一种采用溴代酚类物质的工程塑料在防虫中的应用

技术领域

本发明属于工程塑料应用领域，特别涉及一种采用溴代酚类物质的工程塑料在防虫中的应用。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高，智能家居产品逐渐普及，各种感应器构成了智能家居产品的重要组成部分，如烟雾报警器、燃气报警器、雨水感应器、人体感应器等。这些感应器都属于带电部件，使用过程中会有一定程度的发热，会吸引各种昆虫和生物体靠近。如果感应器周围昆虫等生物体大量聚集，会造成感应器失灵，导致智能家居系统不能正常运行。如果是报警器类感应器失灵，更是会有很大的安全隐患，例如烟雾探测器，烟雾探测设备外壳都需要开很多与环境连接的孔，保证烟雾能进入到设备里。如果小蚊子或者小飞虫受到探测器发射的可见光或者红外光的吸引，向探测器聚集，这样会堵塞外壳的孔洞，甚至进入探测迷宫里，导致感应器误报或者失灵。因此感应器塑料具有防虫功效是非常重要的。

中国专利CN107722505A公开了一种用于层压成型的韧性片状驱虫塑料母粒及其制备方法，该母粒制备原料以载体树脂为100重量份为基准，包括载体树脂100重量份、驱虫剂3～15份、韧皮纤维20～50重量份、固化剂3～5重量份、无机填料10～25重量份和有机溶剂30～80重量份。该塑料母粒将驱虫剂融合在载体树脂中，其可在层压家居中直接添加使用，使层压板具有持久长效的驱虫效果。但是该塑料母粒的驱虫效果还有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用溴代酚类物质的工程塑料在防虫中的应用，以克服现有技术中工程塑料驱虫效果不佳的缺陷。

本发明提供一种采用溴代酚类物质的工程塑料在防虫中的应用。

所述采用溴代酚类物质的工程塑料组分按照重量百分比包括：基体树脂85％～99％，防虫剂0.9％～10％，其他助剂0.1％～5％，其中防虫剂为溴代酚类物质。

所述采用溴代酚类物质的工程塑料组分按照重量百分比包括：ABS树脂85％～98.8％，防虫剂1％～10％，其他助剂0.2％～5％。

所述ABS树脂中丙烯腈的重量百分比为12-35％，丁二烯的重量重量比为8-35％，苯乙烯的重量百分比为30-80％。

所述ABS树脂是市售的ABS树脂、由具有核壳结构的一步法聚合得到的ABS树脂、由乳液法接枝聚合的丁二烯接枝SAN共聚物掺混丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂，SAN)的两步法得到的ABS树脂、丁二烯接枝SAN共聚物与SAN的掺混物中的一种或几种。

