CN104086936A - 一种阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂及其制备方法，该树脂由以下重量份的组分制成：高抗冲聚苯乙烯10~99份；聚苯醚0~79份；增容剂0~8份；阻燃剂1~12份；抗氧剂0.1~1.2份；润滑剂0.1~0.5份。制备方法如下：将10~99份高抗冲聚苯乙烯、0~79份聚苯醚、0~8份增容剂、阻燃剂1~12份、0.1~1.2份抗氧剂和0.1~0.5份润滑剂，通过高速混合机在60~90℃条件下混合5~20min后，再挤出制成。改善了阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂的力学性能，同时提高其阻燃性、流动性和耐热性，扩大了其应用范围，适用于家电产品及电子产品如家电产品外壳、电器用品、仪器仪表配件等。

Description

一种阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂及其制备方法
 
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂及其制备方法。
 
背景技术
高抗冲聚苯乙烯（HIPS）是一种常见的通用树脂，HIPS的综合性能良好、易加工，被广泛的应用于家电产品外壳、电器用品、仪器仪表配件、电视机电话机壳体、冰箱内衬等。另外HIPS相对于ABS而言，其优势在于成本相对较低。但是HIPS在某些场合应用还需要其具有高等级的阻燃效果。
通常厂家为了达到所需求的阻燃效果，都会在HIPS中加入一定量的阻燃剂，而随之而来的问题是会导致HIPS的力学性能的下降以及对环境的危害，同时还会提高产品的成本。目前市场上大部分的阻燃HIPS都是使用了卤-锑协效体系，其中最常用的包括多溴联苯和多溴联苯醚系列的产品，但由于这些物质在燃烧时会产生二噁英等有害气体，因此被欧盟ROHS指令禁止；而使用三嗪类及三氧化二锑的阻燃剂会大大提高阻燃剂的成本。
 
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种阻燃高抗冲改性聚苯乙烯树脂，该树脂采用无卤阻燃剂，并同时与聚苯醚共混，改善因阻燃剂的加入而导致的力学性能下降问题，并且使得HIPS的综合力学性能得到提升之外，同时不产生因为卤素带来的环境危害。
本发明的另一个目的是提供一种上述改性聚苯乙烯树脂的制备方法，该方法中采用增容剂，改善因第二组分聚苯醚的加入导致的熔体流动性能下降情况，同时使材料能保有良好的稳定性。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂，由下述组份按重量份制备而成：
高抗冲聚苯乙烯（HIPS）                         10~99份；
聚苯醚（PPO）                                           0~79份；
增容剂                                          0~8份；
磷酸三丁酯                  1~12份；
抗氧剂                                            0.1~1.2份；
润滑剂                                            0.1~0.5份。
更优方案是：一种阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂是由下述组份按重量份制备而成：
高抗冲聚苯乙烯（HIPS）                         10~59份；
聚苯醚（PPO）                                        30~79份；
增容剂                                           2~8份；
磷酸三丁酯                  5~12份；
抗氧剂                                            0.1~1.2份；
润滑剂                                            0.1~0.5份。
进一步，所述的高抗冲聚苯乙烯（HIPS）为注塑级高抗冲聚苯乙烯树脂。
所述的聚苯醚（PPO）为注塑级聚苯醚，其断裂伸长率为40%、吸水率为0.1%（wt）。
所述的增容剂选自苯乙烯－丙烯腈共聚物( SAN) 、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)中的至少一种。
所述的磷酸三丁酯的折射率为1.43、闪点为146℃。将该磷酸三丁酯配合断裂伸长率为80%、吸水率为0.1%（wt）的聚苯醚使用，使得组合物相容性能变的更加优异，加工变的顺畅，能解决加工过程中遇到的塞料、断条等问题。
所述的抗氧剂为β-(4’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基）丙烯酸十八基酯（抗氧剂1076）、三(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯（抗氧剂168）的复合物。
所述的润滑剂为N，N′-乙撑双硬脂酰胺（EBS）。
本发明另一个技术方案是提供上述阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）将高抗冲聚苯乙烯、聚苯醚、增容剂、磷酸三丁酯、抗氧剂和润滑剂，通过高速混合机在60~90℃条件下混合5~20min；
（2）通过送料装置，将上述混合好的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料经螺杆的剪切、混炼和输送，充分的熔合后经过挤出、拉条、冷却后，制成改性聚苯乙烯粒料；
所述的双螺杆挤出机各区的温度设置为：I区160℃~180℃，II区160℃~180℃，III区165℃~190℃，IV区165℃~190℃，V区165℃~200℃，VI区165℃~200℃，VII区175℃~215℃，VIII区175℃~220℃，VIIII区185℃~225℃，X区185℃~230℃，机头温度200℃~230℃。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、由于家电行业竞争激烈，对产品成本的要求严格控制，所以本发明选用注塑级高抗冲聚苯乙烯树脂，其生产成本低，使得生产的高抗冲聚苯乙烯树脂更适用于家电行业等对成本更为注重的领域；
2、本发明将折射率为1.43、闪点为146℃的磷酸三丁酯和断裂伸长率为80%、吸水率为0.1%（wt）的聚苯醚配合使用，使得组合物相容性能变的更加优异，加工变的顺畅，能解决加工过程中遇到的塞料、断条等问题。
3、与现有的常用的生产阻燃HIPS的方法相比，本发明的制备方法中不存在卤素所带来的环保隐患，可通过ROHS测试，解决了一些由ROHS指令带来的限制，并且能保证产品的稳定性。此外，采用磷酸三丁酯与聚苯醚共混的方法，改善因卤-锑协效体系等一般阻燃剂的加入而导致材料力学性能下降问题，并且使得HIPS的综合力学性能得到提升。
4、本发明采用增容剂，改善了因第二组分聚苯醚的加入导致的熔体流动性能下降情况，同时使材料能保有良好的稳定性，适用于对阻燃及力学性能都有要求的家电产品及电子产品如家电产品外壳、电器用品、仪器仪表配件等。
 
