专利名称：一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方及其制备方法
技术领域：
本发明涉及电器领域的阻燃塑料配方及其制备方法，更具体地说，本发明涉及无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方及其制备方法。
背景技术：
聚苯乙烯类塑料广泛应用于电器领域，它具有良好的加工性能和电学性能，通过一定的配合，具有优良的力学性能。但是，未经阻燃处理的聚苯乙烯类塑料十分容易着火燃烧，其氧指数低、着火容易、发热量大，而且燃烧时发出浓密的黑烟，而应用于电器方面的塑料对阻燃性要求十分高，因此未经阻燃处理的聚苯乙烯类塑料基本不能应用于电器领域。为达到阻燃目的，聚苯乙烯类塑料一般采用两种方法，一是添加溴系阻燃剂，可以提高聚苯乙烯类塑料的阻燃性，而不显著降低聚苯乙烯类塑料的物理性能和力学性能。但研究表明，火灾现场造成人员伤亡的第一杀手主要为燃烧释放出的有毒气体，其中之一即为溴系阻燃剂在高热时释放出高毒性的溴化氢气体，所以溴系阻燃剂目前正逐渐受到限制，而且，溴系阻燃剂在高热时还能生成剧毒的二噁英等物质，对环境造成十分严重的影响，因此欧盟的ROHS指令对两种溴系阻燃剂进行严格限定，在全球范围内，阻燃材料的无卤化已成为共识。另一种方法是添加无机金属氢氧化物来阻燃，以此来达到无卤阻燃的目的。采用无机金属氢氧化物作为阻燃剂，当需要达到一定阻燃效果时，其用量需要达到60% (重量百分比)以上，这么多量的金属氢氧化物加入聚苯乙烯类塑料中，会严重降低聚苯乙烯类塑料的力学性能和加工性能，研究表明，60%的氢氧化镁加入会导致高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)的拉伸强度下降30%，冲击强度下降50%。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方及其制备方法，采用它制作得到的阻燃聚苯乙烯类塑料不包含溴系阻燃剂，同时其金属氢氧化物加入量也较低，不降低聚苯乙烯类塑料的力学性能和加工性能。本发明的技术方案是一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，按重量份数计算，它包括聚苯乙烯类塑料 100份，有机硅橡胶及其硫化交联剂15 30份，氢氧化镁0 100份，红磷0 20份，增韧剂5 15份，偶联剂0. 5份，加工助剂1 3份；所述加工助剂，按重量份数计算，包括分散剂1 2份，润滑剂0. 5 1份。所述聚苯乙烯类塑料为聚苯乙烯(PS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SEBQ、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS) 中的一种或任意两种以上的混合物。所述增韧剂为高胶粉、顺丁橡胶、天然橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SEBS)、丙烯酸酯类系列改性剂(ACR)中的一种或任意两种以上的混合物。所述偶联剂为硅烷偶联剂(KH550)、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛铝酸偶联剂中的一种或任意两种以上的混合物。所述分散剂为乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)、乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ的衍生物、扩散油中的一种或任意两种以上的混合物。所述润滑剂为液体石蜡、PE蜡、氧化PE蜡、鲸蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、硬脂酸锌、 硬脂酸钙中的一种或任意两种以上的混合物。优选地，偶联剂为硅烷偶联剂(KH550)，分散剂为乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)，润滑剂为液体石蜡。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将氢氧化镁、红磷、偶联剂置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料A ；将搅拌料A与有机硅橡胶及其硫化交联剂进行混炼造粒，得到粒料B;将粒料B与聚苯乙烯类塑料、增韧剂、分散剂、润滑剂一起通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。所述搅拌料A与有机硅橡胶及其硫化交联剂通过开炼机或密炼机进行混炼造粒。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将聚苯乙烯类塑料、有机硅橡胶及其硫化交联剂、氢氧化镁、红磷、增韧剂、偶联剂、加工助剂置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料；将搅拌料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。本发明采用有机硅橡胶、氢氧化镁和红磷复合阻燃的方式，在达到同样的阻燃效果时，能显著降低氢氧化镁的用量，从而不影响阻燃聚苯乙烯类塑料的力学性能和加工性能，同时又实现了聚苯乙烯类塑料的无卤化阻燃。
无附图。
具体实施例方式以下结合具体实施例来对本发明作进一步说明，但本发明所要求保护的范围并不局限于实施例所表述的范围。本发明的实施例1 一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，按重量份数计算，它包括高抗冲聚苯乙烯(HIPS) 100份，有机硅橡胶及其硫化交联剂15份，增韧剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS)5份，硅烷偶联剂(KH550)0.5份，由乙撑双脂肪酸酰胺 (EBS) 2份和液体石蜡0. 5份组成的加工助剂2. 5份。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将硅烷偶联剂(KH550)与有机硅橡胶及其硫化交联剂通过开炼机进行混炼造粒，得到粒料B;将粒料 B与高抗冲聚苯乙烯(HIPQ、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS)、乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ、液体石蜡一起通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、有机硅橡胶及其硫化交联剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物 (SBS)、硅烷偶联剂(KH550)、乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)、液体石蜡置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料；将搅拌料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。本发明的实施例2 —种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，按重量份数计算，它包括高抗冲聚苯乙烯(HIPQ 100份，有机硅橡胶及其硫化交联剂30份，氢氧化镁100份，红磷 20份，增韧剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS) 15份，硅烷偶联剂(KH550)0.5 份，由液体石蜡0. 5份和乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ 2份组成的加工助剂2. 5份。