CN114773743A - 一种耐uvc的hips树脂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐UVC的HIPS树脂组合物及其制备方法。本发明的耐UVC的HIPS树脂组合物包括GPPS树脂、增韧剂、耐候树脂、紫外吸收剂、钛白粉、炭黑。将GPPS、PP和SEBS进行复合获得一个相容性好的树脂基体，SEBS不仅是GPPS的有效增韧剂，同时其嵌段的结构有效地改善了GPPS和PP的相容性，获得了相容性和韧性优异的树脂基体。本发明获得的树脂组合物，机械性能和耐UVC性能优异，同时其具有与常规HIPS相当的挤出吸塑性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子树脂领域，具体涉及一种耐UVC的HIPS树脂组合物及其制备方法。
背景技术
HIPS被广泛地应用于家电产品上，市面上90％的冰箱内胆都是由HIPS挤出吸塑获得。而冰箱内部的抗菌消毒功能是消费者普遍关注的问题，但是目前杀灭细菌的方式以使用抗菌材料、TABT负离子杀菌等。这些方式的杀菌效率较低，针对的菌落品种较单一，且对病毒的抑制没有效果。因此冰箱的杀菌消毒仍是目前的一个行业痛点。
UVC消毒是医疗器械外壳常用的消毒方式，也逐渐成为家庭消毒的一种方式。UVC的能量高，对细菌和病毒的杀害能力强。如果将UVC安装在冰箱内，可以有效地起到杀菌消毒的效果。但是，由于冰箱内胆一般是白色的HIPS材料，其在UVC照射后材料分解严重，表现为变色明显，机械性能明显下降，如果在冰箱内装上UVC的消毒灯，不到一个月的时间，冰箱内胆材料会发生明显的变色和分解问题。
一款满足耐UVC的冰箱内胆材料，主要有三方面的性能要求：1、成型性：内胆材料一般是通过挤出吸塑成型，大部分材料都能满足挤出性能，但吸塑热成型对材料的要求很高；2、机械性能，主要是耐冲击性能，一般要求材料的缺口冲击强度必须≥10kJ/m2；3、耐UVC性能，保证在长时间的UVC照射下不变色(要求一年照射色差小于5)，性能保持率在70％以上。
申请号为CN111286116A的中国发明专利公布了一种耐UVC照射的聚丙烯/聚乙烯耐候复合材料，所述的复合材料由下述原料组成：聚乙烯、聚丙烯、沉淀硫酸钡、抗氧剂、紫外吸收剂(紫外线吸收剂UV-1577和受阻胺类光稳定剂2020),复合材料在紫外线持续照射后(253nm，2.6W，2500h)，基本性能保持率在80％以上，颜色基本不变(色差1.5以下)，大大提高了UVC灯源下聚丙烯/聚乙烯符合材料的耐候性能及使用寿命。但对于冰箱内胆来说，PP材料不能进行高效地吸塑成型(结晶性材料达到熔点后，熔体强度快速下降)，同时材料的尺寸稳定性不好，因此这款材料并不适合冰箱内胆。
申请号为CN113088013A的中国发明专利公布了一种耐UVC的ASA树脂组合物，包括以下重量份的组分：SAN树脂40～74份，ASA橡胶粉20～40份，PMMA树脂5～15份，紫外吸收剂1～5份，所得的组合物可以在UVC紫外线持续照射(250nm，20W持续照射180天)后，色差＜3，冲击保持率达到90％以上。这款材料具有优异的耐UVC性能，但是由于添加的紫外吸收剂达到了1～5份，有析出的风险，且这款材料的成本较高，并不适合大规模地生产冰箱内胆材料。
本发明开发的耐UVC的HIPS树脂组合物，可以在UVC紫外线持续照射(250nm，20W持续照射一年)后，色差＜5，冲击保持率达到70％以上，同时其具有优异的机械性能和挤出吸塑性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中问题，提供一种耐UVC的HIPS树脂组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下方案来实现：
本发明提供了一种耐UVC的HIPS树脂组合物，所述耐UVC的HIPS树脂组合物包括以下重量份数的各组分：
作为本发明的一个实施方案，所述GPPS树脂为挤出级别，在200℃，5kg下熔融指数为0.5～3g/10min。
作为本发明的一个实施方案，所述的增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物SEBS。由于SEBS不含不饱和双键，因此其具有优异的耐UVC性能。
作为本发明的一个实施方案，所述的SEBS中苯乙烯的含量为25～40％。苯乙烯含量高于40％，对GPPS树脂的增韧效率较低，低于25％，与GPPS树脂的相容性差。
作为本发明的一个实施方案，所述的耐候树脂为聚丙烯PP树脂。优选地，PP树脂为共聚型高抗冲级别，缺口冲击强度为6kJ/m2以上。
作为本发明的一个实施方案，所述的紫外吸收剂为水杨酸酯、二苯甲酮、苯并三唑类的UV吸收剂中的一种或多种。紫外吸收剂优选叔辛基苯基水杨酸酯和2-氰基-3-苯基乙基水杨酸酯。
作为本发明的一个实施方案，所述的钛白粉为锐钛型钛白粉。商品化的钛白粉主要有锐钛型和金红石型两种，锐钛型具有比金红石型更优异的耐候性能。
作为本发明的一个实施方案，所述的炭黑为色素炭黑。一般的色素炭黑具有优异的吸收紫外光的性能。
本发明还提供了一种透耐UVC的HIPS树脂组合物的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
S1、按以下重量份数对各组分备料：