所述其他助剂是指用于改善复合材料的热稳定性、耐候性、加工性能等性能的添加剂，所述其他助剂包括抗氧化剂、润滑剂、耐候剂、着色剂中的一种或几种。

所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂。

所述润滑剂包括酰胺类润滑剂、硬脂酸盐类润滑剂、酯类润滑剂、硅酮类润滑剂中的一种或几种。

所述耐候剂包括二苯甲酮类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂中的一种或几种。

所述着色剂包括颜料型着色剂、染料型着色剂和其他具有特殊美学效果的着色剂中的一种或几种。

所述采用溴代酚类物质的工程塑料组分按照重量百分比包括：HIPS树脂86％～98％，防虫剂0.94％～9％，相容剂0.9％～5％。

所述HIPS树脂中丁二烯的重量百分比为2-20％，苯乙烯的重量百分比为80-98％。

所述相容剂为溴代三嗪、十溴二苯乙烷，溴化聚苯乙烯或者梳状共聚物，其中梳状共聚物主链为溴化聚苯乙烯结构，侧链为苯乙烯-丁二烯共聚结构。

所述溴代酚类物质为溴代酚、溴代酚金属离子盐、溴代酚衍生物、溴代酚衍生物金属离子盐中的一种或几种。

所述溴代酚包括四溴双酚A、四溴双酚S、三溴苯酚、四溴苯酚、五溴苯酚中的一种或几种。

所述溴代酚衍生物包括甲基三溴苯酚、二甲基三溴苯酚、乙基三溴苯酚、二乙基三溴苯酚、甲基四溴苯酚、乙基四溴苯酚、三溴苄基酚、四溴苄基酚中的一种或几种。

所述溴代酚金属离子盐包括溴代酚锂盐、溴代酚钠盐、溴代酚钾盐、溴代酚镁盐、溴代酚铝盐、溴代酚钙盐、溴代酚锌盐中的一种或几种。

所述溴代酚衍生物金属离子盐包括溴代酚衍生物锂盐、溴代酚衍生物钠盐、溴代酚衍生物钾盐、溴代酚衍生物镁盐、溴代酚衍生物铝盐、溴代酚衍生物钙盐、溴代酚衍生物锌盐中的一种或几种。

所述采用溴代酚类物质的工程塑料的制备方法为：将基体树脂、防虫剂0.9％～10％和其他助剂混合，然后熔融共混，切粒，即得。

所述熔融共混是通过同向双螺杆挤出机进行，所述同向双螺杆挤出机温度为180-240℃、螺杆转速为200-800转/分钟。

本发明中采用溴代酚类物质的工程塑料可用于防虫驱虫需求的电器设备部件(特别适用于防虫驱虫需求的烟雾报警器)，可适用于室内和室外的应用需求；也可用于有防虫驱虫需求的非电器部件。

本发明将溴代酚类物质加入到基体树脂中，使工程塑料具备防虫驱虫的作用，并且不影响工程塑料的其他应用特性，如基础物性、表面光泽等，可以用于需要防虫驱虫的感应器，避免感应器失效。而防虫剂与塑料的共混使用，可以延长防虫剂的功效和使用寿命。另外相容剂的加入，可以解决由于防虫剂与HIPS不相容导致韧性下降的问题，大大提高缺口冲击强度。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明实施例涉及的原料为：

基体树脂：(1)两步法掺混ABS树脂，即乳液法ABS树脂，LG HI-121H，(2)一步法ABS，即本体法ABS，ABS 8434上海高桥，(3)SAN树脂掺混ABS接枝胶粉，其中SAN树脂，310TR，韩国锦湖，记为A-21，ABS接枝胶粉，MAG 50，苯领，将SAN树脂和ABS接枝胶粉按一定的重量比例投入混合装置中与其他物料进行混合，(4)市售HIPS树脂，PS 350K，韩国锦湖。

防虫剂：(1)三溴苯酚，青岛天元化工，(2)甲基三溴苯酚，常州化工研究所，(3)三溴苯酚钠，百灵威，(4)五溴苯酚，湖北鑫鸣泰化学，(5)四溴苄基酚，湖北云镁科技。

相容剂：(1)溴代三嗪，FR-245，以化集团；(2)十溴二苯乙烷，RDT-3K，山东兄弟；(3)溴化聚苯乙烯，SAYTEX 621，美国雅宝；(4)梳状共聚物，CYD-P218，威海晨源。

实施例1

ABS复合材料的组分按照重量百分比包括：ABS树脂(121H)45％，SAN树脂12％，ABS接枝胶粉28％，甲基三溴苯酚10％，添加剂组合(抗氧剂2％、耐候剂2％、润滑剂1％)5％。

ABS复合材料的制备方法为：将上述组分投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，挤出机各段的温度设定为180℃，螺杆转速设定为200转/分钟，通过同向双螺杆挤出机进行熔融共混后，水冷拉条切粒。

实施例2

ABS复合材料的组分按照重量百分比包括：ABS树脂(8434)98.8％，三溴苯酚钠1％，抗氧剂0.2％。

ABS复合材料的制备方法为：将上述组分投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，挤出机各段的温度设定为200℃，螺杆转速设定为300转/分钟，通过同向双螺杆挤出机进行熔融共混后，水冷拉条切粒。

实施例3

ABS复合材料的组分按照重量百分比包括：SAN树脂63％，ABS接枝胶粉27％，三溴苯酚7.5％，润滑剂2.5％。

ABS复合材料的制备方法为：将上述组分投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，挤出机各段的温度设定为240℃，螺杆转速设定为200转/分钟，通过同向双螺杆挤出机进行熔融共混后，水冷拉条切粒。

