CN104448666A - 高韧性的ppe/hips/pp三元合金及制备和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金及其制备方法和应用。该三元合金包括以下重量份数的组分：聚苯醚树脂10～70份；高抗冲聚苯乙烯树脂30～80份；聚丙烯树脂5～30份；增韧剂2～10份；加工助剂0～2份。本发明利用PPE/HIPS的任意混容特性以及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及其改性共聚物对于HIPS/PP合金的良好相容性，实现了SBS对PPE/HIPS/PP三元合金的增容，相比于现有的单一体系或双体系合金具有更优异的性能，具有比重更低，流动性更好，且具有更良好的抗溶剂性，更高的冲击强度，更高的弯曲模量等特点，因而是一种具有良好性能的新型合金。

Description

高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金及制备和应用

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金及其制备方法和应用。

背景技术

聚苯醚(PPE)是一种高刚性、低蠕变性的工程塑料，为第五大工程塑料，有着广泛的应用。由于PPE本身的流动性很差，难以成型加工，因而绝大多数使用的为改性PPE(mPPE)。PPE/HIPS合金为最常用的mPPE合金，其中也包括对其进行无卤阻燃等改性。

聚丙烯(PP)为一种无毒、无味、密度小、价格低廉，同时具有良好成型加工性能的通用树脂，但PP与PPE、HIPS都为不相容的体系，需通过增容。如中国专利CN201110377526通过使用马来酸酐接枝聚氧化乙烯和马来酸酐接枝SEBS的复合物增容，同时添加抗静电剂，起到抗静电效果。中国专利CN201210302202使用磷酸酯作为阻燃剂制得一种高抗冲无卤阻燃PPO/PP合金。中国专利CN201310370717通过引入玻纤增强，制得一种增强型无卤阻燃PP/PPO合金。但目前市场上大部分增强型的PP/PPO合金其韧性、流动性等性能仍不能满足工业及市场的需求，而PPE/PP合金的冲击强度及弯曲模量等有待进一步加强，且PP/PPO合金质量较重，大大限制了其使用范围，因此如何克服上述现有技术的不足是目前高分子技术领域亟需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金。

本发明另一目的在于提供一种上述具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金在工程塑料、电子电气、汽车领域中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金，包括以下重量份的组分：

本发明使用的聚苯醚树脂并无特别限制，已知使用的聚苯醚树脂均可，为了更好地实现本发明，所述的聚苯醚树脂的特性粘度优选为0.3～0.6dL/g，如中国蓝星的PPE LXR035。

本发明使用的高抗冲聚苯乙烯树脂并无特别限制，已知使用的高抗冲聚苯乙烯树脂均可，为了更好地实现本发明，所述的高抗冲聚苯乙烯树脂的熔体流动指数(200℃，5KG)优选为3～15g/10min，如上海赛科的HIPS 622P。

本发明使用的聚丙烯树脂并无特别限制，已知使用的聚丙烯树脂均可，可包括均聚聚丙烯和共聚聚丙烯。

本发明所述的增韧剂优选为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)和氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝物(SEBS-g-MAH)中的至少一种。

本发明所述的加工助剂并无特别限制，为本领域常用加工助剂即可，可包括抗氧剂、润滑剂、白矿油等。

为了进一步更好地实现本发明，所述的抗氧剂优选为受阻酚类抗氧剂和磷酸脂类抗氧剂中的至少一种。

为了进一步更好地实现本发明，所述的润滑剂可包括内润滑剂和外润滑剂，优选为亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)和硬脂酸锌中的至少一种。

为了进一步更好地实现本发明，所述的白矿油的相对密度优选为0.76～0.78g/cm³，其闪点优选为130～200℃。

在不影响本发明的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金性能效果的前提下，可进一步包含以下添加物中的一种或一种以上：溴-锑系阻燃剂、无卤阻燃剂、抗静电剂、无机填充物等。

本发明还提供了一种上述具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金的制备方法，包括以下步骤：将10～70重量份聚苯醚树脂(PPE)、30～80重量份高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)、5～30重量份聚丙烯树脂(PP)、2～10重量份增韧剂和0～2重量份加工助剂混合均匀后，由双螺杆挤出机挤出造粒，水冷拉条后切粒，得到具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金。

