专利名称：一种阻燃高抗冲改性聚苯乙烯树脂及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种改性聚苯乙烯组合物及其制备方法。
背景技术：
高抗冲聚苯乙烯(HIPS)是一种常见的通用树脂，HIPS综合性能良好、易加工且价格相对低廉，被广泛的应用于家电产品外壳、电器用品、仪器仪表配件、电视机电话机壳体、冰箱内衬等，大多数情形下，这些使用场所均需要HIPS具有高阻燃性，除了一些小型构件大多数要求其能够达到UL94-的V-O级阻燃标准。高抗冲聚苯乙烯自身性质决定其为易燃性塑料，阻燃性差，纯的高抗冲聚苯乙烯垂直燃烧仅为UL94标准的HB级，阻燃性差制约了 HIPS的发展，因为塑料易燃引发伤亡损毁事故比比皆是，因此阻燃HIPS的研发成为了一大研究热点。经过多年的发展，阻燃HIPS体系已经日趋成熟，最常见的阻燃剂体系有卤系化合物，卤系化合物与辅助阻燃剂来共同提高阻燃效果。辅助阻燃剂目前主要是无机类辅助阻燃剂，主要是锑氧化物，一般为三氧化二锑(Sb2O3)和五氧化二锑(Sb2O5),最常见的是三氧化二锑，锑来自一种不可再生的矿物资源，随着开采量的不断的增加，其储存量不断的减少，锑矿已被国土资源部列为保护性开采特定矿种，控制总量，保护锑资源和价格，因此市场价格也在不断地提高，三氧化二锑的成本也占到了阻燃HIPS成本的10-20%。以目前的市场供应和研究成果来看，无卤阻燃HIPS短期内仍然不可能快速的发展，大部分市场仍然选择的是有卤阻燃剂，因此迫切需要寻找合适的化合物取代锑化物作为卤系阻燃体系的协效剂以降低成本。基于以上问题，本发明提供了一种新的阻燃体系，降低三氧化二锑用量的同时使HIPS保持等效甚至更好的阻燃作用，认可达到UL94标准的FV-O标准，并且对HIPS的力学性能影响较小。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷而提供一种改性聚苯乙烯树脂及其制备方法。对采用三氧化二锑为辅助阻燃剂的阻燃HIPS改性，旨在使得高抗冲聚苯乙烯在使用价格更便宜来源更广泛的阻燃剂部分替代三氧化二锑的情况下阻燃性能仍能够达到FV-O级，同时对HIPS的力学性能影响不大。本发明的目的在于提供了一种具有高阻燃性能和良好冲击性能的阻燃HIPS组合物，该阻燃HIPS树脂所使用的溴系阻燃剂在燃烧时不产生二噁英等有害气体，可以通过ROHS测试标准，另一方面该阻燃HIPS仍使用卤锑协效体系，因此能保证阻燃的效果。此外，该阻燃HIPS还使用无机矿物盐和无机物组成协效体系部分替代Sb2O3，仍能保证良好的阻燃效果，同时降低了成本。为实现上述目的，本发明使用的技 术方案如下:一种改性聚苯乙烯，由包含以下重量份的组分制成:
高抗冲聚苯乙烯树脂 70-80份；溴系阻燃剂12-15份；氯化聚乙烯2-10份；三氧化二锑1-5份；抗氧剂0.1-1份；润滑剂0.1-0.5 份。所述的改性聚苯乙烯还包括0.1-4重量份辅助阻燃剂，优选1-4份辅助阻燃剂。所述的高抗冲聚苯乙烯树脂优选73-77重量份。所述的溴系阻燃剂优选13-14重量份。所述的氯·化聚乙烯优选4-8重量份；所述的三氧化二锑优选1-4重量份；所述的抗氧剂优选0.1-1重量份；所述的润滑剂优选0.1-0.5重量份。所述的高抗冲聚苯乙烯树脂包括现有技术公开的各种类型的高抗冲聚苯乙烯树月旨，优选用于家电行业的注塑级高抗冲聚苯乙烯树脂。所述的溴系阻燃剂包括溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、四溴双酚A、三溴苯酚、四溴乙烷、溴代三嗪或三溴酚异氰酸酯中的一种或一种以上。所述的三氧化二锑为300-12500目。所述的辅助阻燃剂为二氧化硅、氧化镁和蒙脱土的混合物，混合比例任意。所使用的抗氧剂为受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂，优选2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚、2，4，6_三叔丁基苯酚、β_(4’ -羟基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)丙烯酸十八基酯(抗氧剂1076)、2，2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、亚磷酸三苯酯、三壬基苯基亚磷酸酯、三(2，4_叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)或四[亚甲基_3，-3’，5-( 二叔丁基-4-羟基-苯基)丙烯酸]甲烷中的一种或一种以上。所使用的润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、脂肪酸类复合物、N，N'-乙撑双硬脂酰胺(EBS)、聚乙烯蜡或甲基硅油中的一种或一种以上。一种上述改性聚苯乙烯的制备方法，该方法包括以下步骤:(I)首先按上述比例称取各原料，将高抗冲聚苯乙烯树脂、溴系阻燃剂、氯化聚乙烯、三氧化二锑、辅助阻燃剂、抗氧剂和润滑剂通过高速混合机在60°C -90°C条件下混合5-20分钟；(2)通过送料装置，将上述混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。所述的步骤(2)中双螺杆挤出机各区的温度设置为:1区160°C 180°C，II区160 °C 180 °C，III 区 165 °C 190 °C，IV 区 165 °C 190 °C，V 区 165 °C 200 °C，VI 区165°C 200°C，VII 区 175°C 215°C，VIII 区 175°C 220°C，VIIII 区 185°C 225°C，X区 185°C 230°C，机头温度 200°C 230°C。有益效果:与现有技术相比，本发明可通过ROHS测试，解决了一些由ROHS指令带来的限制。此外，利用无机矿物和无机物的混合物部分替代了三氧化二锑，既保证了阻燃效果和力学性能，又降低了生产的成本。该低锑含量阻燃HIPS流动性好，可适用于挤出和注塑，在现有的阻燃工艺的基础上，只需少量的生产工艺调整即可投入生产。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明目的，而非限制本发明的保护范围。以下所述的百分数除特别指出的外，均为质量百分数。按表I中的配方比例将HIPS类树脂、各种阻燃剂、抗氧剂和润滑剂放入高速混合机中70°C混合10分钟充分混合均匀通过送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。螺杆各区的温度设置为:1区160°C，II区162°C，III区171°C，IV区170°C，V区175°C, VI 区 179°C，VII 区 180°C，VIII 区 181°C，VIIII 区 190°C，X 区 191°C，机头温度2000C0粒料经螺杆注塑法制成标准样条，进行各项力学性能测试及阻燃性能测试。测试标准及结果见表2。
