CN104530623A

CN104530623A - 具有橡胶触感的hips材料及其制备方法

Info

Publication number: CN104530623A
Application number: CN201410771627.7A
Authority: CN
Inventors: 周拥仔; 吴宪; 何征; 刘则安
Original assignee: Huizhou Wote Advanced MaterialS Co Ltd
Current assignee: Huizhou Wote Advanced MaterialS Co Ltd
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2034-12-11
Also published as: CN104530623B

Abstract

本发明公开了一种具有橡胶触感的HIPS材料及其制备方法。该具有橡胶触感的HIPS材料包括如下重量份的组分：HIPS 56-76份、TPU10-25份、相容剂2-5份、增韧剂4-6份、消光剂0.4-0.6份、主抗氧剂0.1-0.5份、辅助型抗氧剂0.1-0.5份。本发明具有橡胶触感的HIPS材料在具有普通HIPS的强度和韧性的基础上，其外观具有哑光效果且触摸具有橡胶感。另外，具有橡胶触感的HIPS材料还具有良好的流动性能、力学性能、加工性能以及性价比，且具有耐化学药品及耐溶剂性。

Description

具有橡胶触感的HIPS材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种具有橡胶触感的HIPS材料及其制备方法。

背景技术

高抗冲聚苯乙烯(HIPS)树脂是一种非结晶性热塑性聚合物，其流动性好、抗冲强度高、尺寸稳定性好、电绝缘性，市场应用广泛，且可以多次再生使用。

目前市场上应用于衣架材料主要有PP、ABS和HIPS等通用塑料，但是ABS价格比PP、HIPS要高，而PP又很难进行喷涂。如目前应用HIPS用于衣架主要为回收再生HIPS注塑成型后，然后再进行喷涂，外观哑光、橡胶触摸感强，近年来在衣架中比较流行，而且价格低。但是这种方法因为需要喷涂这种工艺，除了成本上升，而且不环保。

一般来说，需喷涂的材料一般具有高光效果，而应用于如衣架的HIPS主要是喷涂后具有外观哑光，使其具有橡胶触感。近年来，随着免喷涂、绿色环保材料的观念趋盛，这就提出了应用于衣架的HIPS也具有非常大的市场，且要求外观与触感效果与喷涂后的材料要求一致，并且成本要求低。因此，如何开发一种在具有力学性能和加工性能的基础上，开发一种免于喷涂的具有橡胶触感，符合外观要求的HIPS复合材料是一技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种具有橡胶触感的HIPS材料及其制备方法，以解决现有HIPS需要喷涂工艺才具有橡胶触感，符合外观要求的等技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种具有橡胶触感的HIPS材料，其包括如下重量份的组分：

以及，一种具有橡胶触感的HIPS材料的制备方法，包括如下步骤：

根据上述本发明具有橡胶触感的HIPS材料称取各组分，并按照比例进行混料处理，得到混合物料；

将所述混合物料进行熔融挤出，造粒。

本发明具有橡胶触感的HIPS材料采用HIPS、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)为主料，在相容剂、增韧剂、消光剂等组分的增效作用下，使得具有橡胶触感的HIPS材料在具有普通HIPS的强度和韧性的基础上，其外观具有哑光效果且触摸具有橡胶感。另外，具有橡胶触感的HIPS材料还具有良好的流动性能、力学性能以及加工性能，且具有耐化学药品及耐溶剂性。

本发明具有橡胶触感的HIPS材料制备方法按照比例将各组分进行混料处理后熔融挤出处理，使得各组分处分混合后在熔融挤出过程中发生增效作用，形成具有橡胶触感的HIPS材料，使得该具有橡胶触感的HIPS材料性能稳定。另外，该方法对设备要求低，工艺简单，条件易控制。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种具有橡胶触感的HIPS材料。该具有橡胶触感的HIPS材料，其包括如下重量份的组分：

其中，HIPS与TPU作为本发明实施例具有橡胶触感的HIPS材料基体组分，在其他组分的作用下，实现TPU对HIPS进行改性，提高具有橡胶触感的HIPS材料的哑光效果和赋予具有橡胶触感的HIPS材料的橡胶触感。

在一实施例中，该HIPS选用再生HIPS。在具体实施例中，该再生HIPS为回收浅色HIPS，其相对密度为1.04～1.06g/cm3，熔融指数为3～15g/min。选用再生HIPS时，该TPU与再生HIPS作用，以赋予再生HIPS为基体的HIPS材料具有橡胶触感和哑光效果的表面。选用再生HIPS能有效实现废弃物的再利用，降低经济成本。

