CN102643489B - 一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒及其制备方法，本发明可以实现阻燃性率高，生产环境无粉尘目的。本发明的技术方案是，所述母粒包括以下组分，按质量份数：聚苯乙烯25-35份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物10-20份、十溴二苯乙烷15-25份、溴化环氧树脂15-25份、三氧化二锑8-14份、润滑剂硬脂酸锌0.2-0.6份、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺0.3-0.8份、氧化钙0.3-0.6份、聚四氟乙烯0.1-0.3份、抗氧剂0.2-0.4份。本发明可直接与HIPS树脂搅拌，进行注塑件的生产，不同含量可生产多种阻燃等级的产品，用途广泛，方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及材料，具体地说，涉及一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒及其制备方法。
背景技术
目前在HIPS中使用的阻燃剂中使用最多的是溴类阻燃剂，该类阻燃剂添加量相对较少，相容性较好，阻燃效果明显。
在欧盟等组织提出环保要求，如RoHS等法令之后，十溴二苯乙烷已成为目前主要使用的阻燃剂。它的溴含量高，热稳定性好，且与三氧化二锑（Sb2O3）相配合能产生协效反应。十溴二苯乙烷燃烧时能生成溴化氢，能有效地捕捉材料燃烧反应时产生的自由基，高温下Sb2O3 与溴化氢反应还生成三溴化锑或溴氧化锑，溴氧化锑可在很宽的温度范围继续分解为三溴化锑，三溴化锑是比溴化氢更为有效的火焰抑制剂，所以能明显提高基体的阻燃效果。但由于它在抑制滴落方面较差，在体系中加入聚四氟乙烯，可以有效的起到成炭作用，防止低落的发生。在HIPS增韧体系中，SBS由于与HIPS结构类似，相容性好，因此在母粒当中用SBS来作为增韧剂，提高材料的抗冲击性能。
在现有技术中，名称为：《一种增韧聚苯乙烯及其制备方法与应用》，中国申请号：201010298970.6，该专利申请的技术方案是，将12～17％的苯甲酸、0.5～1％的复合催化剂,还有余量的聚乙烯醇缩丁醛混合均匀,投入到挤出机中反应、挤出,得到改性聚乙烯醇缩丁醛；挤出机温度设置为：投料区135℃,塑化区为150℃,出料区为140℃。再把42～51％的改性聚乙烯醇缩丁醛、0.5～1％的硅烷偶联剂,还有余量的聚苯乙烯混合均匀,投入到挤出机中反应、挤出,得到增韧聚苯乙烯。该专利申请的说明中称，增韧聚苯乙烯的韧性提高了,刚性符合要求,克服了现有聚苯乙烯性能不够全面的缺陷。但是该专利申请的不足是，在产品的阻燃性方面，工艺控制要求较高，难以实际运用。
另一现有技术的发明名称：《绿色环保低烟无卤阻燃发泡级聚苯乙烯材料》，中国申请号：201010613179.X。该专利申请的方案是由以下成分按重量比组成,聚苯乙烯：47.5-90.0％；复合无卤阻燃剂：1-35％；消烟剂：1.0-3.0％；抗氧剂：0.1-2.0％；润滑剂：0.1-2.0％；专用发泡剂：0.1-15.0％；其他助剂：1.3-5.5％。该申请说明书中称，综合加工性能优良,不含卤素,成本不高。 但是该专利申请的不足是，材料功能要求局限性大，用途单一。
发明内容
本发明提供了一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒及其制备方法，本发明可以实现阻燃性率高，生产环境无粉尘目的；此外，本发明可直接与HIPS树脂搅拌，进行注塑件的生产，不同含量可生产多种阻燃等级的产品，用途广泛，方便快捷。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案是，一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒，所述母粒包括以下组分，按质量份数：聚苯乙烯25-35份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物10-20份、十溴二苯乙烷15-25份、溴化环氧树脂15-25份、三氧化二锑8-14份、润滑剂硬脂酸锌0.2-0.6份、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺0.3-0.8份、氧化钙0.3-0.6份、聚四氟乙烯0.1-0.3份、抗氧剂0.2-0.4份。
