CN104164034A - 一种阻燃型改性塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种阻燃型改性高抗冲聚苯乙烯塑料，提高高抗冲聚苯乙烯强度、刚度、等综合性能，并具备良好的阻燃特性。该阻燃型改性塑料由以下原料组分制备得到：高抗冲聚苯乙烯(44～52)％、增韧剂(25～35)％、阻燃剂(12～18)％、重质碳酸钙(2～3)％、增塑剂(3～5)％、抗氧剂(0.1～0.6)％、抗静电剂(0.5～1.5)％、润滑剂(0.1～0.3)％、色粉(1～2)％。

Description

一种阻燃型改性塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及工程塑料的改性领域，主要是涉及高抗冲聚苯乙烯塑料的改性应用。

背景技术

目前通用的高抗冲聚苯乙烯的改性主要是通过添加增韧剂来改善其低温脆性，从而提高其冲击强度，其制品广泛运用与家电、汽车、玩具等民用领域。

军用包装制品由于其特殊的应用场合，要求其适应恶劣环境，高温严寒下仍保证其强度、刚度、气密性等性能。例如，军用包装需要满足GJB4403-2002中5.2防静电试验、5.3堆码试验、5.4500km公路运输试验、5.7自由跌落试验、5.10高低温储存试验、5.11湿热贮存试验、5.12淋雨试验等各项实验要求、5.13太阳辐射试验等。

中国专利文献(20051001054.3《一种军用制品专用特种工程塑料》)披露了一种工程塑料，是以普通HIPS树脂为主要材料，通过加入冲击改性高分子材料与之反应或者在基体树脂中加入改性剂进行共混，采用EPDM+SBS技术进行改进。其具体制备工艺为：首先通过双螺杆挤出机完成低温冲击改性剂的制备，然后采用高速预混合分散一次挤出工艺，将HIPS树脂、低温冲击改性剂、抗氧剂、加工助剂经高速混合机分散混合后，通过再双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒、包装。

上述专利文献的方案，概述了高抗冲聚苯乙烯的通用改性制备方法，这种基础性的生产工艺理论，不涉及改性塑料具体的组分及其配比，尚难以切实解决强度、刚度等问题；对于改性塑料军用包装制品的各项指标要求，尚难以达标。

而且，当改性塑料面临燃烧性能的要求时，通用方法是加入阻燃剂达到效果，阻燃剂的加入会影响改性塑料的强度、刚度等性能，因此改性塑料组分以及配比的优化确定更加不易。

发明内容

为适应军用包装制品的特殊使用环境以及自身阻燃性能要求，本发明提出一种阻燃型改性高抗冲聚苯乙烯塑料，提高高抗冲聚苯乙烯强度、刚度、等综合性能，并具备良好的阻燃特性。

本发明的基本方案是：

该改性塑料，包括以下原料组分：

以上配比为质量百分比。

上述增韧剂优选苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)。

上述增塑剂优选氯化石蜡和邻苯二甲酸二辛脂(DOP)，两者的质量比为14:1。

上述抗氧剂优选四季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯，两者的质量比为1:1～3。

上述抗静电剂优选环氧乙烷胺类加成物。

上述润滑剂优选乙撑硬脂酰胺(EBA)或乙撑双硬脂酰胺(EBS)。

上述阻燃剂的主要成分为十溴联苯乙烷和三氧化二锑，主要成分的含量≥90％；其中，十溴联苯乙烷与三氧化二锑的质量比为3:1。载体可选用高抗冲聚苯乙烯。

对于军用包装制品，上述色粉通常可采用酞青绿、碳黑和铬黄的混合。

本发明还提供了一种制备该阻燃型改性塑料的方法，包括以下步骤：

(1)将重质碳酸钙、抗静电剂、抗氧剂、润滑剂和色粉混匀，得到预混料；

(2)将步骤(1)得到的预混料与高抗冲聚苯乙烯、增韧剂、增塑剂、阻燃剂，经高速混合机充分混合均匀，然后经平行双螺杆挤出机一次成型造粒；平行双螺杆挤出机各区段的温度应控制在175±20℃的范围内。

本发明进一步对该制备方法做了重要的优化，其中：步骤(1)是依次加入重质碳酸钙、抗静电剂，高速(1400～1500)r/min搅拌1分钟，再加入抗氧剂和色粉，再低速(700～800)r/min搅拌15秒，混合均匀。步骤(2)是在另一混合设备内依次加入增韧剂和润滑剂搅拌15～35秒，然后加入高抗冲聚苯乙烯、阻燃剂以及步骤(1)得到的预混料混合搅拌15～35秒，直至混合均匀。

本发明具有以下有益效果：

本发明适用于我军大中型口径炮弹的包装箱、筒、军用物资器材包装箱等，产品质量可靠、具有防火、防静电等优越性能，为国家国防事业提供了坚实的保障。另外，该阻燃型改性塑料同样适用于民用领域的塑料制品，例如，高档精密仪器的外包装箱，某些耐候性的室外用品以及代替某些钢制部件等。

