CN112375325A - 一种hips复合材料及其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供了一种HIPS复合材料及其制备方法及应用，包括以下质量百分比的成分：HIPS树脂：HIPS树脂：35‑75份；PA树脂：15‑40份；抗静电剂：8‑20份；醋酸铜盐：0.1‑0.5份；增韧剂：4‑10份；加工助剂：0.5‑1.5份。本发明创造所述的HIPS复合材料具有高强度、高耐热、抗静电、阻隔性能优异特点。

Description

一种HIPS复合材料及其制备方法及应用
技术领域
本发明创造属于改性塑料领域，尤其是涉及一种HIPS复合材料及其制备方法及应用。
背景技术
苯乙烯(PS)材料是常见的聚合物，广泛应用在家电、电子电器、OA办公设备等领域。聚苯乙烯材料具有易成型、刚性好、易染色等优点。但PS材料的强度和耐热性能一般、阻隔性能较差，限制了它的应用范围。
由于常规PS材料极性不高，在添加极性较高的永久抗静电剂进行改性的材料相容性不是太好，尤其是在做挤出产品时很容易发生分层现象。同时，PS材料的耐热性能一般，在有些有高温要求的产品应用时不能满足其要求，例如挤出吸塑的托盘类包装产品；PS材料对于一些油类的阻隔性能也比较差，如果做成包装产品，一些油类物质很容易溶解破坏此包装。聚酰胺(PA)材料耐油性极好，耐化学腐蚀，对有机液体等具有良好的阻隔性能，因此，聚酰胺是使用较多的阻隔性聚合物。
PS/PA合金材料结合了两种材料的优异性能，可以应用在对高强度、高耐热、抗静电、阻隔性能优异的挤出吸塑的包装产品上。
中国专利CN 108329610 A公开了一种一种吸塑板材用抗静电PS改性材料及其制备方法，这种复合材料通过添加导电炭黑得到具有永久性抗静电效果的材料，可以应用在一种吸塑板材产品领域。但由于导电炭黑是黑色填料且染色性很强，最终材料只能局限应用在黑色产品上，且物品在接触其板材表面上时很容易留下黑色印记，造成污染缺陷。同时，此材料以常规PS树脂做基材，耐热性和阻隔性能很一般。中国专利CN 109233128 A公开了一种抗菌抗静电PS复合材料及其制备方法，通过添加石墨烯和抗菌剂得到具有永久性抗静电效果的材料。由于石墨烯的黑色特点，最终材料只能局限应用在黑色产品上，且材料中石墨烯组分价格昂贵会限制其大范围内应用推广。中国专利CN 207257033 U公开了一种高阻隔防静电片材，通过多层膜复合的方式实现了抗静电、阻隔功能，但其通过多层膜组合方式实现，工艺复杂、操作成本较高。
本专利涉及的复合材料是通过合金的方式，以一种材料通过一步挤出吸塑成型为产品，可以实现抗静电、阻隔功能，且产品强度、耐热性能更好，还能应用在不止黑色外观的产品上。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种HIPS复合材料及其制备方法及应用。解决目前挤出吸塑包装产品普通PS材料使用普遍存在的不抗静电、耐热一般、阻隔性能差的问题。本发明的首要目的在于提供一种具有高强度、高耐热、抗静电、阻隔性能优异特点的PS复合材料。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种HIPS复合材料，包括以下质量百分比的成分：
HIPS树脂：35-75份；
PA树脂：15-40份；
抗静电剂：8-20份；
醋酸铜盐：0.1-0.5份；
增韧剂：4-10份；
加工助剂：0.5-1.5份。
优选的，所述的HIPS树脂为挤出级的PS，优选的熔体流动速率为2-4g/10min(200℃，5kg)。
优选的，所述的PA树脂为PA6树脂，优选的是中流动性的种类，熔体流动速率为10-15g/10min(250℃，10kg)。
优选的，所述的抗静电剂为永久型抗静电剂，其成分中包含聚醚酯酰胺类原料。
优选的，所述的醋酸铜盐为分子中带结晶水的醋酸铜盐。呈蓝绿色粉末性结晶。
优选的，所述的增韧剂为苯乙烯类弹性体，优选的是充油的SBS弹性体。其制备工艺为：先将极性较强的分散剂溶解在硅油中，然后吸附到SBS上完成充油。
优选的，所述的加工助剂为主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂中的一种或者多种。
优选的，所述主抗氧剂或辅助抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫醚亚磷酸酯类辅助抗氧剂复配；内润滑剂或外润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑剂、石蜡类润滑剂或酰胺类润滑剂的一种或两种以上。
本发明还提供一种上述PS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将上述原料均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到高强度、高耐热、抗静电、阻隔性能优异特点的PS复合材料；优选的，所述的挤出机优选双螺杆挤出机，所述的熔融是在230-270℃下熔融。
本发明还提供一种上述的PS复合材料在挤出吸塑的包装产品领域的应用。
相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
(1)本发明的PS复合材料具有高强度、高耐热、抗静电、阻隔性能优异特点，使用充油的SBS弹性体，提升复合材料的冲击韧性，并同时可以让材料保持较好的流动性。而且由于在此增韧剂中吸附了强极性的分散剂，增韧剂同时起到相容剂的作用，使非极性的PS相和极性的PA相、抗静电剂相更好的融合。