实施例4

ABS复合材料的组分按照重量百分比包括：ABS树脂(121H)35％，ABS树脂(8434)34％，SAN树脂15％，ABS接枝胶粉10％，三溴苯酚5％，抗氧剂1％。

ABS复合材料的制备方法为：将上述组分投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，挤出机各段的温度设定为180℃，螺杆转速设定为800转/分钟，通过同向双螺杆挤出机进行熔融共混后，水冷拉条切粒。

实施例5

ABS复合材料的组分按照重量百分比包括：ABS树脂(121H)40％，ABS树脂(8434)55％，甲基三溴苯酚1％，三溴苯酚钠2％，耐候剂2％。

ABS复合材料的制备方法为：将上述组分投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，挤出机各段的温度设定为220℃，螺杆转速设定为600转/分钟，通过同向双螺杆挤出机进行熔融共混后，水冷拉条切粒。

实施例6

ABS复合材料的组分按照重量百分比包括：ABS树脂(121H)50％，SAN树脂12％，ABS接枝胶粉29％，五溴苯酚4％，添加剂组合(抗氧剂2％、耐候剂2％、润滑剂1％)5％。该复合材料的制备方法与实施例1相同。

实施例7

ABS复合材料的组分按照重量百分比包括：ABS树脂(121H)90％，五溴苯酚3％，四溴苄基酚4％，润滑剂3％。该复合材料的制备方法与实施例1相同。

实施例8

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，三溴苯酚1份，溴代三嗪3份。

高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法为：将上述组分投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，挤出机各段的温度设定为180℃，螺杆转速设定为200转/分钟，通过同向双螺杆挤出机进行熔融共混后，水冷拉条切粒。

实施例9

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，三溴苯酚5份，溴代三嗪3份。

高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法为：将上述组分投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，挤出机各段的温度设定为190℃，螺杆转速设定为400转/分钟，通过同向双螺杆挤出机进行熔融共混后，水冷拉条切粒。

实施例10

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，三溴苯酚10份，溴代三嗪3份。

高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法为：将上述组分投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，挤出机各段的温度设定为200℃，螺杆转速设定为300转/分钟，通过同向双螺杆挤出机进行熔融共混后，水冷拉条切粒。

实施例11

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，甲基三溴苯酚5份，溴代三嗪3份。

高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法为：将上述组分投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，挤出机各段的温度设定为200℃，螺杆转速设定为500转/分钟，通过同向双螺杆挤出机进行熔融共混后，水冷拉条切粒。

实施例12

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，三溴苯酚钠5份，溴代三嗪3份。

高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法与实施例8相同。

实施例13

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，三溴苯酚钠5份，十溴二苯乙烷3份。

高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法与实施例8相同。

实施例14

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，三溴苯酚钠5份，溴化聚苯乙烯3份。

高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法与实施例8相同。

实施例15

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，三溴苯酚钠5份，梳状共聚物3份。

高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法与实施例8相同。

实施例16

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，甲基三溴苯酚5份，梳状共聚物3份。

高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法与实施例8相同。

实施例17

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，三溴苯酚5份，梳状共聚物3份。

高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法与实施例8相同。

对比例1

ABS复合材料的组分按照重量百分比包括：ABS树脂(121H)50％，SAN树脂13.5％，ABS接枝胶粉31.5％，添加剂组合(抗氧剂2％、耐候剂2％、润滑剂1％)5％。

该ABS复合材料的制备方法与实施例1相同。

对比例2

ABS复合材料的组分按照重量百分比包括：ABS树脂(8434)99.8％，抗氧剂0.2％。

该ABS复合材料的制备方法与实施例2相同。

对比例3

根据中国专利CN107722505A，ABS复合材料组分按照重量百分比包括：SAN树脂63％，ABS接枝胶粉27％，丙烯菊酯7.5％，润滑剂2.5％。该复合材料制备方法与实施例3相同。