上述TPU为聚酯型热塑性聚氨酯弹性体，其主链上含有重复的–HNCO-O-基团。在另一实施例中，该TPU选用玻璃化温度108.9-122.8℃，邵氏硬度在60D～73D。该范围的TPU能与HIPS组分特别是再生HIPS作用，提高上述具有橡胶触感的HIPS材料具有优异橡胶触感和哑光效果的表面。

上述相容剂是增强HIPS特别是再生HIPS与TPU等组分之间的相容性。因此，在一实施例中，该相容剂由如下的重量份的组分制成：

其中，该相容剂中的SEBS为以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，在一些具体实施例中，该SEBS选用如美国科腾6151、巴陵石化的YH503等中的一种或几种混合物。

在一实施例中，该相容剂中的马来酸酐选用密度为1.32～1.48g/cm³，熔点为51～56℃的马来酸酐。

在一实施例中，该相容剂中的引发剂选用自由基引发剂、其加工半衰期为0.2～2min。在一些具体实施例中，该引发剂选用过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化二特丁烷(DTBP)、过氧化二苯甲酰(BPO)等中的至少一种。

在一实施例中，该相容剂中的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(商品名IRGANOX1010)和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(商品名IRGANOX168)混合物，其中，IRGANOX1010与IRGANOX168的质量比例为1:(2-4)，在以具体实施例中为1:4。

在一实施例中，所述的分散剂为白矿油或硅油中的至少一种。其中，在一具体实施例中，该白矿油选用5#白矿油。

在另一实施例中，含有上述SEBS、马来酸酐等组分的相容剂按照如下方法制备：

步骤a：将所述引发剂和分散剂充分溶解后，与所述SEBS进行混料处理，在混料处理过程中加入所述马来酸酐和抗氧剂，得到混合物料；

步骤b：将所述混合物料进行熔融挤出、造粒。

其中，步骤a中的引发剂、分散剂、SEBS、马来酸酐和抗氧剂等组分的用量、种类均匀上文相容剂中所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

而且，在该步骤a中各组分的混料处理按照步骤加料后，使得各种组分混合均匀，从而保证相容剂的性能稳定。

上述步骤b，在一实施例中，该混合物料熔融挤出的工艺条件为：双螺杆的长径比不低于40，熔融挤出各段温度依次为100±10℃、160±10℃、170±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃、190±5℃、190±5℃、190±5℃、185±5℃、185±5℃、185±5℃。其中，熔融挤出可以采用双螺杆挤出机进行。

上述关于相容剂各实施例均是通过控制组分的种类和含量，使得该相容剂在增强HIPS特别是再生HIPS与TPU等组分之间的相容性，在保证上述具有橡胶触感的HIPS材料具有优异橡胶触感和哑光效果的表面的同时，增强具有橡胶触感的HIPS材料的力学性能。

在一实施例中，上述增韧剂选用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)，在一些具体实施例中，该增韧剂选用李长荣化学工业股份有限公司的3501F、3540F、LG化学的475P、501P以及美国Firestone公司的840A、8508等中的任一中或几种的混合物。

上述消光剂在具有橡胶触感的HIPS材料具有优异橡胶触感和哑光效果的表面发挥作用。在一实施例中，该消光剂选用表面经过偶联剂处理的合成二氧化硅，其平均粒径为3～15微米，密度为1.9～2.2g/cm3。在具体实施例中，该表面经过偶联剂处理的合成二氧化硅消光剂选用德固赛公司的OK系列产品、日本德山的FM-30等。

上述抗氧化剂赋予上述具有橡胶触感的HIPS材料的抗氧化性能，提高其抗老化性能。因此，在一实施例中，该主抗氧剂选用化学名称是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(商品名IRGANOX1010)、N,N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)(商品名为IRGANOX1098)之中的一种或两种。在另一实施例中，该辅助型抗氧剂选用化学名称是三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(商品名IRGANOX168)或双(2,4-二叔丁基)季戊四醇二亚磷酸酯(商品名为IRGANOX168)之中的一种或两种。

在一实施例中，上述其它加工助剂包括润滑剂、分散剂等添加剂。在以具体实施例中，该润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、乙撑双硬脂酰胺(EBS)等之中的一种或几种；该分散剂选用白矿油或者硅油等其中一种或两种，其中，该白矿油可以选用5#白矿油。

为了改善具有橡胶触感的HIPS材料的相应力学性能，同时增强哑光效果、橡胶触感，在进一步实施例中，上述具有橡胶触感的HIPS材料还含有5-10重量份的填充剂。在一些具体实施例中，该填充剂选用滑石粉、云母等其中的一种或两种，在一具体实施例中，该滑石粉的粒径为800～2000目；在另一具体实施例中国，云母为云母粉，粒径为400～1250目。