具体实施例中使用的热塑性树脂为HIPS (上海赛科，622)，使用的溴系阻燃剂为四溴双酚A (锦湖，四溴双酚A)，使用的氯化聚乙烯为CPE2135 (亚星)使用的三氧化二锑为600目，使用的辅助阻燃剂为由二氧化硅50 %、氧化镁40 %、蒙脱土 10%组成的复合物，使用的促流动剂为硬脂酸钙，主抗氧剂为1076，辅抗氧剂为168。表I
权利要求
1.一种改性聚苯乙烯，其特征在于:由包含以下重量份的组分制成: 高抗冲聚苯乙烯树脂 70-80份； 溴系阻燃剂12-15份； 氯化聚乙烯2-10份； 三氧化二锑1-5份； 抗氧剂0.1-ι份； 润滑剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯，其特征在于:所述的组分还包括0.1-4重量份辅助阻燃剂，优选1-4重量份辅助阻燃剂。
3.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯，其特征在于:所述的高抗冲聚苯乙烯树脂为73-77重量份； 或所述的溴系阻燃剂为13-14重量份； 或所述的氯化聚乙烯为4-8重量份； 或所述的三氧化二铺为1-4重量份； 或所述的抗氧剂为0.1-1重量份； 或所述的润滑剂为0.1-0.5重量份。
4.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯，其特征在于:所述的高抗冲聚苯乙烯树脂为用于家电行业的注塑级高抗冲聚苯乙烯树脂； 或所述的溴系阻燃剂包括溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、四溴双酚A、三溴苯酚、四溴乙烷、溴代三嗪或三溴酚异氰酸酯中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯，其特征在于:所述的三氧化二锑为300-12500目。
6.根据权利要求2所述的改性聚苯乙烯，其特征在于:所述的辅助阻燃剂为二氧化硅、氧化镁和蒙脱土的混合物。
7.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯，其特征在于:所使用的抗氧剂为受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂，优选2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、β_(4’ -羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)丙烯酸十八基酯、2，2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、亚磷酸三苯酯、三壬基苯基亚磷酸酯、三(2，4_叔丁基苯基)亚磷酸酯或四[亚甲基-3，-3’，5-( 二叔丁基-4-羟基-苯基)丙烯酸]甲烷中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯，其特征在于:所使用的润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、脂肪酸类复合物、N，N'-乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡或甲基硅油中的一种或一种以上。
9.一种上述权利要求1-8中任一所述的改性聚苯乙烯的制备方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: (1)首先按权利要求1所述的比例称取各原料，将高抗冲聚苯乙烯树脂、溴系阻燃剂、氯化聚乙烯、三氧化二锑、辅助阻燃剂、抗氧剂和润滑剂通过高速混合机在60°C -90°c条件下混合5-20分钟； (2)通过送料装置，将上述混合好的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(2)中双螺杆挤出机各区的温度设置为:1区160°C 180°C，II区160°C 180°C，III区165°C 190°C，IV区165°C 190°C，V 区 165°C 200°C，VI 区 165°C 200°C，VII 区 175°C 215°C，VIII 区175 22(TC，V IIII 区 185 225°C，X 区 185 23(TC，机头温度 20(TC 23(TC。
全文摘要
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种改性聚苯乙烯组合物及其制备方法。该组合物由包含以下重量份的组分制成高抗冲聚苯乙烯树脂70-80份；溴系阻燃剂12-15份；氯化聚乙烯2-10份；三氧化二锑1-5份；抗氧剂0.1-1份；润滑剂0.1-0.5份。本发明降低锑用量的同时使高抗冲聚苯乙烯保持等效甚至更好的阻燃作用，并且对高抗冲聚苯乙烯的力学性能影响较小，使高抗冲聚苯乙烯仍保持很高的抗冲性，适用于有阻燃需求的家电产品及电子产品如家电产品外壳、电器用品、仪器仪表配件等。
文档编号C08L23/28GK103160036SQ20111042417
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者余松林 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司