CN106883542A - 一种超高冲击耐热抗静电再生hips改性材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料及其制备方法，由以下重量百分比计的原料组成：再生HIPS树脂，原生HIPS，增韧剂，润滑剂，纳米有机蒙脱土，纳米ATO分散浆，偶联剂，抗氧剂，紫外线吸收剂。各原料用高速搅拌机混合均匀，加入双螺杆挤出机中，在160～220℃温度下熔融共混拉条切粒制得。本发明由于在配方中添加了纳米ATO分散浆，获得的改性材料抗静电性能稳定可控，该材料可替代改性原生高抗冲聚苯乙烯新料用于高要求的大型军用、民用包装箱、周转箱，耐低温冲击性好，耐候佳，不吸尘，可替代木材包装箱，节省木材，社会经济效益显著，前景广阔。

Description

一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料制备领域，尤其涉及一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯(Polystyrene，缩写PS)由于其良好的透光性，被广泛应用于光学工业中，可制造光学玻璃、光学仪器，、透明或颜色鲜艳的器具，如灯罩、照明器具等。其还可制作电气元器件和仪表等。单独使用PS作制品，脆性大，而在PS中加入少量其他物质，如丁二烯即可明显降低脆性，提高冲击韧性，这种塑料叫抗冲击PS，称为HIPS，它的力学性能大为提高，可用此塑料制作出许多性能优良的机械零件和构件。
随着家电报废高峰到来，现在以及将来会产生大量废旧HIPS塑料，且废旧HIPS塑料性能差，影响其再次利用，尤其是在苛刻天气条件(如-40℃)下使用，再生利用率低，对环境造成巨大污染；聚合物的高电阻易造成其在生产及使用过程中产生静电积累使制品吸尘，严重的引起易燃品发生火灾或爆炸等，后果严重。而现有中国专利CN 104004287A公开了一种再生聚苯乙烯阻燃增韧改性材料及其制备方法该配方韧性有限，耐热不足，不能应用于韧性要求更高的制品生产。
发明内容
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料及其制备方法，能制备超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，进而解决木制包装箱浪费树木以及废旧PS污染环境并高值再生利用的问题，并解决目前树脂包装箱抗静电性、耐温性及抗冲击性尤其耐低温性能差以及现有HIPS成本高的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，所述再生HIPS改性材料按重量份计包括：再生HIPS树脂：20～70份，原生HIPS：10～70份，增韧剂：5～30份，润滑剂：0.1～3份，纳米有机蒙脱土：1～10份，纳米ATO分散浆：1～15份，偶联剂：0.1～5份，抗氧剂：0.1～1份，紫外线吸收剂：0.2～2份；
其中上述各组分的总和等于100份，将各组分用高速搅拌机混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中，在160～220℃工艺温度下熔融共混拉条切粒即得到超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料。
本发明实施方式还提供一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料的制备方法，用于制备本发明所述的再生HIPS改性材料，包括以下步骤：
按本发明所述的再生HIPS改性材料的配方取各组分；
将各组分中的再生HIPS树脂、原生HIPS、增韧剂、润滑剂、纳米有机蒙脱土、纳米ATO分散浆、偶联剂、抗氧剂和紫外线吸收剂加入高速搅拌器中共混得到共混料：
将所述共混料经双螺杆挤出机中以160～220℃的温度挤出造粒，即得到超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料及其制备方法，其有益效果为：由于采用特定量的再生HIPS树脂配合原生HIPS、增韧剂、润滑剂、纳米有机蒙脱土、纳米ATO分散浆、偶联剂、抗氧剂和紫外线吸收剂，使得该再生HIPS改性材料具有超高冲击性能、较高耐热性能和优良的抗静电，而且成本低。该制备方法工艺简单易控，搅拌过程中有极少甚至没有粉尘产生，不会对人体产生粉尘伤害，所制成品的缺口冲击强度和弯曲强度和纯新料制备的性能几乎没有差别，可以满足军用、民用包装器材的要求。为再生聚苯乙烯的高值化回收利用拓宽了道路，更进一步减少了废PS对环境的污染。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，所述再生HIPS改性材料按重量份计包括：再生HIPS树脂：20～70份，原生HIPS：10～70份，增韧剂：5～30份，润滑剂：0.1～3份，纳米有机蒙脱土：1～10份，纳米ATO分散浆：1～15份，偶联剂：0.1～5份，抗氧剂：0.1～1份，紫外线吸收剂：0.2～2份；