因此，上述各实施例中的具有橡胶触感的HIPS材料采用HIPS、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)为主料，在相容剂、增韧剂、消光剂等组分的增效作用下，使得具有橡胶触感的HIPS材料在具有普通HIPS的强度和韧性的基础上，其外观具有哑光效果且触摸具有橡胶感。另外，具有橡胶触感的HIPS材料还具有良好的流动性能、力学性能以及加工性能，且具有耐化学药品及耐溶剂性。其次，通过控制各组分的种类和用量，能够进一步优化具有橡胶触感的HIPS材料相应的哑光效果、橡胶触感和相应的力学性能。

相应地，在上文提供的具有橡胶触感的HIPS材料的基础上，本发明实施例还提供了该具有橡胶触感的HIPS材料的制备方法。该方法包括如下步骤：

步骤S01.根据上文所述的具有橡胶触感的HIPS材料称取各组分，并按照比例进行混料处理，得到混合物料；

步骤S02.将步骤S01混合物料进行熔融挤出，造粒。

具体地，上述步骤S01中各组的种类、含量以及获取方法均如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

上述步骤S02中，各组分在熔融挤出过程中在高温和高压的作用下发生反应和作用，实现对基体组分改性，使得熔融挤出处理获得的具有橡胶触感的HIPS材料具有在具有普通HIPS的强度和韧性的基础上，其外观具有哑光效果且触摸具有橡胶感。且还具有良好的流动性能、力学性能、加工性能以及耐化学药品及耐溶剂性。因此，在一实施例中，步骤S02中所述熔融挤出的各段温度依次为：100±10℃、160±10℃、190±5℃、190±5℃、200±5℃、205±5℃、210±5℃、210±5℃、210±5℃、205±5℃、205±5℃、200±5℃。

因此，上述具有橡胶触感的HIPS材料制备方法按照比例将各组分进行混料处理后熔融挤出处理，使得各组分处分混合后在熔融挤出过程中发生增效作用，形成具有橡胶触感的HIPS材料，使得该具有橡胶触感的HIPS材料性能稳定。另外，该方法对设备要求低，工艺简单，条件易控制，有效降低了其生产成本。

现以具有橡胶触感的HIPS材料及其制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1-6：

分别提供6种具有橡胶触感的HIPS材料，该6种具有橡胶触感的HIPS材料分别包含再生HIPS、TPU、自制相容剂、增韧剂、填充剂、消光剂、主抗氧剂、辅助型抗氧剂、其他助剂。其中，该HIPS、TPU、自制相容剂、增韧剂、填充剂、消光剂、主抗氧剂、辅助型抗氧剂、其他助剂所选用的种类分别如上文所述。且该6种具有橡胶触感的HIPS材料所包含的组分分别如下述表1中实施例1-6所示。

对比实施例1-2：

分别提供2种HIPS复合材料，其2种具有橡胶触感的HIPS材料所包含的组分分别如下述表1中对比实施例1、2所示。

表1实施例与对比实施例具有橡胶触感的HIPS材料包含的组合和含量

性能测试

将上述实施例1-6提供的具有橡胶触感的HIPS材料和对比实施例1、2中提供的HIPS复合材料分别进行如下述表2中的机械性能和表面相关性能测试，测试结果如下述表2中所述。

表2实施例与对比实施例具有橡胶触感的HIPS材料性能测试

由表2中实施例1-6具有橡胶触感的HIPS材料配方和相关性能可以看出：

(1)TPU对具有橡胶触感的HIPS材料的橡胶触感、哑光效果影响较大，添加量越多，具有橡胶触感的HIPS材料的橡胶触感越好，但是不能无限制添加，因为橡胶触感不会随着增加。

(2)填充物含量越高时，具有橡胶触感的HIPS材料的强度、刚性越高，但是冲击会有所下降；填充剂会对具有橡胶触感的HIPS材料起到增强哑光的效果，对橡胶触感也有影响，相当来说不是很大。

