CN102850677A - 一种高韧性无卤阻燃ps材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高韧性无卤阻燃PS材料，其质量按百分含量由以下组分组成：耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)：40～65％；复合增韧剂：2～6％；复合无卤阻燃剂：30～55％；抗氧剂：0.2～0.6％；抗滴落剂：0.1～0.3％；加工助剂：0.3～1％。一种无卤、低发烟量、高效阻燃、高韧性的材料。可以被广泛应用于家电、办公设备等领域。其还提供了一种高韧性无卤阻燃PS材料的制备方法。其工艺简单、成本低、效率高。

Description

一种高韧性无卤阻燃PS材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料中的通用塑料改性技术领域，尤其涉及一种高韧性无卤阻燃PS材料及其制备方法。 
背景技术
聚苯乙烯(PS)，是一种综合性能优良的材料，具有优良的力学性能、电绝缘性、加工性等优点。为了满足PS材料阻燃性的要求，人们对PS材料进行了阻燃改性，阻燃PS材料被广泛应用于家电领域，如显示器外壳，音响外壳等。 
目前，普通阻燃PS材料，大多使用的还是卤素阻燃体系。卤素阻燃体系具有添加量小，阻燃效率高等优点，但是在燃烧过程中会释放出大量的有毒烟气，且腐蚀机器设备。 
有鉴于此，提供一种高韧性无卤阻燃PS材料及其制备方法成为必要。 
发明内容
本发明的目的是提供一种高韧性无卤阻燃PS材料及其制备方法。 
为了实现上述目的，本发明提供的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其质量按百分含量由以下组分组成：耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)：40～65％；复合增韧剂：2～6％；复合无卤阻燃剂：30～55％；抗氧剂：0.2～0.6％；抗滴落剂：0.1～0.3％；加工助剂：0.3～1％。 
进一步地，所述耐冲击性聚苯乙烯的熔体流动速率为6。 
进一步地，所述复合增韧剂为复配在一起的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)与线性低密度聚乙烯(LLDPE)。 
进一步地，所述复合无卤阻燃剂为磷系和含多芳环结构的难燃高聚物复合阻燃剂。 
进一步地，所述复合无卤阻燃剂为复配在一起的聚苯醚和磷酸三苯酯或者为复配在一起的聚苯硫醚和磷酸三苯酯或者为复配在一起的聚苯醚、聚苯硫醚和磷酸三苯酯。 
进一步地，所述抗氧剂由主抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和辅助抗氧剂亚磷酸三(2·4-二叔丁基苯基)酯混合而成。 
进一步地，所述抗滴落剂为含聚四氟乙烯。 
进一步地，所述加工助剂为改性乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺或复配在一起的改性乙撑双硬脂酸酰胺和乙撑双硬脂酸酰胺。 
本发明还提供了一种高韧性无卤阻燃PS材料的制备方法，其包括如下步骤： 
a、按权利要求1所述的质量百分含量称取各组分，并将称取的各组分在高速混合机中混合均匀，搅拌2～5分钟。 
b、将步骤a混匀后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经高温挤出机熔融共混挤出、冷却、风干、造粒； 
其中，所述双螺杆挤出机的各加温区温度设置为：一区温度：180～190℃；二区温度：190～200℃；三区温度：200～210℃；四区温度：210～220℃；五区温度：220～230℃；六区温度：225～235℃；七区温度：220～230℃；八区温度：215～220℃；机头温度：210～200℃；螺杆转速控制在150～300转/分钟。 
本发明提供的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其包括复合无卤阻燃剂。该无卤阻燃的PS材料，具有高韧性、环保阻燃性，同时还具有抑烟的作用，可被广泛应用于家电，办公设备等方面。其复合无卤阻燃剂为复配在一起的聚苯醚(PPO)和磷酸三苯酯(TPP)或者为复配在一起的聚苯硫醚(PPS)和磷酸三苯酯(TPP)或者为复配在一起的聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)和磷酸三苯酯(TPP)。复合无卤阻燃剂与耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)及其它助剂熔融共混制得的高韧性无卤阻燃PS材料，复合增韧剂中的线性低密度聚乙烯(LLDPE)能有效地承载磷酸三苯酯(TPP)阻燃剂，极大提高无卤阻燃PS材料的抗冲击性，可以达到25KJ/m2以上，而常用阻燃PS材料其抗冲击性一般为12KJ/m2；复合无卤阻燃剂的聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)在燃烧过程中起成炭剂的作用，磷酸三苯酯(TPP)的加入促进了这种成炭作用，并且发烟量少。因此，本发明的无卤阻燃PS材料，是一种无卤、低发烟量、高效阻燃、高韧性的材料。可以被广泛应用于家电、办公设备等领域。本发明提供的一种高韧性无卤阻燃PS材料的制备方法，工艺简单、成本低、 效率高。 
具体实施方式
下面通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面，特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。 
本发明提供的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其质量按百分含量由以下组分组成：耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)：40～65％；复合增韧剂：2～6％；复合无卤阻燃剂：30～55％；抗氧剂：0.2～0.6％；抗滴落剂：0.1～0.3％；加工助剂：0.3～1％。 
本发明提供的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其包括复合无卤阻燃剂。该无卤阻燃的PS材料，具有高韧性、环保阻燃性，同时还具有抑烟的作用，可被广泛应用于家电，办公设备等方面。 
其中，其耐冲击性聚苯乙烯的熔体流动速率为6。HIPS为中高等熔指的树脂。 
