CN115368684A - 一种ps复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PS复合材料，涉及高分子材料技术领域。所述PS复合材料包含如下重量份的成分：PS 50～100份、SBS 5～30份、增韧剂1～20份、发泡剂0.1～2份和加工助剂1～4份；所述增韧剂为SEBS和SEBS接枝物中的至少一种。以上述成分制备的PS复合材料可以高效清洗PS生产设备中的其他残留物，如ABS、PC/ABS材料等。相比于PS生产原料，只需使用少量的上述PS复合材料即可使生产设备干净、无污染物残留。

Description

一种PS复合材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚苯乙烯(PS)复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
聚苯乙烯易加工成型，并具有透明、廉价，刚性、绝缘性、印刷性、耐蚀性好等优点。可广泛用于轻工市场，日用装璜，照明指示和包装等方面。在电气方面更是良好的绝缘材料和隔热保温材料，可以制作各种仪表外壳、灯罩、光学化学仪器零件、透明薄膜、电容器介质层等。
生产PS材料的注塑厂通常也会生产丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯合金(PC/ABS)材料，所以在生产制备PS材料前需要使用洗机料清除设备中残留的ABS、PC/ABS，市售的洗机料大多并非PS基材，清洁后，往往还需要使用预用料进行清洗，工序较为繁琐，并且成本较高。而ABS、PC/ABS材料的粘度一般比PS类材料高得多，若不使用洗机料，则需要使用大量的PS类预用料进行清洗，造成材料的浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种清洗效率高，只需使用少量即可清除设备中ABS、PC/ABS残留物的PS复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种PS复合材料，所述PS复合材料包含如下重量份的成分：PS 50～100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)5～30份、增韧剂1～20份、发泡剂0.1～2份和加工助剂1～4份；所述增韧剂为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)和SEBS接枝物中的至少一种。
使用PS基材制备洗机料可以避免清洗完成后还需使用PS预用料进行清洗，避免材料的浪费。SEBS类增韧剂可增加体系的粘度，但其塑化能力较差；SBS具有良好的塑化能力，但其与PS的相容性相对较差，并且耐黄变性较差，会影响制样材料，本发明通过引入SEBS类材料和SBS，两者可以协同改善体系的粘度，同时也能保证与体系的相容性好，具有更好的清洁作用。加入少量发泡剂可以在不大幅破坏熔体强度的情况下，使熔体在螺杆中发泡，充满螺杆以便带出杂质。
优选地，所述PS的重量份为60～80份，所述SBS的重量份为13～25份，所述增韧剂的重量份为2～10份。通过对材料的成分作上述优选，可以进一步提高PS复合材料对ABS、PC/ABS材料的清洗效率。
进一步优选地，所述SBS和SEBS类增韧剂的重量比为(2～5):1。通过大量实验发现，SBS和SEBS类增韧剂的重量比符合上述限定时清洗效果最优。当SBS的配比过高时，粗糙度较高，且容易有残留、双键也可能分解产生黄变；当SBS的配比过低时，塑化能力较差且成本偏高，同样会影响清洁效果。
优选地，所述PS根据ISO 1133-2011标准，在200℃、10kg条件下测得的熔融指数为1.5～3g/10min。符合上述限定的PS具有较高的粘度，更易于清除设备中的ABS、PC/ABS材料。
优选地，所述SBS为星形结构SBS；所述增韧剂为SEBS接枝物，所述SEBS接枝物为SEBS接枝马来酸酐。星形结构SBS具有良好的增粘作用，并且耐热性好；SEBS接枝马来酸酐中含有极性基团，易于“粘住”杂质，从而达到清洗的目的。
