阻燃剂十溴二苯乙烷9份，辅阻燃剂Sb2O33份，短玻璃纤维301HP 40份，抗氧剂1010和168均为0.3份，润滑剂TAF和硅氧烷均为0.3份，成核剂CAV1020.3份。制备有卤阻燃增强PK材料。

采用以下方法制备复合材料：

a、称取原料，包括聚酮(100℃4h)，并对所述原料分别进行干燥处理；

b、将干燥好的聚酮加到高速混合机中，并加入润滑剂、成核剂和抗氧剂，进行高速混合约2min；

c、将主阻燃剂和辅阻燃剂投入到高速混合机中进行混合约2min，混合好后把混好的阻燃剂加入到之前的混合好的物料中进行充分混合约3min，将混合好的物料放入到干燥箱中100℃干燥3h；

d、将充分混合并干燥的原料及助剂投入到双螺杆挤出机中，加入玻璃纤维进行增强填充挤出造粒，制备有卤阻燃增强聚酮增强材料。

双螺杆挤出机的各段温度设定为：一区温度140℃，二区温度220℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度230℃，六区温度220℃，七区温度210℃，八区温度200℃，机头温度为240℃。在双螺杆挤出机中停留时间1分钟，压力为15兆帕(MPa)。

实施例2

按重量份数称取聚酮(PK M930F)46份，主阻燃剂十溴二苯乙烷10份，辅阻燃剂SA-F 3份，短玻璃纤维301HP 40份，抗氧剂1010和168均为0.3份，润滑剂TAF和硅氧烷均为0.3份，成核剂CAV1020.3份。制备有卤阻燃增强PK材料。

采用以下方法制备复合材料：

a、称取原料，包括聚酮(110℃3h)，并对所述原料分别进行干燥处理；

b、将干燥好的聚酮加到高速混合机中，并加入润滑剂、成核剂和抗氧剂，进行高速混合约1min；

c、将主阻燃剂和辅阻燃剂投入到高速混合机中进行混合约3min，混合好后把混好的阻燃剂加入到之前的混合好的物料中进行充分混合约3min，将混合好的物料放入到干燥箱中100℃干燥3h；

d、将充分混合并干燥的原料及助剂投入到双螺杆挤出机中，加入玻璃纤维进行增强填充挤出造粒，制得高性能有卤阻燃增强PK材料。

双螺杆挤出机的各段温度设定为：

一区温度150℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度240℃，五区温度220℃，六区温度200℃，七区温度200℃，八区温度210℃，机头温度为240℃。本发明所述的制备方法，双螺杆挤出机中停留时间为2分钟，双螺杆挤出机内压力为14兆帕。

实施例3

按重量份数称取聚酮(PK M930F)50份，主阻燃剂62110份，辅阻燃剂Sb2O34份，短玻璃纤维301HP 30份，抗氧剂1010和168均为0.3份，润滑剂TAF和硅氧烷均为0.3份，成核剂CAV1020.3份，有卤阻燃增强聚酮材料。

采用以下方法制备复合材料：

a、称取原料，包括聚酮(110℃4h)，并对所述原料分别进行干燥处理；

b、将干燥好的聚酮加到高速混合机中，并加入润滑剂、成核剂和抗氧剂，进行高速混合约2min；

c、将主阻燃剂和辅阻燃剂投入到高速混合机中进行混合约2min，混合好后把混好的阻燃剂加入到之前的混合好的物料中进行充分混合约3min，将混合好的物料放入到干燥箱中90℃干燥2.5h；

d、将充分混合并干燥的原料及助剂投入到双螺杆挤出机中，加入玻璃纤维进行增强填充挤出造粒，制得高性能有卤阻燃增强PK材料。

本发明所述的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机的各段温度设定为：

一区温度160℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度220℃，六区温度210℃，七区温度210℃，八区温度200℃，机头温度为250℃。本发明所述的制备方法，双螺杆挤出机中停留时间为2分钟，双螺杆挤出机内压力为15兆帕。

实施例4

按重量份数称取聚酮(PK M930F)48份，主阻燃剂6219份，辅阻燃剂Sb2O33份，短玻璃纤维301HP 30份，抗氧剂1010和168均为0.3份，润滑剂TAF和硅氧烷均为0.3份，成核剂CAV1020.3份，制得有卤阻燃增强聚酮材料。

采用以下方法制备复合材料：

a、称取原料，包括聚酮(120℃4h)，并对所述原料分别进行干燥处理；

b、将干燥好的聚酮加到高速混合机中，并加入润滑剂、成核剂和抗氧剂，进行高速混合约2min；

c、将主阻燃剂和辅阻燃剂投入到高速混合机中进行混合约3min，混合好后把混好的阻燃剂加入到之前的混合好的物料中进行充分混合约2min，将混合好的物料放入到干燥箱中100℃干燥3h；

d、将充分混合并干燥的原料及助剂投入到双螺杆挤出机中，加入玻璃纤维进行增强填充挤出造粒，制得有卤阻燃增强聚酮材料。

本发明所述的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机的各段温度设定为：

一区温度160℃，二区温度220℃三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度210℃，七区温度200℃，八区温度200℃，机头温度为245℃。本发明所述的制备方法，双螺杆挤出机中停留时间为1分钟，双螺杆挤出机内压力为14兆帕。

实施例5

按重量份数称聚酮(PK M930F)52份，主阻燃剂溴化环氧树脂10份，辅阻燃剂SA-F3份，短玻璃纤维301HP 30份，抗氧剂1010和168均为0.3份，润滑剂TAF和硅氧烷均为0.3份，成核剂CAV1020.3份，制得有卤阻燃增强聚酮材料。

