CN106633455A - 高光泽且耐油好的hips/pp合金塑料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料及制备方法，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：通用级聚苯乙烯45‑90、共聚聚丙烯5‑45、增韧剂5‑35、相容剂1‑10、抗氧剂0.1‑2.5、润滑剂0.2‑0.5、其他助剂0‑2.5，将原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切粒，即得到高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。与现有技术相比，本发明可以有效解决HIPS相关材料耐油性好但光泽低的缺点，使冰箱内胆等有耐油要求的HIPS相关产品能被广泛应用于各种家电外观件。本发明为生产更高性能的，可制作外观件的工程塑料产品提供了技术支持。

Description

高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料及制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料及制备方法。
背景技术
HIPS材料因为有众多优异的性能，如密度小，加工方便，价格低廉等，越来越多地被应用到人们日常生活的产品当中去，尤其是家电产品的各种外观件和结构件中。但是，HIPS材料也有许多缺点，如光泽低、耐化学品差(耐油)、易开裂和易燃等等，这些都是人们在使用HIPS相关产品时需要考虑和克服的困难。
近些年，一些具有高耐油高光泽的共挤HIPS合金塑料被广泛应用于产品的外观件或结构件上，如冰箱内胆等。这些制件一般由一层光泽较好但耐油性差的HIPS或者MIPS复合一层高耐油但光泽差的HIPS材料共挤制成。这是因为为了提高耐油层HIPS的可能抗化学性以及机械性能，必须增大橡胶粒径，这使得HIPS板材表面呈现亚光效果，导致板材便面光泽较差；目前普通ABS耐化学品性并不能满足冰箱内胆的要求，而特种ABS材料价格贵，种类少，产量不稳定。为了进一步简化高耐油高光泽HIPS材料制备工艺(由共挤改为一次挤出成型)，本发明对一次成型高光耐油HIPS材料进行开发，获得既耐油又高光的全新HIPS材料。该方法生产工艺简单，生产效率高。专利文献CN201310434828中提到了一种高光HIPS材料制备方法，但该方法制备的HIPS材料耐油性较差。中国专利CN105061880A公开了一种高光泽、高韧性冰箱内胆用合金材料及其制备方法，该合金材料的原料包括一定配比的通用型聚苯乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、相容剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂，制备方法包括物料混合和造粒过程。该专利中使用三种基料，并且专利中没有涉及到耐油性试验的测试方法和试验数据；本专利中仅使用PS和一种PP进行共混，减少了基料种类，提高了共混改性的稳定性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：
所述的通用级聚苯乙烯在200*5条件下熔融指数在2-25g/10min以内，重均分子量在5.0×104-15×104。
所述的共聚聚丙烯的重均分子量为1.0×104-20×104，其中乙烯含量控制在1-4wt％，共聚聚丙烯添加量优选10-30重量份。
所述的增韧剂为聚氨酯橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、SEBS、SBS或硅橡胶中的一种或几种，作为优选的实施方式，增韧剂为苯乙烯、丁二烯摩尔比为3/7的SBS。高摩尔含量的丁二烯能够更好的保持或提高体系的冲击强度，保证材料在装配和使用过程中不会因为韧性不足发生开裂；另外，一定含量的苯乙烯(S)可以使SBS可以更好的和PS相容，从而增强体系的稳定性。
所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、聚乙烯接枝马来酸酐共聚物、POE接枝马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物或SEBS接枝马来酸酐共聚物中的一种或几种。作为优选的实施方式，相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐共聚物。聚丙烯接枝马来酸酐共聚物可以其利用聚丙烯部分提高相容剂与聚丙烯基材的形容性，利用马来酸酐部分降低各组分间的表面张力来提高组分的相容性。
所述的抗氧剂为CIBA精化公司的Irganox 1010、Irganox 1076、Irganox B900或Irganox 168的一种或几种，本专利中使用最为常规抗氧剂为Irganox 1076和Irganox 168的复合抗氧剂。
所述的润滑剂为硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。
作为优选的实施方式，润滑剂为乙烯基双硬质酰胺。
所述的其他助剂为受阻胺。
高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料的制备方法，采用以下步骤：
(1)按照配方含量备料；
(2)将原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为180～240℃，螺杆转速为180-600r/min，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，然后经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，即得到高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。
本发明以GPPS为主体，GPPS本身透明性好，光泽度高；而其本身韧性差，耐油性性低。GPPS在固定应力耐油试验中很容易被油侵蚀从而发生开裂。通过加入具有高分子量的PP，利用PP材料的结晶性来提高发明体系的耐油性。其中，PP中乙烯含量控制在1-4％。原因：一定含量的乙烯能够提高PP的韧性；但是乙烯含量过高会降低PP的结晶度从而降低材料的耐油性。(请结合反应机理进一步说明，尤其是将PP中乙烯含量控制在1-4％会对最终结果产生何种有益效果)；同时，通过加入相容剂和增韧剂改善了GPPS与PP的相容性，同时增强了体系的韧性。本专利主要通过选用高光泽的GPPS和PP来保证体系的高光泽。
与现有技术相比，本发明可以有效解决HIPS相关材料耐油性好但光泽差的缺点，使高耐油高光泽HIPS/PP合金塑料产品可以广泛地应用于各种家电产品的外观件或者结构件中。本发明生产工艺简单，生产效率高，为生产高耐油高光泽的HIPS/PP合金塑料产品提供了技术支持。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例和对比例中，所使用的原料如下：
实施例1
一种高光泽高耐油的HIPS/PP合金塑料，按照以下组分及重量份含量备料：
将上述原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为180～240℃，螺杆转速为180-600r/min，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，然后经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，即得到一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。
实施例2
一种高光泽高耐油的HIPS/PP合金塑料，按照以下组分及重量份含量备料：
实施例3
一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料，按照以下组分及重量份含量备料：
将上述原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为180～240℃，螺杆转速为180-600r/min，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，然后经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，即得到一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。
实施例4
一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料，按照以下组分及重量份含量备料：
将上述原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为180～240℃，螺杆转速为180-600r/min，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，然后经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，即得到一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。
实施例5
一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料，按照以下组分及重量份含量备料：
将上述原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为180～240℃，螺杆转速为180-600r/min，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，然后经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，即得到一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。
对比例1
一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料，按照以下组分及重量份含量备料：
将上述原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为180～240℃，螺杆转速为180-600r/min，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，然后经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，即得到一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。
对比例2
一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料，按照以下组分及重量份含量备料：
将上述原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为180～240℃，螺杆转速为180-600r/min，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，然后经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，即得到一种高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。
使用实施例1-5和对比例1、2的材料制备出高光注塑色板，测试各块挤出样板的光泽度(60°)，将各方案的材料制备的ASTM拉伸样条采用固定应变法浸入食用油中进行耐油试验，放置4周观察样条裂纹出现时间以及开裂程度。表1为上述实施例和对比例的光泽度和耐油试验的数据。
表1
从对比例1、2发现，随着SBS添加量的增加，体系的光泽度急速下降，耐油性略有提高；含量达到20份的时候色板光泽由原来98将为30；而耐油性有所增加。因此，结合其他实验，SBS的最佳添加量在20份以内。
实施例1、2、3发现，随着GPPS添加量的增加，体系的光泽度逐渐提高；随着PP添加量的下降，裂纹出现时间变早；对比实施例3、4和5发现PP的最佳添加量在10-20份，SBS添加量在15份左右。
实施例6
一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：通用级聚苯乙烯45、共聚聚丙烯45、增韧剂5、相容剂1、抗氧剂0.1、润滑剂0.2。
采用的通用级聚苯乙烯在200*5条件下熔融指数在2-g/10min，重均分子量在5.0×104。共聚聚丙烯的重均分子量为1.0×104，其中乙烯含量控制在1wt％。增韧剂为聚氨酯橡胶。相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐共聚物。抗氧剂为CIBA精化公司的Irganox 1010。润滑剂为硅油。
高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料的制备方法，采用以下步骤：
(1)按照配方含量备料；
(2)将原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为180℃，螺杆转速为180r/min，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，然后经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，即得到高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。
实施例7
一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：通用级聚苯乙烯90、共聚聚丙烯5、增韧剂35、相容剂10、抗氧剂2.5、润滑剂0.5、其他助剂2.5。
采用的通用级聚苯乙烯在200*5条件下熔融指数在25g/10min，重均分子量在15×104。共聚聚丙烯的重均分子量为20×104，其中乙烯含量控制在4wt％。增韧剂为氟橡胶和三元乙丙橡胶的混合物。相容剂为POE接枝马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物的混合物。抗氧剂为CIBA精化公司的Irganox 1076和Irganox 168的复合抗氧剂。润滑剂为硬脂酸钡、硬脂酸镁的混合物。其他助剂为受阻胺。
高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料的制备方法，采用以下步骤：
(1)按照配方含量备料；
(2)将原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为240℃，螺杆转速为600r/min，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，然后经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，即得到高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。

