专利名称：一种含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物及制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷纤维增强的阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物及其制备方法。
背景技术：
陶瓷纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火 材料，具有低导热率，优良的热稳定性，化学稳定性，无腐蚀性。陶瓷纤维的直径一般为 2 μ m 5 μ m，长度多为30mm 250mm，纤维表面呈光滑的圆柱形，横截面通常是圆形。其结 构特点是气孔率高(一般大于90% )，而且气孔孔径和比表面积大。由于气孔中的空气具 有良好的隔热作用，因而纤维中气孔孔径的大小及气孔的性质(开气孔或闭气孔)对其导 热性能具有决定性的影响。实际上，陶瓷纤维的内部组织结构是一种由固态纤维与空气组 成的混合结构，其显微结构特点在固相和气相都是以连续相的形式存在，因此，在这种结构 中，固态物质以纤维状形式存在，并构成连续相骨架，而气相则连续存在于纤维材料的骨架 间隙之中。正是由于陶瓷纤维具有这种结构，使其气孔率较高、气孔孔径和比表面积较大， 从而使陶瓷纤维具有优良的隔热性能和较小的体积密度。多用于工业绝缘、密封，防护材 料、电热装置绝缘、隔热材料，仪器设备、电热元件的绝缘和隔热材，汽车行业隔热材料等。近年也出现用于印刷电路板的液晶聚酯浸渍陶瓷纤维和用于建筑的增强水泥基 复合材料。未见陶瓷纤维用于高抗冲聚苯乙烯塑料改性的报道。高抗冲聚苯乙烯(HIPQ突出的特性是易加工、尺寸稳定性优异、冲击强度高并且 有较高刚性。因其综合性能优良、来源广泛、质轻价廉、易成型加工等特点而成为最重要的 通用塑料之一，也是近几年应用发展最快的塑料品种。但聚苯乙烯氧指数约19%，必须进行 阻燃改性，也需进一步提高PS的耐热性和机械性能，才能拓宽其应用领域。但在现有的耐 热、阻燃等改性研究中，未见报道引入适当的陶瓷纤维作为功能改性组分，提高聚苯乙烯烯 复合物的耐热、阻燃性能和平衡物理力学性能。
发明内容
本发明目的是公开一种含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物及其制 备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足相关领域发展的需要。本发明的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物，其典型重量份数组成为HIPS 树脂 60 80 份;陶瓷纤维10 30份；阻燃剂3 10份；加工助剂2-5份。所述的聚苯乙烯树脂为丁二烯橡胶含量为5 15%的HIPS ；所说的陶瓷纤维优选采用经过复合偶联剂进行处理的陶瓷纤维。对陶瓷纤维进行处理的复合偶联剂重量份数组成为
磷酸酯偶联剂20-40份，硅烷偶联剂35-55份，环氧树脂5_15份，缩水甘油酯 15-35 份。磷酸酯偶联剂为螯合型焦磷酸钛酸酯偶联剂，可采用美国Kenrich公司牌号为 KR-238S的产品；硅烷偶联剂的化学名称为乙烯基三乙氧基硅烷，可采用国内青岛海大化工有限公 司牌号为A-151的产品；环氧树脂可采用日本三井化学牌号为R-140的产品；缩水甘油酯为异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)，国内多个厂家均有售。所说的复合 偶联剂用量为基于陶瓷纤维重量为0. 5 2%。处理方法如下先将磷酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、环氧树脂、缩水甘油酯等处理剂按上面的配比混 合均勻并放置于处理槽中，经拉丝处理后的陶瓷纤维通过处理槽内的复合处理剂处理后 (浸渍5 10秒)即得所需改性处理的陶瓷纤维。优选河北溧平奥特斯丁工业有限公司，规格为高温(HT)型的陶瓷纤维，纤维直径 2 4微米。处理后的陶瓷纤维能够对材料起到良好的增强作用，使材料具有高模量和刚 性，赋予陶瓷纤维和树脂的良好浸润、包覆，使得陶瓷纤维高耐热、耐火特性在树脂体系中 得以发挥作用。所说的阻燃剂是乙基-双(多溴临苯二甲酰亚胺)类化合物阻燃剂(分子式为 C18H4O4N2Brn,其中η为4 8)、溴化环氧齐聚物(ΒΕ0，分子量20000 50000，溴含量46