其复合增韧剂为复配在一起的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)与线性低密度聚乙烯(LLDPE)。该复合增韧剂剂为苯乙烯/丁二烯/苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)与线性低密度聚乙烯(LLDPE)的混合物。 
其复合无卤阻燃剂为磷系和含多芳环结构的难燃高聚物复合阻燃剂。具体为复配在一起的聚苯醚和磷酸三苯酯或者为复配在一起的聚苯硫醚和磷酸三苯酯或者为复配在一起的聚苯醚、聚苯硫醚和磷酸三苯酯。复合无卤复合阻燃剂为PPO/TPP、PPS/TPP、PPO/PPS/TPP复合阻燃剂中的一种。 
其抗氧剂由主抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和辅助抗氧剂亚磷酸三(2·4-二叔丁基苯基)酯混合而成。 
其抗滴落剂为含聚四氟乙烯。抗滴落剂为含聚四氟乙烯成分的物质。 
其加工助剂为改性乙撑双硬脂酸酰胺(TAF)、乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)或复配在一起的改性乙撑双硬脂酸酰胺和乙撑双硬脂酸酰胺。加工助剂可以为TAF和EBS中的一种或两种，可以大幅度提高产品的流动性、加工性、表面光泽度，同时也可以提高阻燃剂在材料中的分散均匀性。 
本发明提供的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其包括复合无卤阻燃剂。该无卤阻燃的PS材料，具有高韧性、环保阻燃性，同时还具有抑烟的作用，可被广泛应用于家电，办公设备等方面。其复合无卤阻燃剂为复配在一起的聚苯醚(PPO)和磷酸三苯酯(TPP)或者为复配在一起的聚苯硫醚(PPS)和磷酸三苯酯(TPP)或者为复配在一起的聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)和磷酸三苯酯(TPP)。复合无卤阻燃剂与耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)及其它助剂熔融共混制得的高韧性无卤阻燃PS材料，复合增韧剂中的线性低密度聚乙烯(LLDPE)能有效地承载磷酸三苯酯(TPP)阻燃剂，极大提高无卤阻燃PS材料的抗冲击性，可以达到25KJ/m2以上，而常用阻燃PS材料其抗冲击性一般为12KJ/m2；复合无卤阻燃剂的聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)在燃烧过程中起成炭剂的作用，磷酸三苯酯(TPP)的加入促进了这种成炭作用，并且发烟量少。因此，本发明的无卤阻燃PS材料，是一种无卤、低发烟量、高效阻燃、高韧性的材料，可以被广泛应用于家电、办公设备等领域。 
本发明还提供了一种高韧性无卤阻燃PS材料的制备方法，其包括如下步骤： 
a、按上述所述的质量百分含量称取各组分，具体为，耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)：40～65％；复合增韧剂：2～6％；复合无卤阻燃剂：30～55％；抗氧剂：0.2～0.6％；抗滴落剂：0.1～0.3％；加工助剂：0.3～1％；并将称取的各组分在高速混合机中混合均匀，搅拌2～5分钟。 
b、将步骤a混匀后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经高温挤出机熔融共混挤出、冷却、风干、造粒； 
其中，所述双螺杆挤出机的各加温区温度设置为：一区温度：180～190℃；二区温度：190～200℃；三区温度：200～210℃；四区温度：210～220℃；五区温度：220～230℃；六区温度：225～235℃；七区温度：220～230℃；八区温度：215～220℃；机头温度：210～200℃；螺杆转速控制在150～300转/分钟。 
本发明提供的一种高韧性无卤阻燃PS材料的制备方法，工艺简单、成本低、效率高。 
下面结合实施例对本发明做一详细的阐述。其中在下述各个实施例中，主抗氧化剂和辅助抗氧剂分别为瑞士汽巴产的Irganox 1010和168；加工助剂为乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)；无卤复合阻燃剂为多芳环结构的高聚物【聚苯醚 (PPO)、聚苯硫醚(PPS)】和磷酸三苯酯(TPP)的混合物；抗滴落剂为含聚四氟乙烯成分的物质；增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)与线性低密度聚乙烯(LLDPE)的混合物。 
实施例1 
称取耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)-44.1kg，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)-3kg，线性低密度聚乙烯(LLDPE)-2kg，复合阻燃剂-50kg(PPO-15kg、PPS-15kg、TPP-20kg)，抗滴落剂-0.1kg，抗氧剂-0.3kg(主抗氧剂1010-0.2kg、辅抗氧剂168-0.1kg)，乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)-0.5kg；然后在高速混合机中搅拌3分钟。 
再将混匀后的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，控制各段温度在：一区：185℃；二区：195℃；三区：200℃；四区：215℃；五区：225℃；六区：235℃；七区：220℃；八区：215℃；机头温度：205℃，螺杆转速170r/min，经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒、烘干，最后包装成袋即得到高韧性无卤阻燃PS材料。 
实施例2 
称取冲击性聚苯乙烯(HIPS)-45.1kg，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)-3kg，线性低密度聚乙烯(LLDPE)-1kg，复合阻燃剂-50kg(PPO-15kg、PPS-20kg、TPP-15kg)，抗滴落剂-0.1kg，抗氧剂-0.3kg(主抗氧剂1010-0.2kg、辅抗氧剂168-0.1kg)，乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)-0.5kg。然后在高速混合机中搅拌3分钟。再将混匀后的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，控制各段温度在：一区：185℃；二区：195℃；三区：200℃；四区：215℃；五区：225℃；六区：235℃；七区：220℃；八区：215℃；机头温度：205℃，螺杆转速170r/min，经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒、烘干，最后包装成袋即得到高韧性无卤阻燃PS材料。 