其中上述各组分的总和等于100份，将各组分用高速搅拌机混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中，在160～220℃工艺温度下熔融共混拉条切粒即得到超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料。
上述再生HIPS改性材料中，再生HIPS树脂为废旧的聚苯乙烯经破碎、清洗、烘干、均化后得到的片料。
上述再生HIPS改性材料中，废旧的聚苯乙烯的熔融指数在200℃/5Kg条件下为7～15g/10min。
上述再生HIPS改性材料中，增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯醚、顺丁橡胶、聚异丁烯中的一种或几种。
上述再生HIPS改性材料中，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机铬偶联剂、铝酸锆类偶联剂中的一种。
上述再生HIPS改性材料中，纳米ATO分散浆为：将粒径为10～50nm的ATO纳米粉体经过表面处理，加入复合分散剂，经超声处理，研磨制得的ATO有机纳米浆料。其中，ATO纳米粉体的掺锑量按质量百分比为10％。
上述再生HIPS改性材料中，所述纳米有机蒙脱土的层间距1.8nm以上；
所述润滑剂为EBS、硬脂酸锌、高熔点石蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸丁酯中的一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂168、抗氧剂DLTDP中的一种或几种；
所述紫外线吸收剂为UV-326、UV-531、UV-327、UV-770中的一种或几种。
本发明实施例还提供一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料的制备方法，用于制备上述的再生HIPS改性材料，包括以下步骤：
按上述的再生HIPS改性材料的配方取各组分；
将各组分中的再生HIPS树脂、原生HIPS、增韧剂、润滑剂、纳米有机蒙脱土、纳米ATO分散浆、偶联剂、抗氧剂和紫外线吸收剂加入高速搅拌器中共混得到共混料：
将所述共混料经双螺杆挤出机中以160～220℃的温度共混拉条切粒，即得到超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料。
本发明的超高冲击耐热抗静电再生HIPS(抗冲击性聚苯乙烯)，由于配方体系中添加了纳米ATO分散浆，因而获得的改性材料抗静电性能稳定可控，其抗静电效果佳，冲击性能好，耐热性优良，制得的改性再生聚苯乙烯材料可以替代改性原生高抗冲聚苯乙烯新料用于高要求的大型军用、民用包装箱、周转箱，耐低温冲击性好，耐候佳，不吸尘，可替代木材包装箱，节省木材，社会经济效益显著，前景广阔，可以很好的解决木制包装箱浪费树木以及解决废旧PS污染环境并高值再生利用的社会问题，并解决目前树脂包装箱抗静电性、耐温性及抗冲击性尤其耐低温性能差以及现有配方成本高的问题。
下面结合具体实施例对本发明实施例具体作进一步地详细描述。
另本发明所得粒子经注塑机注塑成标准样条，最终按国家标准进行性能测试，弯曲强度按GB/T 9341-2008测试，简支梁冲击强度按GB/T 1043-2008进行。
实施例1
本实施例提供一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，其制备方法如下：
取再生HIPS树脂、原生HIPS(即HIPS纯新料)、增韧剂、润滑剂、纳米有机蒙脱土、纳米ATO分散浆、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂等成分，按以下重量份数组成配方，其中，再生HIPS树脂：30份，原生HIPS：40份，增韧剂：25.1份，润滑剂：0.2份，纳米有机蒙脱土：3份，纳米ATO分散浆：1份，偶联剂：0.1份，抗氧剂：0.3份，紫外线吸收剂：0.3份；
将所有原料倒入高速搅拌器中共混得到共混料，然后将共混料经双螺杆挤出机中按165-210℃挤出造粒，即得到超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料。利用该制得的该再生HIPS改性材料制样测得的简支梁缺口冲击强度为30KJ/m2,(-40℃)简缺口冲击强度21KG/m2,弯曲强度为28MPa，热变形温度(1.4MPa)≥80℃，表面电阻不高于1011。
实施例2
本实施例提供一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，其制备方法如下：
取再生HIPS树脂、原生HIPS(即HIPS纯新料)、增韧剂、润滑剂、纳米有机蒙脱土、纳米ATO分散浆、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂等成分，按以下重量份数组成配方，其中，再生HIPS树脂：41份，原生HIPS：30.7份，增韧剂：21份，润滑剂：0.5份，纳米有机蒙脱土：3份，纳米ATO分散浆：3份，偶联剂：0.1份，抗氧剂：0.4份，紫外线吸收剂：0.3份；