Claims (9)

1.一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，其特征在于，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，其特征在于，所述的通用级聚苯乙烯在200*5条件下熔融指数在2-25g/10min以内，重均分子量在5.0×104-15×104。
3.根据权利要求1所述的一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，其特征在于，所述的共聚聚丙烯的重均分子量为1.0×104-20×104，其中乙烯含量控制在1-4wt％，共聚聚丙烯添加量优选10-30重量份。
4.根据权利要求1所述的一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，其特征在于，所述的增韧剂为聚氨酯橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、SEBS、SBS或硅橡胶中的一种或几种，优选苯乙烯与丁二烯摩尔比为3/7的SBS。
5.根据权利要求1所述的一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，其特征在于，所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、聚乙烯接枝马来酸酐共聚物、POE接枝马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物或SEBS接枝马来酸酐共聚物中的一种或几种，本专利选用聚丙烯接枝马来酸酐共聚物。
6.根据权利要求1所述的一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，其特征在于，所述的抗氧剂为CIBA精化公司的Irganox 1010、Irganox 1076、Irganox B900或Irganox 168的一种或几种，本专利选用Irganox 1076和Irganox 168的复合抗氧剂。
7.根据权利要求1所述的一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，其特征在于，所述的润滑剂为硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料，其特征在于，所述的其他助剂可以为染色剂(有机色粉、无机色粉)、脱模剂(如硅酮类)、耐候剂(如受阻酚(胺)类)的一种或几种。
9.如权利要求1所述的高光泽且耐油好的HIPS/PP合金塑料的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：
(1)按照配方含量备料；
(2)将原料按配方置于高速混合机内搅拌，混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的温度为180～240℃，螺杆转速为180-600r/min，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，然后经挤出、拉条、冷却、切粒，即得到高光泽耐油的HIPS/PP合金塑料。
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