实施例3 
称取冲击性聚苯乙烯(HIPS)-45.1kg，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)-3kg，线性低密度聚乙烯(LLDPE)-1kg，复合阻燃剂-50kg(PPO-20kg、PPS-15kg、TPP-15kg)，抗滴落剂-0.1kg，抗氧剂-0.3kg(主抗氧剂1010-0.2kg、辅抗氧剂168-0.1kg)，乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)-0.5kg。 
然后在高速混合机中搅拌3分钟。再将混匀后的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，控制各段温度在：一区：185℃；二区：195℃；三区：200℃；四区：215℃；五区：225℃；六区：235℃；七区：220℃；八区：215℃；机头温度：205℃，螺杆转速170r/min，经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒、烘干，最后包装成袋即得到高韧性无卤阻燃PS材料。 
实施例4 
称取击性聚苯乙烯(HIPS)-45.1kg，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)-2kg，线性低密度聚乙烯(LLDPE)-2kg，复合阻燃剂-50kg(PPO-25kg、PPS-10kg、TPP-15kg)，抗滴落剂-0.1kg，抗氧剂-0.3kg(主抗氧剂1010-0.2kg、辅抗氧剂168-0.1kg)，乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)-0.5kg。 
然后在高速混合机中搅拌3分钟。再将混匀后的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，控制各段温度在：一区：185℃；二区：195℃；三区：200℃；四区：215℃；五区：225℃；六区：235℃；七区：220℃；八区：215℃；机头温度：205℃，螺杆转速170r/min，经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒、烘干，最后包装成袋即得到高韧性无卤阻燃PS材料。 
将实施例1至4的无卤阻燃PS材料注塑成标准试样，测试性能如下表所示： 
Figure BSA00000665009000061
由上表可知，由复合无卤阻燃剂与耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)及其它助剂熔融共混制得的高韧性无卤阻燃PS材料，提高了无卤阻燃PS材料的抗冲击性，其具有高韧性、环保阻燃性，同时还具有抑烟的作用。 
以上所揭示的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。 

Claims (9)

1.一种高韧性无卤阻燃PS材料，其特征在于：其质量按百分含量由以下组分组成：
耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)40～65％；
复合增韧剂            2～6％；
复合无卤阻燃剂        30～55％；
抗氧剂                0.2～0.6％；
抗滴落剂              0.1～0.3％；
加工助剂              0.3～1％。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其特征在于：所述耐冲击性聚苯乙烯的熔体流动速率为6。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其特征在于：所述复合增韧剂为复配在一起的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)与线性低密度聚乙烯(LLDPE)。
4.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其特征在于：所述复合无卤阻燃剂为磷系和含多芳环结构的难燃高聚物复合阻燃剂。
5.根据权利要求4所述的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其特征在于：所述复合无卤阻燃剂为复配在一起的聚苯醚和磷酸三苯酯或者为复配在一起的聚苯硫醚和磷酸三苯酯或者为复配在一起的聚苯醚、聚苯硫醚和磷酸三苯酯。
6.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其特征在于：所述抗氧剂由主抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和辅助抗氧剂亚磷酸三(2·4-二叔丁基苯基)酯混合而成。
7.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其特征在于：所述抗滴落剂为含聚四氟乙烯。
8.根据权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃PS材料，其特征在于：所述加工助剂为改性乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺或复配在一起的改性乙撑双硬脂酸酰胺和乙撑双硬脂酸酰胺。
9.一种如权利要求1所述的一种高韧性无卤阻燃PS材料的制备方法，其包括如下步骤：
a、按权利要求1所述的质量百分含量称取各组分，并将称取的各组分在高速混合机中混合均匀，搅拌2～5分钟。
b、将步骤a混匀后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经高温挤出机熔融共混挤出、冷却、风干、造粒；
其中，所述双螺杆挤出机的各加温区温度设置为：一区温度：180～190℃；二区温度：190～200℃；三区温度：200～210℃；四区温度：210～220℃；五区温度：220～230℃；六区温度：225～235℃；七区温度：220～230℃；八区温度：215～220℃；机头温度：210～200℃；螺杆转速控制在150～300转/分钟。
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