优选地，所述双螺杆挤出机的加工温度条件为245～285℃，螺杆转速为200～1000r/min。

本发明具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金解决了三元合金相容性差的问题，实现了三元体系，其相对于单一或双组分合金具有低密度、流动性好、耐溶剂、高冲击强度和高弯曲模量等更优异的性能参数，可广泛应用于工程塑料、电子电气、汽车等领域，尤其适用于TV、OA、汽车、IT、家电等领域，特别适用于制备电子电气领域中。

本发明的机理为：

本发明利用了PPE/HIPS的任意混容特性以及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)及其改性共聚物对于HIPS/PP合金的良好相容性，实现了SBS对PPE/HIPS/PP三元合金的增容，从而制得了一种相容性良好的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金，此合金相比于现有的单一体系或双体系合金具有更优异的性能，如相对于PPE/HIPS合金，本发明的三元合金具有比重更低，流动性更好，且具有更良好的抗溶剂性等特点，而相比于PPE/PP合金，本发明的PPE/HIPS/PP三元合金具有更高的冲击强度，更高的弯曲模量，因而是一种具有良好性能的新型合金。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明实施例中优选使用的试剂列举如下：

聚苯醚树脂(PPE)：中国蓝星的PPE LXR035；

高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)：上海赛科的HIPS 622P；

聚丙烯树脂(PP)：中海壳海PP EP300M；

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(SBS)：岳阳石化的SBS YH-792；

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的氢化物(SEBS)：台橡的SEBS 6151；

氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝物(SEBS-g-MAH)：科腾的SEBS FG1901；

抗氧剂：抗氧剂1010和抗氧剂168；

内润滑剂：EBS，HARVES生产的HI-LUBE；

外润滑剂：硬脂酸锌，鑫旺塑业。

实施例1：具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金的制备

将62重量份的PPE、30重量份的HIPS、8重量份的PP、5重量份的SBS以及少量的抗氧剂(0.1重量份的抗氧剂1010，0.3重量份的抗氧剂168)、1重量份润滑剂EBS添加到高混机中，混合均匀后，将混合料由双螺杆挤出机挤出，加工温度为260～280℃，螺杆转速为200～1000r/min，然后经水冷、拉条、切粒即可得到本发明具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金。

实施例2：具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金的制备

将58重量份的PPE、30重量份的HIPS、12重量份的PP、10重量份的SBS以及少量的抗氧剂(0.3重量份的抗氧剂1010，0.5重量份的抗氧剂168)、0.5重量份润滑剂EBS和0.5重量份的硬脂酸锌添加到高混机中，混合均匀后，将混合料由双螺杆挤出机挤出，加工温度为260～280℃，螺杆转速为200～1000r/min，然后经水冷、拉条、切粒即可得到本发明具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金。

实施例3：具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金的制备

将45重量份的PPE、45重量份的HIPS、10重量份的PP、2重量份的SBS以及少量的抗氧剂(0.1重量份的抗氧剂1010，0.2重量份的抗氧剂168)、0.2重量份润滑剂EBS添加到高混机中，混合均匀后，将混合料由双螺杆挤出机挤出，加工温度为260～280℃，螺杆转速为200～1000r/min，然后经水冷、拉条、切粒即可得到本发明具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金。

实施例4：具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金的制备

将10重量份的PPE、80重量份的HIPS、10重量份的PP、5重量份的SEBS以及少量的抗氧剂(0.5重量份的抗氧剂168)、1.2重量份润滑剂EBS添加到高混机中，混合均匀后，将混合料由双螺杆挤出机挤出，加工温度为260～280℃，螺杆转速为200～1000r/min，然后经水冷、拉条、切粒即可得到本发明具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金。

实施例5：具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金的制备

将10重量份的PPE、60重量份的HIPS、30重量份的PP、2重量份的SBS、2重量份的SEBS、8重量份的SEBS-g-MAH以及少量的抗氧剂(0.2重量份的抗氧剂1010)、0.4重量份润滑剂EBS和1重量份的硬脂酸锌添加到高混机中，混合均匀后，将混合料由双螺杆挤出机挤出，加工温度为260～280℃，螺杆转速为200～1000r/min，然后经水冷、拉条、切粒即可得到本发明具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金。