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例中：HIPS为用于家电行业的注塑级高抗冲聚苯乙烯树脂，其牌号为上海赛科，622P；
聚苯醚为注塑级聚苯醚，其牌号为泰科纳，LW90-S2，其断裂伸长率为40%、吸水率为0.1%（wt%）；
增容剂苯乙烯－丙烯腈共聚物( SAN) 选用宁波甬兴80HF、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)岳阳石化YH802 ；
磷酸三丁酯的折射率为1.43、闪点为146℃。
下面实施例1~7中各组份配方见表1，并均采用如下的制备方法进行制备：
（1）按表1中的配方比例将高抗冲聚苯乙烯、聚苯醚、增容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂放入高速混合机中，在70℃时混合10min；
（2）通过送料装置，将混合物料送入双螺杆挤出机中，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中，双螺杆挤出机各区的温度设置为：I区160℃，II区162℃，III区171℃，IV区170℃，V区175℃，VI区179℃，VII区180℃，VIII区181℃，VIIII区190℃，X区191℃，机头温度200℃。
（3）将（2）制得的粒料经螺杆注塑法制成标准样条，进行各项力学性能测试及阻燃等级测试。测试标准及结果见表2。
同时制备一对比例，其组成配方见表1，性能见表2所示。
表1组份配方
表2测试标准与性能
由表2可以看出，本发明中通过高抗冲聚苯乙烯、磷酸三丁酯与聚苯醚共混所得到的材料的性能基本能满足正常家电等应用上的性能需求；并且在抗冲击性能上较对比例有很大改进，有利于产品阻燃。另外从熔指可以看出，由于增容剂的引入使得产品的流动性能有所改善，并且增容剂的量越大，其流动性越好，从而提高其适用范围。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂，其特征在于：由下述组份按重量份制备而成：
高抗冲聚苯乙烯                            10~99份；
聚苯醚                                     0~79份；
增容剂                                          0~8份；
磷酸三丁酯                  1~12份；
抗氧剂                                            0.1~1.2份；
润滑剂                                            0.1~0.5份。
2.根据权利要求1所述的阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂，其特征在于：由下述组份按重量份制备而成：
高抗冲聚苯乙烯                            10~59份；
聚苯醚                                  30~79份；
增容剂                                           2~8份；
磷酸三丁酯                  5~12份；
抗氧剂                                            0.1~1.2份；
润滑剂                                            0.1~0.5份。
3.根据权利要求1或2所述的阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述的高抗冲聚苯乙烯树脂为注塑级高抗冲聚苯乙烯树脂。
4.根据权利要求1或2所述的阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述的聚苯醚为注塑级聚苯醚，其断裂伸长率为40%、吸水率为0.1%（wt）。
5.根据权利要求1或2所述的阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述的增容剂选自苯乙烯－丙烯腈共聚物( SAN) 、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述的磷酸三丁酯的折射率为1.43、闪点为146℃。
7.根据权利要求1或2所述的阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述的抗氧剂为β-(4’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基）丙烯酸十八基酯、三(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯的复合物。
8.根据权利要求1或2所述的阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述的润滑剂为N，N′-乙撑双硬脂酰胺。
9.权利要求1至9任一所述的阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）将高抗冲聚苯乙烯、聚苯醚、增容剂、磷酸三丁酯、抗氧剂和润滑剂，通过高速混合机在60~90℃条件下混合5~20min；
（2）通过送料装置，将上述混合好的物料送入双螺杆挤出机中，混合物料经螺杆的剪切、混炼和输送，充分的熔合后经过挤出、拉条、冷却后，制成改性聚苯乙烯粒料；
所述的双螺杆挤出机各区的温度设置为：I区160℃~180℃，II区160℃~180℃，III区165℃~190℃，IV区165℃~190℃，V区165℃~200℃，VI区165℃~200℃，VII区175℃~215℃，VIII区175℃~220℃，VIIII区185℃~225℃，X区185℃~230℃，机头温度200℃~230℃。
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