)、不含多溴联苯结构的改性溴化环氧齐聚物(ΜΒΕ0，分子量50000 100000)的一种 或几种的组合物；所说的加工助剂选自低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类等中的一种 或其混合物，具体包括固体石蜡、液体石蜡、低分子聚乙烯、CaSt、硬脂酸锌、芥酸酰胺、甲撑 双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺(EBQ等，其主要作用是在加工和成型过程中提高 加各组份的分散性，减少有害磨擦，从而改善加工性能。本发明的含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物的制备方法包括如下 步骤1)将HIPS树脂与阻燃剂、加工助剂预先在高速混料机中充分混勻；2)将上述混和物加入长径比为32 1 40 1、挤出温度为190_M0°C、转速为 350-450rpm的强剪切双螺杆挤出机中，通过侧向喂料口均勻加入陶瓷纤维，熔融挤出，拉 条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。本发明的产品，既具有很好的阻燃性能，同时又具有高耐热、高表面硬度、高刚性 等特点。阻燃等级可达到UL94V-0，可满足电器外壳、内部结构件类制品的使用要求。本发 明的含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物，采用双螺杆挤出设备，具有流程简 单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。
具体实施例方式实施例1 3本发明的含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物的配方及物理性能见附表1，采用的测试方法标准见附表2，复合物的制备过程如下所述将HIPS树脂、阻燃剂、 加工助剂EBS等在高混机中混合均勻，再喂长径比为36 1、挤出温度为220°C、转速为 400rpm的强剪切螺杆元件分布组合的双螺杆挤出机中，侧向喂料口均勻加入陶瓷纤维，熔 融挤出造粒，最终得到本产品。
表 权利要求
1. 一种含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物，其特征在于，由以下重量份 原料组成高抗冲聚苯乙烯树脂 60份-80份、
2.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物，其特 征在于，所述的陶瓷纤维，为经过复合偶联剂进行处理的陶瓷纤维，规格为高温(HT)型的 陶瓷纤维，纤维直径2、微米。
3.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物，其特 征在于，所述的聚苯乙烯树脂为丁二烯橡胶含量为5 15%的HIPS。
4.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物，其 特征在于，所述的阻燃剂为乙基-双(多溴临苯二甲酰亚胺)类化合物阻燃剂(分子式为 C18H4O4N2Brm,其中η为4 8)、溴化环氧齐聚物(ΒΕ0，分子量20000 50000，溴含量46 )、不含多溴联苯结构的改性溴化环氧齐聚物(ΜΒΕ0，分子量50000 100000)的一种 或几种的组合物。
5.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物的制 备方法，其特征在于，其步骤为将计量好的HIPS树脂、阻燃剂和加工助剂搅拌混合，再在 双螺杆挤出机中将陶瓷纤维加入，挤出，造粒获得产品。
6.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的阻燃增强高抗冲聚苯乙烯复合物，其特 征在于，所说的加工助剂低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类等中的一种或其 混合物。
7.根据权利要求2所说的经过复合偶联剂进行处理的陶瓷纤维，其特征在于，所说的 复合偶联剂，为磷酸酯偶联剂20-40份，硅烷偶联剂35-55份，环氧树脂5_15份，缩水甘油 酯15-35份。陶瓷纤维 阻燃剂 加工助剂10份-25份、 3份-10份、 2份-5份。
全文摘要
本发明涉及陶瓷纤维增强高抗冲聚苯乙烯以及对高抗冲聚苯乙烯进行阻燃改性获得的复合物，其特征在于，由以下重量份原料组成高抗冲聚苯乙烯树脂60份-80份、陶瓷纤维10份-25份、阻燃剂3份-10份、加工助剂2份-5份。本发明的优点是陶瓷纤维作为功能改性组分，具有很好的阻燃性能，同时又具有高耐热、高表面硬度、高刚性等特点，可应用于具有较高阻燃、耐热要求和较高性能要求的电器外壳、内部结构件类制品。采用双螺杆挤出设备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。
文档编号C08K9/06GK102108163SQ20091024723
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者崔贵府 申请人:崔贵府