对比例1

将60重量份的PPE、30重量份的HIPS、10重量份的PP、以及少量的抗氧剂(0.1重量份的抗氧剂1010)、1重量份润滑剂EBS添加到高混机中，混合均匀后，将混合料由双螺杆挤出机挤出，加工温度为260～280℃，螺杆转速为200～1000r/min，然后经水冷、拉条、切粒即可得到合金。

对比例2

将70重量份的PPE、30重量份的PP、5重量份的SBS以及少量的抗氧剂(0.1重量份的抗氧剂1010，0.2重量份的抗氧剂168)、0.5重量份润滑剂EBS和0.8重量份的硬脂酸锌添加到高混机中，混合均匀后，将混合料由双螺杆挤出机挤出，加工温度为260～280℃，螺杆转速为200～1000r/min，然后经水冷、拉条、切粒即可得到合金。

对比例3

将60重量份的PPE、40重量份的PP以及少量的抗氧剂(0.1重量份的抗氧剂168)、0.5重量份润滑剂EBS添加到高混机中，混合均匀后，将混合料由双螺杆挤出机挤出，加工温度为260～280℃，螺杆转速为200～1000r/min，然后经水冷、拉条、切粒即可得到合金。

对比4

将50重量份的PPE、50重量份的PP以及少量的抗氧剂(0.2重量份的抗氧剂168)、0.2重量份润滑剂EBS添加到高混机中，混合均匀后，将混合料由双螺杆挤出机挤出，加工温度为260～280℃，螺杆转速为200～1000r/min，然后经水冷、拉条、切粒即可得到合金。

对比例5

将60重量份的PPE、40重量份的PP、5重量份的SBS以及少量的抗氧剂(0.2重量份的抗氧剂1010，0.4重量份的抗氧剂168)、0.5重量份润滑剂EBS添加到高混机中，混合均匀后，将混合料由双螺杆挤出机挤出，加工温度为260～280℃，螺杆转速为200～1000r/min，然后经水冷、拉条、切粒即可得到合金。

对实施例1～5和对比例1～5制备得到的合金进行性能测试，测试标准：拉伸强度ISO527/2-93；弯曲强度ISO178-93；弯曲模量ISO178-93；缺口冲击强度ISO180-93，结果见表1。

表1 合金材料的性能指标

由表1可见，从实施例1和对比例5对比可见，本发明制备得到的PPE/HIPS/PP三元合金比PPE/HIPS合金具有密度更低，流动性更好的特点，且兼具PP良好的耐溶剂性；从实施例1和对比例2、3可以看出，本发明的PPE/HIPS/PP三元合金比PPE/PP合金具有更高的冲击强度和更高的弯曲模量。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金，其特征在于包括以下重量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金，其特征在于：所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金，其特征在于：所述的聚苯醚树脂的特性粘度为0.3～0.6dL/g。

4.根据权利要求1所述的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金，其特征在于：所述的高抗冲聚苯乙烯树脂的熔体流动指数为3～15g/10min。

5.根据权利要求1所述的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金，其特征在于：所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂和白矿油中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和磷酸脂类抗氧剂中的至少一种；所述的润滑剂为亚乙基双硬脂酸酰胺和硬脂酸锌中的至少一种；所述的白矿油的相对密度为0.76～0.78g/cm³，其闪点为130～200℃。

7.根据权利要求1所述的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金，其特征在于：还包含溴-锑系阻燃剂、无卤阻燃剂、抗静电剂和无机填充物中的至少一种。

8.一种根据权利要求1～7任一项所述的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将10～70重量份聚苯醚树脂、30～80重量份高抗冲聚苯乙烯树脂、5～30重量份聚丙烯树脂、2～10重量份增韧剂和0～2重量份加工助剂混合均匀后，由双螺杆挤出机挤出造粒，水冷拉条后切粒，得到具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金。

9.根据权利要求8所述的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的加工温度条件为245～285℃，螺杆转速为200～1000r/min。

10.根据权利要求1～7任一项所述的具有高韧性的PPE/HIPS/PP三元合金在工程塑料、电子电气、汽车领域中的应用。