所述抗氧剂是抗氧剂168、抗氧剂1010，或抗氧剂1076中的一种或几种。
所述抗氧剂是抗氧剂1068。
一种上述阻燃增韧聚苯乙烯母粒的制备方法，所述方法按照下述步骤进行：
A、将所述母粒的各组分按规定的质量份的比例进行称料，加入到高速混炼机中，混合均匀；
B、将步骤A中混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机吹风干燥后进入切粒机造粒。
所述双螺杆挤出机机筒，从加料口至机头出料口分为10段，控制各段温度为160-220℃。
阻燃增韧母粒是当今在塑料及橡胶等添加的阻燃产品之一，阻燃增韧母粒是在树脂的基础上添加多种阻燃成份，增韧成分，并通过双螺杆或三螺杆挤出机经过混炼、挤出、造粒而制得的一种颗粒状产品。
与阻燃剂不同，阻燃母料具有在树脂中易于添加，清洁卫生，阻燃效率高，添加量小，对树脂的力学性能影响小，添加后不易发生分层、花纹、析出等不良现象。具有节省人力、物力成本和时间等诸多优点。一般来说阻燃增韧母粒在树脂中的分散性，流动性，与树脂的相容性及热稳定性能都大大优于助剂；另外配方得当的阻燃增韧母粒其效率和效能（性价比）也要远优于助剂剂。阻燃增韧聚苯乙烯（HIPS）母粒的应用，还可以解决在在阻燃HIPS产品生产过程中粉尘大的缺点，改善工作环境。
本发明可用于HIPS挤出改性和HIPS树脂的注塑制品中。用于挤出改性时，较现有的改性方式，本发明具有阻燃性率高，生产环境无粉尘的优点；此外，本发明可直接与HIPS树脂搅拌，进行注塑件的生产，不同含量可生产多种阻燃等级的产品，用途广泛，方便快捷。
本发明的阻燃母粒是在阻燃剂的基础上经过多种阻燃成份的有机结合、改性处理与协效作用，并通过双螺杆挤出机经过混炼、挤出、造粒而制得的一种颗粒状产品。与阻燃剂不同，本发明的阻燃母粒具有在树脂中易于添加，清洁卫生，阻燃效率高，添加量小，对树脂的力学性能影响小，添加后不易发生分层、花纹、析出等不良现象，节省人力、物力成本和时间等诸多优点。一般来说阻燃母粒在树脂中的分散性，流动性，与树脂的相容性及热稳定性和耐候性能都优于普通阻燃剂。另外，本发明的合适配比的阻燃母料，其阻燃效率和效能（性价比）也要远优于普通阻燃剂。所以，阻燃母料成为阻燃塑料制品实现防火要求的最佳选择之一，并成为阻燃剂粉料的有效替代品。
附图说明
图1是本发明一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒的制备方法生产流程图。
具体实施方式
实施例1 单位：kg
聚苯乙烯31份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS）15份、十溴二苯乙烷20份、溴化环氧树脂20份、三氧化二锑12份、硬脂酸锌0.4份、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）0.5份、氧化钙0.5份、聚四氟乙烯0.2份、抗氧剂1068 0.4份。
实施例2 单位：kg
聚苯乙烯25份、SBS 20份、十溴二苯乙烷20份、溴化环氧树脂19份、三氧化二锑14份、硬脂酸锌0.4份、EBS 0.5份、氧化钙0.5份、聚四氟乙烯0.2份、抗氧剂1010 0.4份。
实施例3 单位：kg
聚苯乙烯35份、SBS 20份、十溴二苯乙烷15份、溴化环氧树脂20份、三氧化二锑8份、硬脂酸锌0.4份、EBS 0.5份、氧化钙0.5份、聚四氟乙烯0.2份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂168 0.2份。
实施例4 单位：kg
聚苯乙烯30份、SBS 18份、十溴二苯乙烷24份、溴化环氧树脂15份、三氧化二锑12份、硬脂酸锌0.4份、EBS 0.5份、氧化钙0.5份、聚四氟乙烯0.2份、抗氧剂1010 0.4份。
实施例5 单位：kg
聚苯乙烯28份、SBS 20份、十溴二苯乙烷20份、溴化环氧树脂20份、三氧化二锑10份、硬脂酸锌0.4份、EBS 0.5份、氧化钙0.5份、聚四氟乙烯0.2份、抗氧剂1068 0.4份。
上述实施例1-5各项性能指标测试结果如下表
| 编号 | Charpy缺口冲击强/(kJ/m2) | 拉伸强度/MPa | 断裂伸长率/% | 氧指数 |
| 实施例1 | 3 | 23.1 | 11.4 | 36 |
| 实施例2 | 6 | 20.7 | 13.4 | 36 |
| 实施例3 | 5 | 21.2 | 12.2 | 34 |
| 实施例4 | 5 | 19.4 | 11.5 | 35 |
| 实施例5 | 3 | 20.5 | 12.3 | 36 |