S2、将步骤S1中各成分按上述重量百分比充分混合后，熔融挤出并冷却造粒，得到耐UVC的HIPS树脂组合物。
作为本发明的一个实施方案，步骤S2中所述熔融挤出的温度为180-220℃。各组分混合置于螺杆机中挤出，螺杆转速为500-600转/分钟。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明获得了一个相容性好的树脂基体：将GPPS、PP和SEBS进行复合，SEBS不仅是GPPS的有效增韧剂，同时其嵌段的结构有效地改善了GPPS和PP的相容性，获得了相容性和韧性优异的树脂基体；
(2)本发明获得了一个耐候性优异的树脂基体：采用SEBS增韧GPPS，而不是传统的SBS或者HIPS，因为SEBS不含不饱和的双键，其比丁二烯橡胶具有更为优异的耐候性能；同时本发明采用PP进一步改善了体系的耐UVC性能；
(3)本发明优选紫外吸收剂为叔辛基苯基水杨酸酯和2-氰基-3-苯基乙基水杨酸酯，原因是两者在UVC波段处的吸收最强；
(4)本发明采用了一个特殊的白色色粉体系，具有优异的耐UVC性能：高含量钛白粉和超低含量炭黑。高含量的钛白粉具有有效反射紫外线的作用；超低含量的炭黑，具有优异的紫外线吸收性能。这样的色粉方案，有效地保护了树脂基体免受UVC紫外线的破坏，提高了材料耐UVC的性能，同时获得的产品具有高白度的外观特点；
(5)本发明获得的树脂组合物，机械性能和耐UVC性能优异，同时其具有与常规HIPS相当的挤出吸塑性能。
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。以下实例在本发明技术方案的前提下进行实施，提供了详细的实施方式和具体的操作过程，将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明。需要指出的是，本发明的保护范围不限于下述实施例，在本发明的构思前提下做出的若干调整和改进，都属于本发明的保护范围。
实施例1～8
一种耐UVC的HIPS树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：
按表1中配方成分的重量百分比，将原料加入到高速混合机中充分混合后，再置于螺杆机中，在200℃挤出温度和500转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，即得到产品。
对比例1-6
一种耐UVC的HIPS树脂组合物，按表2中配方成分的重量百分比，其制备方法实施例1-8相同。
其中，表1和表2的材料如下：
GPPS1：GP550N，熔融指数为1.9g/10min，台化；
GPPS2：GP5250N，熔融指数9g/10min，台化；
SEBS1：H1041，苯乙烯含量30％，旭化成；
SEBS2：8903P，苯乙烯含量35％，Dynaron；
SEBS3：A1535，苯乙烯含量57％，科腾；
SEBS4：H1062，苯乙烯含量18％，旭化成；
PP1：共聚，4204，缺口冲击强度45kJ/m2，台塑；
PP2：共聚，BA3805，缺口冲击强度7kJ/m2，韩国SK；
PP3：均聚，1080，缺口冲击强度3.5kJ/m2，台塑；
紫外吸收剂1：叔辛基苯基水杨酸酯；
紫外吸收剂2：2-氰基-3-苯基乙基水杨酸酯；
紫外吸收剂3：2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁苯基)苯并三唑；
钛白：市售锐钛型钛白粉；
炭黑：市售；
性能评价方式及其实施标准；
机械性能测试：
对实施例1～6和对比例1～6所制得的HIPS树脂组合物进行机械性能测试，结果如表1-2所示：
挤出吸塑性能：挤出成3mm厚的板，进行5cm*5cm*5cm的吸塑验证。
L值：按照ASTM D2244进行L值测试，表示材料的白度，L值越大，材料越白。
Charpy缺口冲击强度：按照ISO 179-1:2010(E)标准测试，冲击能量为4J，测试温度为23℃；
拉伸强度：按照ISO 527:2012(E)标准测试，测试条件为50mm/min；
耐候性(UVC)：250nm，20W持续照射180天后测试色差和光冲击和拉伸强度的保持率。
表1实施例配方重量份数及性能
表2对比例配方重量份数及性能
对比例1，相比实施例1，去掉了炭黑。材料的耐UVC性能明显下降；
对比例2，相比实施例1，降低了钛白粉的用量。钛白粉相当于一种无机填料，本发明中钛白粉的用量下降后，材料的熔体稳定性下降，材料在吸塑过程中，容易出现壁厚不均的问题。同时由于钛白粉用量的下降，材料的白度下降，耐UVC性能也下降；
对比例3，相比实施例1，去掉了PP。PP是改善耐UVC的关键，也是体系韧性的改善关键，因此PP去掉后韧性下降，耐UVC性能下降；
对比例4，相比实施例1，提高了紫外吸收剂的用量。由于紫外吸收剂加入量过剩，在UVC照射时，容易出现析出问题，析出问题也导致了材料性能保持率的下降；
对比例5，相比实施例1，用高熔融指数的GPPS替换低熔融指数的GPPS。高流动的GPPS导致材料的熔体强度下降，材料的吸塑性能下降；
对比例6，相比实施例1，用高苯乙烯含量的SEBS替换原来的SEBS。虽然高苯乙烯含量的SEBS和GPPS的相容性改善，但作为相容剂对于改善GPPS和PP的相容性的作用下降，因此体系相容性差，机械性能、耐UVC性能和吸塑性能均下降；