制备方法同实施例1相同。

实施例6

按重量份数称取聚酮(PK M930F)44份，主阻燃剂溴化环氧树脂11份，辅阻燃剂SA-F 4份，短玻璃纤维301HP 35份，抗氧剂1010和168均为0.3份，润滑剂TAF和硅氧烷均为0.3份，成核剂CAV1020.3份，制得有卤阻燃增强聚酮材料。

制备方法同实施例1相同。

实施例7

按重量份数称取聚酮(PK M930F)44份，主阻燃剂62110份，辅阻燃剂SA-F4份，短玻璃纤维301HP 35份，抗氧剂1010和168均为0.2份，润滑剂TAF和硅氧烷均为0.6份，成核剂CAV1020.3份，制得有卤阻燃增强聚酮材料。

制备方法同实施例1相同。

实施例8

按重量份数称取聚酮(PK M930F)45份，主阻燃剂十溴二苯乙烷11份，辅阻燃剂SA-F 3份，短玻璃纤维301HP 35份，抗氧剂1010和168均为0.5份，硬脂酸酰胺和硅氧烷均为0.3份，成核剂NAV1010.3份，制得有卤阻燃增强聚酮材料。

制备方法同实施例1相同。

实施例9

按重量份数称取聚酮(PK M930F)52份，主阻燃剂十溴二苯乙烷11份，辅阻燃剂SA-F 3份,短玻璃纤维301HP 30份，抗氧剂1010和168均为0.6份，聚乙烯蜡和硅氧烷均为0.8份，成核剂NAV1010.6份，制得有卤阻燃增强聚酮材料。

制备方法同实施例1相同。

实施例10

按重量份数称取聚酮(PK M930F)51份，主阻燃剂62111份，辅阻燃剂SA-F3份，短玻璃纤维301HP 40份，抗氧剂1010和168均为0.4份，聚丙烯蜡和硅氧烷均为0.5份，成核剂CAV1020.4份，制得有卤阻燃增强聚酮材料。

制备方法同实施例1相同。

实施例11

可采用以下检测方法、步骤、条件和标准对上述10组实施例所制备的有卤阻燃增强聚酮材料。

料进行性能评价。

将完成造粒的有卤阻燃增强聚酮材料粒子在110～120℃的鼓风烘箱中干燥3～4小时，再将干燥的粒子在80T注塑机上注塑制样，制样过程中，保持模温在120～140℃之间。

拉伸强度按ASTM-D638标准进行检验：试样类型为I型，样条尺寸(mm)：180(长)×(12.68±0.2)(颈部宽度)×(3.23±0.2)(厚度)，拉伸速度为5mm/分钟。

弯曲强度和弯曲模量按ASTM-D790标准进行检验：试样类型为试样尺寸(mm)：(128±2)×(12.8±0.2)×(3.21±0.2)，弯曲速度为2mm/分钟。

缺口冲击强度按ASTM-D256标准进行检验：试样类型为V口缺口型，试样尺寸(mm)：(63±2)×(12.58±0.2)×(4.21±0.2)；缺口类型为V口类，缺口剩余厚度为2.44mm。

热变形温度按ASTM-D648标准进行检验，负载为1.82MPa，跨距为100mm，试样尺寸(mm)：(128±2)×(13±0.2)×(6.4±0.2)，最大变形量为0.25mm。

阻燃测试按国际UL-94标准进行检验，样条尺寸(mm)：1/8样条：(128±2)×(12.8±0.2)×(3.21±0.2)；1/16样条：(128±2)×(12.66±0.2)×(1.59±0.2)。

下面选取其中实施例1～6的有卤阻燃增强聚酮材料性能测试及其结果进行分析。为清楚的进行对比，下面列举实施例1～6的复合材料原料组分如下表1所示。

表1实施例1～实施例6的复合材料原料重量份数(单位：份)

采用前述检测方法和步骤对实施例1～6的复合材料进行性能评价，结果如下表2所示。

表2实施例1～6及对比组的复合材料性能测试结果

从表2中可以看出：在其他条件不变，或者只是小波动的变化下，不同的阻燃体系对整个改性材料的综合机械性能影响较大，合适的阻燃体系，恰当的用量不但能够达到阻燃优异的效果，同时还能够尽可能保留材料的综合强度，使材料综合性能非常优异。经试验证明，实例4组分配比应为最佳效果：按重量份数计，聚酮(PK)48份，主阻燃剂6219份，辅阻燃剂Sb2O33份，短玻璃纤维301HP 30份，抗氧剂1010和168均为0.3份，润滑剂TAF和硅氧烷均为0.3份，成核剂CAV1020.3份。这样的配比，第一是选用了国内最为合适成熟的玻璃纤维进行增强改性，其次选用了低比例的阻燃剂份量(如果是正常尼龙阻燃V0，需要添加16-18份左右的621)，这样可以大大降低材料改性过程中的成本问题，使得材料机械性能影响最小，在经济成本低的情况下，做出了最为优异的力学性能。因此这样的比例组合应为选用的最优组合，同时也体现了本专利所要论述的主要问题，体现出了本专利的优越性和新颖性。

因此我司通过不断研究开发，成功开发了一系列的改性聚酮材料，使得聚酮材料在汽车，电子，工业，医疗，食品，消费品等等领域，成功的替代传统意义的PA，PBT，POM，成为新一代的绿色新型材料。

由于聚酮的各类优异的特性，我司制备出了一种加工性能优异简单，绿色环保符合欧盟标准的有卤阻燃增强材料，以填补该材料在国内改性的空白，为后续聚酮材料改性研发做出基础性贡献。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。