通过上表可以提出，本发明阻燃增韧聚苯乙烯母粒的各项性能指标优良，用途范围拓宽。
参见图1，制备阻燃增韧聚苯乙烯母粒方法按照下述步骤进行：
1、将聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物按照规定质量份的比例进行称料，并称取规定重量份的阻燃剂，三氧化二锑、抗氧剂、润滑剂以及抗滴落剂，将以上组分加入到高速混炼机中，混合均匀；
2、将步骤1中混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机吹风干燥后进入切粒机造粒。将双螺杆挤出机机筒（从加料口至机头出料口）分为10段，控制各段温度为160-220℃。
本发明可用于HIPS挤出改性和HIPS树脂的注塑制品中。用于挤出改性时，较现有的改性方式，本发明具有阻燃性率高，生产环境无粉尘的优点；此外，本发明可直接与HIPS树脂搅拌，进行注塑件的生产，不同含量可生产多种阻燃等级的产品，用途广泛，方便快捷。
Claims (7)
1.一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒，其特征在于，所述母粒由以下组分组成，按质量份数：聚苯乙烯31份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物15份、十溴二苯乙烷20份、溴化环氧树脂20份、三氧化二锑12份、硬脂酸锌0.4份、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺0.5份、氧化钙0.5份、聚四氟乙烯0.2份、抗氧剂1068 0.4份。
2.一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒，其特征在于，所述母粒由以下组分组成，按质量份数：聚苯乙烯25份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 20份、十溴二苯乙烷20份、溴化环氧树脂19份、三氧化二锑14份、硬脂酸锌0.4份、乙撑双硬脂酸酰胺 0.5份、氧化钙0.5份、聚四氟乙烯0.2份、抗氧剂1010 0.4份。
3.一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒，其特征在于，所述母粒由以下组分组成，按质量份数：聚苯乙烯35份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 20份、十溴二苯乙烷15份、溴化环氧树脂20份、三氧化二锑8份、硬脂酸锌0.4份、乙撑双硬脂酸酰胺 0.5份、氧化钙0.5份、聚四氟乙烯0.2份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂168 0.2份。
4.一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒，其特征在于，所述母粒由以下组分组成，按质量份数：聚苯乙烯30份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 18份、十溴二苯乙烷24份、溴化环氧树脂15份、三氧化二锑12份、硬脂酸锌0.4份、乙撑双硬脂酸酰胺0.5份、氧化钙0.5份、聚四氟乙烯0.2份、抗氧剂1010 0.4份。
5.一种阻燃增韧聚苯乙烯母粒，其特征在于，所述母粒由以下组分组成，按质量份数：聚苯乙烯28份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 20份、十溴二苯乙烷20份、溴化环氧树脂20份、三氧化二锑10份、硬脂酸锌0.4份、乙撑双硬脂酸酰胺0.5份、氧化钙0.5份、聚四氟乙烯0.2份、抗氧剂1068 0.4份。
6.一种权利要求1至5中任意一项权利要求所述阻燃增韧聚苯乙烯母粒的制备方法，其特征在于，所述方法按照下述步骤进行：
A、将所述母粒的各组分按规定的质量份的比例进行称料，加入到高速混炼机中，混合均匀；
B、将步骤A中混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机吹风干燥后进入切粒机造粒。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机机筒，从加料口至机头出料口分为10段，控制各段温度为160-220℃。
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