对比例7，相比实施例1，用低苯乙烯含量的SEBS替换原来的SEBS。同对比例6，体系相容性差，机械性能、耐UVC性能和挤出吸塑性能均下降明显。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种耐UVC的HIPS树脂组合物，其特征在于，所述耐UVC的HIPS树脂组合物包括以下重量份数的各组分：
2.根据权利要求1所述的耐UVC的HIPS树脂组合物，其特征在于，所述GPPS树脂为挤出级别，在200℃，5kg下熔融指数为0.5～3g/10min。
3.根据权利要求1所述的耐UVC的HIPS树脂组合物，其特征在于，所述增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物SEBS。
4.根据权利要求3所述的耐UVC的HIPS树脂组合物，其特征在于，SEBS中苯乙烯的含量为25～40％。
5.根据权利要求1所述的耐UVC的HIPS树脂组合物，其特征在于，所述的耐候树脂为聚丙烯PP树脂。
6.根据权利要求1所述的耐UVC的HIPS树脂组合物，其特征在于，所述的紫外吸收剂包括水杨酸酯、二苯甲酮、苯并三唑类UV吸收剂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的耐UVC的HIPS树脂组合物，其特征在于，所述的钛白粉为锐钛型钛白粉。
8.根据权利要求1所述的耐UVC的HIPS树脂组合物，其特征在于，所述的炭黑为色素炭黑。
9.一种耐UVC的HIPS树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
S1、按以下重量份数对各组分备料：
S2、将步骤S1中各成分按上述重量百分比充分混合后，熔融挤出并冷却造粒，得到耐UVC的HIPS树脂组合物。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出的温度为180-220℃。
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| CN202210422243.9A Active CN114773743B (zh) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | 一种耐uvc的hips树脂组合物及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114773743B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03157436A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-05 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 耐フロン性に優れた樹脂組成物 |
| WO1998033853A1 (en) * | 1997-01-31 | 1998-08-06 | Dongbu Hannong Chemical Co., Ltd. | Polystyrenic resin composition, anti-flame composition thereof and methods for the preparation thereof |
| KR20000031502A (ko) * | 1998-11-06 | 2000-06-05 | 이영일 | 내열성이 우수한 열가소성 수지 조성물 |
| CN101676326A (zh) * | 2008-09-19 | 2010-03-24 | 绵阳长鑫新材料发展有限公司 | 高性能ps和pp合金新型合成纸材料 |
-
2022
- 2022-04-21 CN CN202210422243.9A patent/CN114773743B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03157436A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-05 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 耐フロン性に優れた樹脂組成物 |
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| CN101676326A (zh) * | 2008-09-19 | 2010-03-24 | 绵阳长鑫新材料发展有限公司 | 高性能ps和pp合金新型合成纸材料 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李卫平等: "《材料腐蚀原理与防护技术》", 北京：北京航空航天大学出版社, pages: 181 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114773743B (zh) | 2024-04-23 |
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