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将氢氧化镁、红磷、硅烷偶联剂(KH550)置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料A ；将搅拌料A与有机硅橡胶及其硫化交联剂通过密炼机进行混炼造粒，得到粒料B ；将粒料B与高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBQ、乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ、液体石蜡一起通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将高抗冲聚苯乙烯(HIPQ、有机硅橡胶及其硫化交联剂、氢氧化镁、红磷、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS)、硅烷偶联剂(KH550)、乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)、液体石蜡置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料；将搅拌料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。本发明的实施例3 —种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，按重量份数计算，它包括高抗冲聚苯乙烯(HIPQ 100份，有机硅橡胶及其硫化交联剂22. 5份，氢氧化镁70份，红磷8份，增韧剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS) 10份，硅烷偶联剂(KH550)0.5 份，由液体石蜡0. 5份和乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ 2份组成的加工助剂2. 5份。—种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将氢氧化镁、红磷、硅烷偶联剂(KH550)置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料A ；将搅拌料A与有机硅橡胶及其硫化交联剂通过密炼机进行混炼造粒，得到粒料B ；将粒料B与高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBQ、乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ、液体石蜡一起通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将高抗冲聚苯乙烯(HIPQ、有机硅橡胶及其硫化交联剂、氢氧化镁、红磷、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS)、硅烷偶联剂(KH550)、乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)、液体石蜡置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料；将搅拌料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。本发明的实施例4 一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，按重量份数计算，它包括高抗冲聚苯乙烯(HIPQ 100份，有机硅橡胶及其硫化交联剂15份，氢氧化镁30份，红磷 12份，增韧剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS) 10份，硅烷偶联剂(KH550)0. 5 份，由液体石蜡0. 5份和乙撑双脂肪酸酰胺(EBS) 2份组成的加工助剂2. 5份。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将氢氧化镁、红磷、硅烷偶联剂(KH550)置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料A ；将搅拌料A与有机硅橡胶及其硫化交联剂通过密炼机进行混炼造粒，得到粒料B ；将粒料B与高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBQ、乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ、液体石蜡一起通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将高抗冲聚苯乙烯(HIPQ、有机硅橡胶及其硫化交联剂、氢氧化镁、红磷、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS)、硅烷偶联剂(KH550)、乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)、液体石蜡置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料；将搅拌料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。本发明的实施例5 —种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，按重量份数计算，它包括高抗冲聚苯乙烯(HIPQ 100份，有机硅橡胶及其硫化交联剂15份，氢氧化镁40份，红磷 10份，增韧剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS) 10份，硅烷偶联剂(KH550)0.5 份，由液体石蜡0. 5份和乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ 2份组成的加工助剂2. 5份。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将氢氧化镁、红磷、硅烷偶联剂(KH550)置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料A ；将搅拌料A与有机硅橡胶及其硫化交联剂通过密炼机进行混炼造粒，得到粒料B ；将粒料B与高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBQ、乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ、液体石蜡一起通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将高抗冲聚苯乙烯(HIPQ、有机硅橡胶及其硫化交联剂、氢氧化镁、红磷、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS)、硅烷偶联剂(KH550)、乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)、液体石蜡置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料；将搅拌料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。本发明的实施例6 —种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，按重量份数计算，它包括高抗冲聚苯乙烯(HIPQ 100份，有机硅橡胶及其硫化交联剂15份，氢氧化镁30份，红磷 15份，增韧剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS) 10份，硅烷偶联剂(KH550)0.5 份，由液体石蜡0. 5份和乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ 2份组成的加工助剂2. 5份。