将所有原料倒入高速搅拌器中共混得到共混料，然后将共混料经双螺杆挤出机中按165-210℃挤出造粒，即得到超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料。利用该制得的该再生HIPS改性材料制样测得的简支梁缺口冲击强度为26KJ/m2,(-40℃)简缺口冲击强度17KG/m2,弯曲强度为30MPa，热变形温度(1.4MPa)≥84℃，表面电阻不高于108。
实施例3
本实施例提供一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，其制备方法如下：
取再生HIPS树脂、原生HIPS(即HIPS纯新料)、增韧剂、润滑剂、纳米有机蒙脱土、纳米ATO分散浆、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂等成分，按以下重量份数组成配方，其中，再生HIPS树脂：60份，原生HIPS：17.8份，增韧剂：15份，润滑剂：0.2份，纳米有机蒙脱土：3份，纳米ATO分散浆：3份，偶联剂：0.2份，抗氧剂：0.5份，紫外线吸收剂：0.3份；
将所有原料倒入高速搅拌器中共混得到共混料，然后将共混料经双螺杆挤出机中按160-220℃挤出造粒，即得到超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料。利用该制得的该再生HIPS改性材料制样测得的简支梁缺口冲击强度为21KJ/m2,(-40℃)简缺口冲击强度为7KG/m2,弯曲强度为35MPa，热变形温度(1.4MPa)≥87℃，表面电阻不高于107。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，其特征在于，所述再生HIPS改性材料按重量份计包括：再生HIPS树脂：20～70份，原生HIPS：10～70份，增韧剂：5～30份，润滑剂：0.1～3份，纳米有机蒙脱土：1～10份，纳米ATO分散浆：1～15份，偶联剂：0.1～5份，抗氧剂：0.1～1份，紫外线吸收剂：0.2～2份；
其中上述各组分的总和等于100份，将各组分用高速搅拌机混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中，在160～220℃工艺温度下熔融共混拉条切粒即得到超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料。
2.根据权利要求1所述的一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，其特征在于，所述再生HIPS树脂为废旧的聚苯乙烯经破碎、清洗、烘干、均化后得到的片料。
3.根据权利要求2所述的一种高冲击耐热抗静电再生HIPS的研究及制备方法，其特征在于，所述废旧的聚苯乙烯的熔融指数在200℃/5Kg条件下为7～15g/10min。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，其特征在于，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯醚、顺丁橡胶、聚异丁烯中的一种或几种。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机铬偶联剂、铝酸锆类偶联剂中的一种。
6.根据权利要求1至3任一项所述的一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，其特征在于，所述纳米ATO分散浆为：将粒径为10～50nm的ATO纳米粉体经过表面处理，加入复合分散剂，经超声处理，研磨制得的ATO有机纳米浆料。
7.根据权利要求6所述的一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，其特征在于，所述ATO纳米粉体的掺锑量按质量百分比为10％。
8.根据权利要求1至3任一项所述的一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料，其特征在于，
所述纳米有机蒙脱土的层间距为1.8nm以上；
所述润滑剂为EBS、硬脂酸锌、高熔点石蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸丁酯中的一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂168、抗氧剂DLTDP中的一种或几种；
所述紫外线吸收剂为UV-326、UV-531、UV-327、UV-770中的一种或几种。
9.一种超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至8任一项所述的再生HIPS改性材料，包括以下步骤：
按权利要求1至8任一项所述的再生HIPS改性材料的配方取各组分；
将各组分中的再生HIPS树脂、原生HIPS、增韧剂、润滑剂、纳米有机蒙脱土、纳米ATO分散浆、偶联剂、抗氧剂和紫外线吸收剂加入高速搅拌器中共混得到共混料：
将所述共混料经双螺杆挤出机中以165～210℃的温度共混拉条切粒，即得到超高冲击耐热抗静电再生HIPS改性材料。
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