优选地，所述加工助剂包含抗氧剂0.3～2份和润滑剂0.7～2份；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂如抗氧剂1010、抗氧剂1076，亚磷酸脂类抗氧剂如抗氧剂168，氨基甲酸类抗氧剂如二烷基二硫代氨基甲酸锌、有机硫类抗氧剂如二甲苄基二硫化物中的至少一种；所述润滑剂为酰胺类润滑剂如乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯基双硬脂酰胺，聚硅氧烷类润滑剂如聚甲基硅氧烷，硬脂酸盐类润滑剂如硬脂酸镁、PE蜡、PP蜡中的至少一种。所述发泡剂为碳酸氢盐类发泡剂如碳酸氢钙等。
优选地，所述PS复合材料还含有无机填充物1～10份；所述无机填充物为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、高岭土、玻纤中的至少一种。添加无机填充物可以降低成本、增加粘性，在设备后续生产的PS材料中若需要添加无机填充物，则PS复合材料中也可适应性地添加一部分来降低成本、改善粘性。
此外，本发明还公开了一种上述PS复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配比将各组分混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料加入螺杆挤出机中，熔融共混、挤出造粒，得到所述PS复合材料。
优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机，各段温度为120℃～220℃。
优选地，所述双螺杆机挤出机的温度分为十个区，其一至二区温度为120℃～170℃，三至五区温度为160℃～180℃，六至十区温度为170℃～190℃。
同时，本发明还公开了所述PS复合材料在清洗PS生产设备中的应用。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明通过对PS复合材料的成分及配比进行选择，解决了现有PS生产前需要耗费多重工序以及大量原料对设备进行清洗的问题；只需使用少量本发明所述PS复合材料即可高效去除设备中的ABS、PC/ABS材料，提高PS材料的生产良率。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例及对比例使用的材料如下：
PS1：熔融指数为1.6g/10min，上海赛科，GPPS 351P；
PS2：熔融指数为2g/10min，中国台湾台达，818K；
PS3：熔融指数3g/10min，法国道达尔，1050；
PS4：熔融指数为8g/10min，上海赛科，GPPS 123P；
SBS1：星型结构SBS，韩国锦湖，KTR-401；
SBS2：线型结构SBS，韩国锦湖，KTR-101；
增韧剂1：SEBS接枝马来酸酐，美国科腾，SEBS FG1901 GT；
增韧剂2：SEBS，中国台湾台橡，Taipol 6151；
发泡剂：碳酸氢钙，市售；
抗氧剂：抗氧剂1010与抗氧剂168重量比为1:2的混合物，市售；
润滑剂：乙烯基双硬脂酰胺，市售；
无机填充物：滑石粉，市售；
黑色ABS：中国台湾化学纤维，15AB；
纯白色制样材料：HIPS，韩国锦湖，HI 425TV N L。
实施例及对比例中均使用同种市售材料，熔融指数均根据ISO 1133-2011标准，在200℃、10kg条件下测得。
实施例1～9
本发明所述PS复合材料的实施例，实施例1～9的配方如表1所示，制备方法如下：
(1)按配比将各组分混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料加入双螺杆挤出机中，挤出机一至二区温度为120℃～170℃，三至五区温度为160℃～180℃，六至十区温度为170℃～190℃。
对比例1～5
对比例1～5为PS复合材料，其配方如表1所示，制备方法与实施例1相同。
表1(重量份)
Figure BDA0003793286770000041
Figure BDA0003793286770000051
实施例10～12
本发明所述PS复合材料的实施例，实施例10～12与实施例3的区别仅在于，PS的种类不同，分别为PS2、PS3、PS4。
实施例13
本发明所述PS复合材料的一种实施例，本实施例所述PS复合材料与实施例3的区别仅在于，SBS的种类不同，为SBS2。
实施例14
本发明所述PS复合材料的一种实施例，本实施例所述PS复合材料与实施例3的区别仅在于，增韧剂的种类不同，为增韧剂2。