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将氢氧化镁、红磷、硅烷偶联剂(KH550)置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料A ；将搅拌料A与有机硅橡胶及其硫化交联剂通过密炼机进行混炼造粒，得到粒料B ；将粒料B与高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBQ、乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ、液体石蜡一起通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。—种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将高抗冲聚苯乙烯(HIPQ、有机硅橡胶及其硫化交联剂、氢氧化镁、红磷、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS)、硅烷偶联剂(KH550)、乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)、液体石蜡置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料；将搅拌料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。本发明的实施例7 —种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，按重量份数计算，它包括高抗冲聚苯乙烯(HIPQ 100份，有机硅橡胶及其硫化交联剂15份，红磷20份，增韧剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS) 10份，硅烷偶联剂(KH550)0. 5份，由液体石蜡 0. 5份和乙撑双脂肪酸酰胺(EBQ 2份组成的加工助剂2. 5份。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将红磷、硅烷偶联剂(KH550)置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料A ；将搅拌料A与有机硅橡胶及其硫化交联剂通过开炼机进行混炼造粒，得到粒料B ；将粒料B与高抗冲聚苯乙烯(HIPQ、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS)、乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)、液体石蜡一起通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照上述配方的重量份数，将高抗冲聚苯乙烯(HIPQ、有机硅橡胶及其硫化交联剂、红磷、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物(SBS)、硅烷偶联剂(KH550)、乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)、液体石蜡置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料；将搅拌料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。各实施例采用上述方法进行混炼造粒，然后按照《GB/T 17037. 1_1997热塑性塑料材料注塑试样的制备第1部分一般原理及多用途试样和长条试样的制备》进行制备样品， 再按照《GB-T 1040-1992塑料拉伸试验方法》测试样品的拉伸强度，按照《GB/T 1843-1996 塑料悬臂梁冲击试验方法》测试样品的冲击强度，按照《GB T 2408-2008塑料燃烧性能的测
定水平法和垂直法》测试样品的阻燃性能。各实施例的样品测试结果如下表所示。
权利要求
1.一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，按重量份数计算，它包括聚苯乙烯类塑料 100份，有机硅橡胶及其硫化交联剂15 30份，氢氧化镁0 100份，红磷0 20份，增韧剂5 15份，偶联剂0. 5份，加工助剂1 3份；所述加工助剂，按重量份数计算，包括分散剂1 2份，润滑剂0. 5 1份。
2.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，其特征在于，所述聚苯乙烯类塑料为聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物中的一种或任意两种以上的混合物。
3.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，其特征在于，所述增韧剂为高胶粉、顺丁橡胶、天然橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物、丙烯酸酯类系列改性剂中的一种或任意两种以上的混合物。
4.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛铝酸偶联剂中的一种或任意两种以上的混合物。
5.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，其特征在于，所述分散剂为乙撑双脂肪酸酰胺、乙撑双脂肪酸酰胺的衍生物、扩散油中的一种或任意两种以上的混合物。
6.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，其特征在于，所述润滑剂为液体石蜡、PE蜡、氧化PE蜡、鲸蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或任意两种以上的混合物。
7.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂，分散剂为乙撑双脂肪酸酰胺，润滑剂为液体石蜡。
8.一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照权利要求1所述的无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方的重量份数，将氢氧化镁、红磷、偶联剂置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料A ；将搅拌料A与有机硅橡胶及其硫化交联剂进行混炼造粒，得到粒料B ；将粒料B与聚苯乙烯类塑料、增韧剂、分散剂、润滑剂一起通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。
9.如权利要求8所述的无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，其特征在于，搅拌料A与有机硅橡胶及其硫化交联剂通过开炼机或密炼机进行混炼造粒。
10.一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的制备方法，按照权利要求1所述的无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方的重量份数，将聚苯乙烯类塑料、有机硅橡胶及其硫化交联剂、氢氧化镁、红磷、增韧剂、偶联剂、加工助剂置于搅拌机中搅拌均勻，得到搅拌料；将搅拌料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到无卤阻燃聚苯乙烯类塑料。
全文摘要
本发明公开了一种无卤阻燃聚苯乙烯类塑料的配方及其制备方法，它包括聚苯乙烯类塑料100份，有机硅橡胶及其硫化交联剂15～30份，氢氧化镁0～100份，红磷0～20份，增韧剂5～15份，偶联剂0.5份，加工助剂1～3份。采用本发明制作的聚苯乙烯类塑料实现了无卤化阻燃，且在达到同等阻燃效果的情况下，能有效降低氢氧化镁的加入量，从而不影响聚苯乙烯类塑料的力学性能和加工性能。采用本发明制作的无卤阻燃聚苯乙烯类塑料用于电器领域的环保阻燃。
文档编号C08L51/00GK102382387SQ20111034376
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者左建东, 林峰, 林雪春, 罗超云, 肖望东, 赵建青 申请人:深圳职业技术学院