具体实施方式

本发明以高抗冲聚苯乙烯为载体基料，与增韧剂，阻燃剂，抗氧剂、抗静电剂、增塑剂、润滑剂、色粉等经高速混合机混合均匀后，经双螺杆挤出机一次挤出成型。

下面首先列出用以制备本改性塑料所需的较佳原料。其中：

高抗冲聚苯乙烯(HIPS)：具体可采用镇江奇美化工有限公司牌号为HIPS888G的高抗冲聚苯乙烯。

增韧剂：具体可采用中国石化巴陵石化分公司的牌号为1301或1401的SBS。最佳选择牌号为1301的SBS。

抗氧剂：具体可采用南京华立明化工有限公司牌号为1010和DLPT的抗氧剂，其主要成分分别为四季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯。通常按照质量比1:3混合使用，本发明经实验确定1:1为最佳配比。

抗静电剂：具体可采用南京华立明化工有限公司牌号为HB-2的抗静电剂，其主要成分为环氧乙烷胺类加成物。

增塑剂：具体可采用西安市长岭福利化工牌号为52℃的氯化石蜡和西安明浩化工有限公司的邻苯二甲酸辛脂(DOP)，按照质量比20:1混合使用。

润滑剂：具体可采用中国石油吉林石化分公司的乙撑硬脂酰胺(EBA)或乙撑双硬脂酰胺(EBS)。

阻燃剂：采用常州伟腾化工有限公司的阻燃母粒。其阻燃成份为十溴联苯乙烷和三氧化二锑(含量>90％)，载体选用高抗冲聚苯乙烯。其中，十溴联苯乙烷与三氧化二锑的质量比为3:1。

色粉：具体可采用北京染色厂的酞青绿、碳黑、铬黄。

各组分的含量比：

以上配方中高抗冲聚苯乙烯、增韧剂、阻燃剂的配比关系决定了改性塑料的主要性能，高抗冲聚苯乙烯主要保证弯曲强度，增韧剂主要用来改变韧性，阻燃剂主要用来满足燃烧性能。

本发明的生产工艺，包括以下步骤：

(1)将300目重质碳酸钙、抗静电剂、抗氧剂、润滑剂和色粉经高速混合机混匀预混合；

(2)将(1)步骤得到的预混料与高抗冲聚苯乙烯、增韧剂、阻燃剂、增塑剂经高速混合机充分混合均匀后经平行双螺杆挤出机一次成型造粒(平行双螺杆挤出机各区段的温度应控制在175±20℃的范围内)。

步骤(1)是依次加入重质碳酸钙、抗静电剂，高速(1400～1500)r/min搅拌1分钟，再加入抗氧剂、润滑剂和色粉低速(700～800)r/min搅拌15秒，混合均匀。

步骤(2)是在另一混合设备内依次加入增韧剂和增塑剂搅拌15～35秒，然后加入高抗冲聚苯乙烯、阻燃剂以及步骤(1)得到的预混料混合搅拌15～35秒，直至混合均匀。

本生产工艺特别重视两次混料的时间、加料次序、以及挤出造粒的温度控制。

为表征本发明期望的综合性能，下表1设立了较高的性能指标要求。

表1

以下列出几组具体实例，表2为各组分配比(随机选择以上具体试剂)，表3为相应的达标情况。

表2

表3

从表3中可以看出，各组实施例均达标。

Claims (10)

1.一种阻燃型改性塑料，包括以下原料组分：

以上配比为质量百分比。

2.根据权利要求1所述的阻燃型改性塑料，其特征在于：所述增韧剂采用苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)。

3.根据权利要求1所述的阻燃型改性塑料，其特征在于：所述增塑剂采用氯化石蜡和邻苯二甲酸二辛脂(DOP)，两者的质量比为14:1。

4.根据权利要求1所述的阻燃型改性塑料，其特征在于：所述抗氧剂采用四季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯，两者的质量比为1:1～3。

5.根据权利要求1所述的阻燃型改性塑料，其特征在于：所述抗静电剂采用环氧乙烷胺类加成物。

6.根据权利要求1所述的阻燃型改性塑料，其特征在于：所述润滑剂采用乙撑硬脂酰胺(EBA)或乙撑双硬脂酰胺(EBS)。

7.根据权利要求1所述的阻燃型改性塑料，其特征在于：所述阻燃剂的主要成分为十溴联苯乙烷和三氧化二锑，主要成分的含量≥90％；其中，十溴联苯乙烷与三氧化二锑的质量比为3:1。

8.根据权利要求1所述的阻燃型改性塑料，其特征在于：所述色粉采用酞青绿、碳黑和铬黄的混合。

9.制备权利要求1所述阻燃型改性塑料的一种方法，包括以下步骤：

(1)将重质碳酸钙、抗静电剂、抗氧剂、润滑剂和色粉混匀，得到预混料；

(2)将步骤(1)得到的预混料与高抗冲聚苯乙烯、增韧剂、增塑剂、阻燃剂，经高速混合机充分混合均匀，然后经平行双螺杆挤出机一次成型造粒；平行双螺杆挤出机各区段的温度应控制在175±20℃的范围内。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：

步骤(1)是依次加入重质碳酸钙、抗静电剂，高速1400～1500r/min搅拌1分钟，再加入抗氧剂、润滑剂和色粉，再低速700～800r/min搅拌15秒，混合均匀；

步骤(2)是在另一混合设备内依次加入增韧剂和增塑剂搅拌15～35秒，然后加入高抗冲聚苯乙烯、阻燃剂以及步骤(1)得到的预混料混合搅拌15～35秒，直至混合均匀。