对实施例1～14和对比例1～5所述PS复合材料进行性能测试，另补充空白组(直接使用制样材料进行过机)进行测试；测试方法如下：选用90T注塑机(博创)进行测试，先用黑色ABS充分过机，然后使用受试材料(实施例1～14和对比例1～5)过机，最后再用纯白色制样材料打板取样。设备参数为：注塑温度采用250℃，模具温度30℃，采用中速50％速度进行注塑。测试结果如表2所示。
表2
Figure BDA0003793286770000061
由上述测试结果可知，以实施例1～14进行过机处理后，以制样材料打样后表面黑点较少，只需要重复极少次数即可使得制备出的材料无黑点污染。而对比例1～5则需消耗较多材料和时间才能保证设备干净，不会污染制样材料。
对比实施例3与对比例1～2的测试结果可以发现，在本发明所述配方体系中，必须同时使用SBS和增韧剂(SEBS或SEBS接枝物)才能保证对ABS类材料具有良好的清除效果。
对比实施例3与对比例3～4的测试结果可以发现，发泡剂的用量过多或过少都会使清洗效果变差，在本发明中，只有当发泡剂的用量为0.1～2份时才能保证具有良好的清洁性能。
对比实施例5与对比例5的测试结果可以发现，SBS的用量过少，PS复合材料对ABS的清洗效果非常有限。
此外，对比实施例1～5的测试结果可以发现，实施例2～4的清洁效果更好，该结果表明，各成分的重量配比对PS复合材料的性能具有至关重要的作用，以PS 60～80份、SBS13～25份和增韧剂2～10份制备出的PS复合材料对ABS的清除效果更好。
对比实施例6～9的测试结果可以发现，实施例6～7的性能更好，该结果表明，SBS和增韧剂的配比对性能会产生较大的影响，当SBS与增韧剂的重量比为(2～5):1时清洁效果最优。
对比实施例3、实施例10～12的测试结果可以发现，PS的熔融指数为1.5～3g/10min时，PS复合材料对ABS具有更好的粘附、清除效果。
对比实施例3与实施例13、实施例14的测试结果可以发现，SBS以及增韧剂的种类也会显著影响PS复合材料的性能，当SBS为星形SBS，增韧剂为SEBS接枝马来酸酐时，PS复合材料的洗机效果更好。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但并不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种PS复合材料，其特征在于，包含如下重量份的成分：PS 50～100份、SBS 5～30份、增韧剂1～20份、发泡剂0.1～2份和加工助剂1～4份；所述增韧剂为SEBS和SEBS接枝物中的至少一种。
2.如权利要求1所述的PS复合材料，其特征在于，所述PS的重量份为60～80份，所述SBS的重量份为13～25份，所述增韧剂的重量份为2～10份。
3.如权利要求2所述的PS复合材料，其特征在于，所述SBS和增韧剂的重量比为(2～5):1。
4.如权利要求1所述的PS复合材料，其特征在于，所述PS根据ISO1133-2011标准，在200℃、10kg条件下测得的熔融指数为1.5-3g/10min。
5.如权利要求1所述的PS复合材料，其特征在于，所述SBS为星形结构SBS；所述增韧剂为SEBS接枝物，所述SEBS接枝物为SEBS接枝马来酸酐。
6.如权利要求1所述的PS复合材料，其特征在于，所述加工助剂包含抗氧剂0.3～2份和润滑剂0.7～2份；所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸脂类、氨基甲酸类、有机硫类抗氧剂中的至少一种；所述润滑剂为酰胺类润滑剂、聚硅氧烷类润滑剂、硬脂酸盐类润滑剂、PE蜡、PP蜡中的至少一种。
7.如权利要求1所述的PS复合材料，其特征在于，所述发泡剂为碳酸氢盐类发泡剂。
8.如权利要求1所述的PS复合材料，其特征在于，还含有无机填充物1～10份；所述无机填充物为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、高岭土、玻纤中的至少一种。
9.一种如权利要求1～8任一项所述PS复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按配比将各组分混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料加入螺杆挤出机中，熔融共混、挤出造粒，得到所述PS复合材料。
10.一种如权利要求1～8任一项所述PS复合材料在清洗PS生产设备中的应用。
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