(2)由于本发明的PS复合材料，通过加入抗静电剂组分，可以降低材料的表面电阻，提升材料的抗静电性能。同时，由于极性组分PA的加入，一方面界面融合性更好，挤出加工时不容易分层；另一方面，由于PA组分易吸水，可以与抗静电剂起到协效作用，更有利于电子的传导，提升材料的抗静电性能。由于铜盐里的铜会和酰胺键起到络合作用，能够稳定抗静电剂，可以保护树脂不被分解发生破坏，抗静电剂能发挥更好得降低电阻作用，同时在升温加工时醋酸铜的结晶水释放出来，水也能起到传导电子的协效作用，降低材料的电阻。
(3)本发明的PS复合材料，由于抗静电剂和增韧剂这类弹性体的添加，材料的强度和耐热性能下降比较明显。本发明中高强度组分PA的加入，起到很好的强度、耐热提升效果。
(4)本发明的PS复合材料，耐油性优异的组分PA的加入，起到很好的阻隔油脂物质的效果。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明创造。
实施例和对比例中的原料的来源如下：
HIPS来源于独山子石化有限公司，型号为HIE-1；
PA来源于台湾化学纤维有限公司，型号为PA6 NP2400；
抗静电剂来源于三洋化成公司，型号为PELESTAT 6500；
增韧剂来源于李长荣化学工业公司，型号是SBS 1546；
醋酸铜来源于上海品力绣环保科技有限公司，型号为Cu(CH3COO)2·H2O；
抗氧剂来源于巴斯夫公司；
润滑剂来源于花王公司；
以下实施例中，挤出机熔融挤出的加工条件如下：一区温度230-260℃，二区温度240-270℃，三区温度240-270℃，四区温度240-270℃，五区温度250-270℃，六区温度240-270℃，七区温度240-270℃，八区温度240-270℃，九区温度240-270℃，主机转速250-360转/分钟。
实施例1-5
一种高强度、高耐热、抗静电、阻隔性能优异特点的PS复合材料，其原料配方如表1所示，其制备方法包括以下步骤：
将上述原料均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到高强度、高耐热、抗静电、阻隔性能优异特点的PS复合材料；将粒料注塑成相应试样进行测试，测试结果见表2。
对比例1
一种高强度、高耐热、抗静电、阻隔性能优异特点的PS复合材料，其原料配方如表1所示，其制备方法包括以下步骤：
将上述原料均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后干燥。将粒料注塑成相应试样进行测试，测试结果见表2。所述组分均为现有技术。
表1实施例和对比例的PS复合材料的原料配方(按质量份数)
Figure BDA0002806344660000071
表2实施例和对比例的PS复合材料的测试数据
Figure BDA0002806344660000072
注：XX-很差；X-较差；◎-较好；◎◎-良好；◎◎◎-优异；
实施例4与对比例3相比添加了醋酸铜盐，使得复合材料的电阻降低。
实施例1与对比例1相比添加了充油的SBS弹性体制得的增韧剂，提升复合材料的冲击韧性，并同时可以让材料保持较好的流动性。
实施例2与对比例2相比添加了PA树脂，使得复合材料挤出加工时不容易分层，同时进一步降低了表面电阻。
综上所述，本发明中通过加入PA树脂、增韧剂、醋酸铜盐以及各个组分的合理配比使得材料整体的力学性能、抗静电性能以及耐热耐油性能均有较大幅度提升。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种HIPS复合材料，其特征在于：包括以下质量份数的成分：
HIPS树脂：35-75份；
PA树脂：15-40份；
抗静电剂：8-20份；
醋酸铜盐：0.1-0.5份；
增韧剂：4-10份；
加工助剂：0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的HIPS复合材料，其特征在于：所述的HIPS树脂为挤出级的PS，优选的熔体流动速率为2-4g/10min(200℃，5kg)。
3.根据权利要求1所述的HIPS复合材料，其特征在于：所述的PA树脂为PA6树脂，优选的为熔体流动速率为10-15g/10min(250℃，10kg)。
4.根据权利要求1所述的HIPS复合材料，其特征在于：所述的抗静电剂为永久型抗静电剂，其成分中包含聚醚酯酰胺类原料。
5.根据权利要求1所述的HIPS复合材料，其特征在于：所述的醋酸铜盐为分子中带结晶水的醋酸铜盐。
6.根据权利要求1所述的HIPS复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为苯乙烯类弹性体，优选的是充油的SBS弹性体，优选的，其制备工艺为：先将极性较强的分散剂溶解在硅油中，然后吸附到SBS上完成充油。
7.根据权利要求1所述的HIPS复合材料，其特征在于：所述的加工助剂为主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂中的一种或者多种。
8.权利要求7所述的HIPS复合材料，其特征在于：所述主抗氧剂或辅助抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫醚亚磷酸酯类辅助抗氧剂复配；内润滑剂或外润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑剂、石蜡类润滑剂或酰胺类润滑剂的一种或两种以上。
9.权利要求1-8任一所述的HIPS复合材料制备方法，其特征在于：将上述原料均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到高强度、高耐热、抗静电、阻隔性能优异特点的PS复合材料；优选的，所述的挤出机优选双螺杆挤出机，所述的熔融是在230-270℃下熔融。
10.一种权利要求1-9任一所述的PS复合材料在挤出吸塑的包装产品领域的应用。
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