(3)自制相容剂会影响材料的相容性，相容剂有2％提高到5％，材料的力学性能有显著提高。

(4)具有橡胶触感的HIPS材料的后收缩非常小，可以满足大型柜式圆筒形空调外壳件的后收缩要求，避免卡扣因为尺寸问题而连接不上；

从对比例1-2可以看出：

(1)不含相容剂的HIPS复合材料其冲击强度较低，断裂伸长率下降，韧性不好；当TPU的含量不高时，其橡胶触感较弱、哑光效果不强；

(2)没有填充剂的HIPS复合材料其哑光效果变差；TPU含量提高到25％时，力学性能下降，橡胶触感并没有随着TPU含量的提高而增强；

从实施例1-6和对比例1-2可以看出，当TPU含量越大时，具有橡胶触感的HIPS材料橡胶触感越好，当超过20重量份时，橡胶触感反而不佳，这是因为TPU与基材HIPS的相容性并不是很好，当TPU含量超过一定值后，即便在相容剂的作用下，其相容性也不好，这可以通过具有橡胶触感的HIPS材料的断裂伸长率看出，材料的均一性并不好，而且具有橡胶触感的HIPS材料的断面也出现明显的分层现象。自制相容剂的加入对于改善材料的相容性有帮助，这可以从具有橡胶触感的HIPS材料的冲击强度得出，另外，对具有橡胶触感的HIPS材料的橡胶触感也有影响，这可以从实施例1和对比例1相比可知，这是因为相容剂的加入使得具有橡胶触感的HIPS材料的相容性更好，外观效果呈现介于橡胶与塑料的哑光观感以及似橡胶触摸感。填充剂的加入对于提高具有橡胶触感的HIPS材料的哑光效果比较明显，再加上消光剂的作用，具有橡胶触感的HIPS材料的哑光效果都比较强，对于橡胶触感的影响不如哑光效果强烈，填充剂的粒径对于哑光效果影响也比较大，粒径太大，对性能影响尤其是冲击性能影响太大，粒径太小，哑光效果不明显。分散剂和润滑剂的作用主要在加工过程中起作用，分散剂对于具有橡胶触感的HIPS材料在加工过程中的起分散作用，润滑剂主要在加工过程中起内外润滑作用，易于加工，但是对于材料的外观也有影响，否则外观有波浪线似的条纹，影响外观品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种具有橡胶触感的HIPS材料，其包括如下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的具有橡胶触感的HIPS材料，其特征在于：所述具有橡胶触感的HIPS材料还含有5-10重量份的填充剂。

3.根据权利要求1所述的具有橡胶触感的HIPS材料，其特征在于：所述相容剂由如下的重量份的组分制成：

4.根据权利要求3所述的具有橡胶触感的HIPS材料，其特征在于：所述相容剂的制备方法如下：

将所述引发剂和分散剂充分溶解后，与所述SEBS进行混料处理，在混料处理过程中加入所述马来酸酐和抗氧剂，得到混合物料；

将所述混合物料进行熔融挤出、造粒。

5.根据权利要求4所述的具有橡胶触感的HIPS材料，其特征在于：所述熔融挤出的工艺条件为：双螺杆的长径比不低于40，熔融挤出各段温度依次为100±10℃、160±10℃、170±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃、190±5℃、190±5℃、190±5℃、185±5℃、185±5℃、185±5℃。

6.根据权利要求3-5任一所述的具有橡胶触感的HIPS材料，其特征在于：所述引发剂选用自由基引发剂，其加工半衰期为0.2～2min；和/或

所述抗氧剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按照质量比为1:(2-4)的混合物；和/或

所述分散剂选用白矿油或硅油中的至少一种。

7.根据权利要求3-5任一所述的具有橡胶触感的HIPS材料，其特征在于：所述引发剂选用过氧化二异丙苯、过氧化二特丁烷、过氧化二苯甲酰中的至少一种。

8.根据权利要求1-5任一所述的具有橡胶触感的HIPS材料，其特征在于：所述HIPS选用再生HIPS，其相对密度为1.04～1.06g/cm³，熔融指数为3～15g/min；或/和

所述TPU的玻璃化温度108.9-122.8℃，邵氏硬度在60D～73D；或/和

所述选用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；或/和

所述消光剂选用表面经过偶联剂处理的合成二氧化硅，其平均粒径为3～15微米，密度为1.9～2.2g/cm³；或/和

所述主抗氧剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)之中的一种或两种；或/和

所述辅助型抗氧剂选用三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基)季戊四醇二亚磷酸酯之中的一种或两种；或/和

所述其它加工助剂包括润滑剂、分散剂。

9.一种具有橡胶触感的HIPS材料的制备方法，包括如下步骤：

根据权利要求1-8任一所述的具有橡胶触感的HIPS材料称取各组分，并按照比例进行混料处理，得到混合物料；

将所述混合物料进行熔融挤出，造粒。

10.根据权利要求9所述的具有橡胶触感的HIPS材料的制备方法，其特征在于：所述熔融挤出的各段温度依次为：100±10℃、160±10℃、190±5℃、190±5℃、200±5℃、205±5℃、210±5℃、210±5℃、210±5℃、205±5℃、205±5℃、200±5℃。