专利名称：高流动环保无卤阻燃hips复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种含有聚苯乙烯和聚苯醚的高分子化合物的组合物，尤其是一种具有高流动性的无卤阻燃高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚苯醚(PPO)化学名称为聚2，6- 二甲基-1，4-苯醚，是玻璃化转变温度高达 220°C的非结晶性树脂，熔融流动性差，成型困难，价格高，实际应用受到限制。1967年美国通用电器公司成功地通过与聚苯乙烯(PS)，特别是高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的合金化，开发出商品名为Noryl的改性PPO(nIPl)，其加工性能大为提高，且基本保留了纯PPO的原有特性。MPPO即改性聚苯醚，是通用工程塑料中相对密度最小的品种，具有线胀系数小、电性能好、耐热和难燃等特点，是办公设备、电子、电器、汽车零部件、给排水机械零部件的良好材料。与其他通用工程塑料不同，PPO及MPPO生产高度集中，2004年世界PPO和MPPO生产能力分别为180kt/a和45At/a，其中美国GE塑料公司PPO产能占总产能的75%，MPP0占世界总产能的53%，居绝对领先地位。主要生产厂家还有日本旭化成和德国BASF公司等。中国对PPO的研究工作起源于20世纪60年代，以前国内只有两家PPO小规模中试装置，即上海合成树脂研究所和北京工程塑料厂。上海合成树脂研究所利用自行开发的改性聚苯醚技术，采用进口 PPO进行MPPO生产，年产量仅数百吨。北京工程塑料厂于1994 年建成一套2000吨PPO树脂装置，计划年产4000吨ΜΡΡ0，由于技术方面原因，至今未能正常生产。成立于2006年4月的蓝星化工新材料股份有限公司芮城分公司，是一家新兴的化工新材料企业公司，其年产10000吨的聚苯醚生产装置和年产12000吨的酚类生产装置于 2006年6月投产，目前已经生产出合格的PPO粉料，为我国的PPO产业化揭开了新的篇章， 也为我国PPO改性发展提供了新的契机。高抗冲聚苯乙烯(HIPS)于1930年实现工业化，作为五大通用塑料之一，多年来广泛应用于电子、电器、汽车、家电、仪表、日用品、玩具等行业。PP0/PS合金是MPPO的代表性产品，其既具有PPO的优良力学性能、电气性能和耐热性能，又兼具PS的加工性。PP0/HIPS 合金吸湿率低，具有良好的尺寸稳定性和令人满意的外观，广泛用于各种水处理设备如泵、 水表、淋浴喷头等，和各种家电制品如剃须刀、电冰箱、空调、烘干机等等。由于聚苯醚的成型温度为280 330°C，改性聚苯醚的成型温度为260 285°C，且存在粘度大、熔融流动性差、成型加工困难的缺点，为改善PP0/HIPS合金的加工性能，需增加HIPS的比例，但这又会导致其阻燃性能和机械力学、电学性能等的下降，特别是随着各国环保标准的提高，要求减少或不使用含商阻燃剂，因此如何选择合适的合金化材料并进行优选组配，以获得综合性能优良的HIPS复合材料，已成为本行业的研究热点，同时合金的加工性和流动性的改善还是不很明显，很难制得大尺寸、薄壁或者结构复杂的产品，需要的加工温度也比较高因此很难大范围推广，这些都是尚未很好解决的难点问题
发明内容
为了克服上述现有技术不足，本发明提供了一种高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，本发明还提供了这种材料的制备方法。本发明所采用的技术方案是一种高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，其由下列以重量份计的组分组成 50份高抗冲聚苯乙烯(HIPS); 15 35份聚苯醚(PPO);3 12份增韧剂；5 20份磷系阻燃剂；1 7份阻燃协效剂；0. 2 1. 0份热稳定剂；0. 2 0. 8份抗氧剂；0. 5 1. 2份加工助剂。优选的，所述高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料以重量份计的组成为40 50 份HIPS ； 15 30份PPO ；6 12份增韧剂；13 20份磷系阻燃剂；5 7份阻燃协效剂； 0. 2 1. 0份热稳定剂；0. 2 0. 8份抗氧剂；0. 5 1. 2份加工助剂。优选的，所述增韧剂选自氢化苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、氢化苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物/接枝马来酸酐(SEBS-g-MA)、苯乙烯丙烯酸丁酯接枝改性三元乙丙橡胶(EPDM-g-St/BA)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)中的一种或几种。优选的，所述磷系阻燃剂选自双酚A-双(磷酸二苯酯)(BDP)、磷酸三苯脂(TPP)、 蜜胺焦磷酸盐(MPP)、红磷、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)中一种或几种。优选的，所述阻燃协效剂选自氧化锌、高岭土、硼酸锌、滑石粉、蒙脱土、空心玻璃微珠、氢氧化镁中的一种或几种。优选的，所述热稳定剂选自硫醇丁基锡、稀土稳定剂或钙锌稳定剂中的一种或几种。优选的，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。优选的，所述加工助剂选自N，N'-乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)、N，N'-乙撑双月桂酸酰胺(EBL)、E蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)中的一种或几种。本发明的高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料的制备方法，包括如下步骤