对比例4

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，溴代三嗪3份。该复合材料制备方法与实施例9相同。

对比例5

高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量份包括：HIPS树脂100份，三溴苯酚5份。该复合材料制备方法与实施例9相同。

对比例6

根据中国专利CN107722505A，高抗冲聚苯乙烯复合材料组分按照重量百分比包括：HIPS树脂100份，丙烯菊酯5份，溴代三嗪3份。该复合材料制备方法与实施例9相同。

将实施例1-17和对比例1-6中复合材料经过烘干和注塑成型成3.0mm厚度的圆片，用于测试防虫性能。将实施例8-17和对比例4-6中复合材料注塑成ISO标准的拉伸样条、弯曲样条和缺口冲击样条，用于力学测试。防虫测试具体如下：

试验装置：两只尺寸为50cm×50cm×50cm的透明有机玻璃方箱，分别标记为A、B，方箱顶部均留有透气孔，测试时透气孔用防蚊布盖住，方箱左下角均设有放虫孔。方箱之间用一根直径20×100cm的透明有机玻璃管道连接，连接管道两端均设有活动隔板。

试验昆虫：淡色库蚊羽化后未吸血的雌蚊虫；

试验条件：温度26±1℃，湿度65％±10％；

测试方法：将实施例中的圆片分装在圆柱形包装瓶中，打开瓶盖，在室内条件下自然挥发0天、7天、14天、21天、28天后将试样密封备用。用吸蚊管吸取试虫50只，由放虫孔放入A方箱，关闭放虫孔，其中通道活动隔板处于关闭状态，待试虫活动正常后，取1瓶待测试样，拆封后放入A方箱中央，打开通道的活动隔板，计时开始，30分钟后关闭通道活动隔板，记录逃离蚊虫数与击倒蚊虫数，重复测试三次，测试结果取平均值。每次测试后，清洗整个实验装置，然后进行下一个实验。驱避率＝(逃离蚊虫数+击倒蚊虫数)/50×100％。

实施例1-7和对比例1-3中复合材料的测试结果如表1所示，实施例8-17和对比例4-6中复合材料的测试结果如表2所示。

表1

由表1可知，对比例1或对比例2中复合材料不添加任何防虫剂，其对蚊虫的驱避率只有20％左右，而实施例1或实施例2中复合材料添加防虫剂，样品放置28天后其对蚊虫的驱避率达到94％以上，并且放置时间对驱避率的影响不大。对比例1-2中复合材料虽然不含有防虫剂，但是由于测试方法本身的问题，会有一部分昆虫通过通道进入方箱B，使得驱避率并不为0。另外，实施例3-7中复合材料添加防虫剂，样品放置28天后其对蚊虫的驱避率达到96％以上，并且放置时间对驱避率的影响不大。对比例3中复合材料添加常规防虫剂，其对蚊虫的驱避率不高，防虫效果明显不如实施例3中防虫效果。由此可见，本发明ABS复合材料中添加溴代酚类物质，可以使复合材料具有较好的防虫效果。

表2

由表2可知，对比例4中复合材料不添加防虫剂，样品放置28天后其对蚊虫的驱避率不高，实施例9中复合材料添加溴代酚类物质，样品放置28天后其对蚊虫的驱避率较高，并且放置时间对驱避率的影响不大。对比例4中复合材料虽然不含有防虫剂，但是由于测试方法本身的问题，会有一部分昆虫通过通道进入方箱B，使得驱避率并不为0。对比例6中复合材料添加常规防虫剂，其对蚊虫的驱避率也不高，防虫效果没有实施例9中复合材料好。并且，实施例8、实施例10-17中复合材料中添加溴代酚类物质，样品放置28天后其对蚊虫的驱避率基本可以达到80％以上，并且放置时间对驱避率的影响不大。由此可见，本发明将溴代酚类物质添加到HIPS树脂中，可以使得HIPS材料具有较好的防虫效果。另外，对比例5中复合材料不添加相容剂，其缺口冲击强度比较低，而实施例9中复合材料添加相容剂，其缺口冲击强度比较高，也就是说相容剂的加入，可以大大改善复合材料的缺口冲击强度。