A 将上述技术方案中所述的HIPS、PPO等材料按重量份数称好加入高速混合机中，在 70°C 90°C下搅拌混合25 ；35分钟；
B 将高速混合好的物料排入冷却混合机中冷却混合至25°C 45°C ； C:将冷却混合好的物料投入双螺挤出机熔融共混挤出、拉条，经水冷、切粒、干燥即得成品，其中双螺杆挤出机的螺杆转速控制在300 400r/min，挤出机各区温度控制在 180 220"C。优选的，所述步骤C中双螺杆挤出机螺杆转速控制在350r/min，挤出机温度控制从加料段至机头分为机筒一至八区和机头区，各区温度分别为机筒一区185士5°C、二区 195士5°C、三区 200士5°C、四区 205士5°C、五区 210士5°C、六区 215士5°C、七区 2010士5°C、 八区 205士5°C、机头区 195士5°C。本发明的技术效果是通过选择适当的材料在HIPS/PP0合金中添加增韧剂、阻燃齐U、热稳定剂、抗氧剂、加工助剂等进行改性，并优化组分配比，从而获得一种高流动性、机械力学性能优良的无卤阻燃的复合材料。该材料性能较HIPS力学强度都有明显提高，在低温下仍能保持良好力学性能；具有高流动性，熔融流动性满足注塑大尺寸、薄壁或者结构复杂产品的加工工艺要求；加工温度也同HIPS相近，可极大的降低加工能耗；经测试符合RoHS指令，且为无卤阻燃产品，可满足多个国家和地区的使用环保要求。
具体实施例方式通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。下述实施例中，材料性能检测采用的标准方法如下表
权利要求
1.一种高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，其由下列以重量份计的组分组成 HIPS29 50 份；PPO15 35 份；增韧剂3 12份；磷系阻燃剂5 20份；阻燃协效剂1 7份；热稳定剂0. 2 1. 0份；抗氧剂0. 2 0. 8份；加工助剂0. 5 1. 2份。
2.根据权利要求1所述的高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，其特征在于其以重量份计的组成为HIPS40 50 份；PPO15 30 份；增韧剂6 12份；磷系阻燃剂13 20份；阻燃协效剂5 7份；热稳定剂0. 2 1. 0份；抗氧剂0. 2 0. 8份；加工助剂0. 5 1. 2份。
3.根据权利要求1或2所述的高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，其特征在于所述增韧剂选自氢化苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物/接枝马来酸酐、苯乙烯丙烯酸丁酯接枝改性三元乙丙橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，其特征在于所述磷系阻燃剂选自双酚A-双(磷酸二苯酯)、磷酸三苯脂、蜜胺焦磷酸盐、红磷、三聚氰胺氰尿酸盐中一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，其特征在于所述阻燃协效剂选自氧化锌、高岭土、硼酸锌、滑石粉、蒙脱土、空心玻璃微珠、氢氧化镁中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，其特征在于所述热稳定剂选自硫醇丁基锡、稀土稳定剂或钙锌稳定剂中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，其特征在于所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，其特征在于所述加工助剂选自N，N'-乙撑双硬脂酸酰胺、N，N'-乙撑双月桂酸酰胺、E蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。
9.一种如权利要求1 8任一项所述的高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料的制备方法，包括如下步骤A:将所述HIPS、PPO等材料按重量份数称好加入高速混合机中，在70°C 90°C下搅拌混合25 ；35分钟；B 将高速混合好的物料排入冷却混合机中冷却混合至25°C 45°C ； C:将冷却混合好的物料投入双螺挤出机熔融共混挤出、拉条，经水冷、切粒、干燥即得成品，其中双螺杆挤出机的螺杆转速控制在300 400r/min，挤出机各区温度控制在 180 220"C。
10.根据权利要求9所述的高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料的制备方法，其特征在于所述步骤C中双螺杆挤出机螺杆转速控制在350r/min，挤出机温度控制从加料段至机头分为机筒一至八区和机头区，各区温度分别为机筒一区185士5°C、二区195士5°C、 三区 200士5 °C、四区 205士5 "C、五区 210士5 "C、六区 215士5 "C、七区 2010士5 "C、八区 205 士 5°C、机头区 195 士 5°C。
全文摘要
本发明属于高分子化合物的组合物技术领域，涉及一种高流动性环保无卤阻燃HIPS复合材料，其由下列以重量份计的组分组成29～50份高抗冲聚苯乙烯(HIPS)；15～35份聚苯醚(PPO)；3～12份增韧剂；5～20份磷系阻燃剂；1～7份阻燃协效剂；0.2～1.0份热稳定剂；0.2～0.8份抗氧剂；0.5～1.2份加工助剂。本发明还公开了这种HIPS复合材料的制备方法。本发明的复合材料是一种高流动性、机械力学性能优良的无卤阻燃HIPS/PPO合金。
文档编号C08K13/02GK102477189SQ20101056619
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者李亚鹏, 陈刚, 魏燕辉 申请人:深圳市亚塑科技有限公司