CN1112402C - 高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母及其制备方法。高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母是一种适用于高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)的多功能的母料。采用本发明的母料与HIPS树脂按一定的比例(1∶2～1∶30)混合注塑的制品能满足UL94、IEC-65和GB8898等标准对电器、电子产品外壳和内部支撑件不同的阻燃要求，同时还具有改善HIPS树脂的韧性和加工流动性，赋予HIPS树脂颜色等功能。采用本发明既降低生产成本又提高产品品质，非常适合于各种电子、电器、仪表等领域。
Description
本发明涉及一种用于电子、电器设备外壳及内部支撑件高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母及其制备方法。
目前新开发的高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)在某些性能上已接近ABS及其它工程塑料，而且价格和加工性能保持原来水平，从而使HIPS在相当程度上进入了工程塑料应用领域。并且随着HIPS功能的提高，已出现了电视机外壳由ABS向HIPS、录像机外壳由改性聚苯醚向HIPS转换的趋势[参见Plastics Techno1ogy，1995，41(1)：36～40]。另外显示器、收录机、复印机、传真机、打印机、空调器、电冰箱等电子、电器行业也开始大量应用HIPS树脂。但普通HIPS树脂容易燃烧，不能满足电子、电器行业对材料的阻燃要求，在某些条件下(如现在电视机外壳趋向尺寸增大同时壁厚减小)要求HIPS树脂既有更好的韧性，又要满足颜色、加工性的等要求，因此必须对材料进行改性。本发明的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母与HIPS树脂按一定的比例(1∶2～1∶30)混合注塑的制品能满足UL94、IEC-65和GB8898等标准对电器、电子产品不同的阻燃要求，通过调整母料与HIPS树脂的比例可以获得以下阻燃性能(表1)。
表1
母料与HIPS树脂的比例 阻燃级别
1∶2～1∶5 UL94V-0
1∶5～1∶10 UL94V-2
1∶6～1∶30 水平燃烧速度≤40mm/Min(缓燃)
比例的大小还要由制品的厚度决定。同时还可以改善HIPS树脂的韧性、加工流动性和脱模性，赋予HIPS树脂颜色等功能，既降低生产成本又提高产品品质。
本发明的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母中的载体为溴化聚苯乙烯、溴化环氧齐聚物(分子量大于100000)、高抗冲聚苯乙烯、SBS、EVA、CPE、三聚氰胺和/或这些化合物的混合物。这些化合物中溴化环氧齐聚物(分子量大于100000)本身就是一种阻燃材料，而且流动性好(熔点为145～150℃)、热稳定温度高(分解温度大于350℃)、与HIPS树脂具有一定相容性，因而最为适合。
本发明的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母中的阻燃剂为十二溴二苯氧基苯、十溴联苯醚、四溴双酚A、氯化石蜡、八溴联苯醚、四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚、四溴环辛烷、1，1，2-三甲基-(4～7)-m溴-2-(2～6-n溴)苯基茚(溴茚FR1808)、三(2，4，6-溴苯酚)-三聚异氰酸、磷酸酯、红磷和/或这些化合物的混合物。以上阻燃剂均可市购。
本发明的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母中的阻燃增效剂有三氧化二锑、锑酸盐、硼酸盐、偏硼酸盐、氧化钼、聚四氟乙烯、亚磷酸酯类和/或这些化合物的混合物。三氧化二锑、锑酸盐、硼酸盐、偏硼酸盐可以提高阻燃剂的阻燃效率，氧化钼有抑烟作用，聚四氟乙烯有防止熔融滴落的作用，而亚磷酸酯类(三(壬基)亚磷酸酯)在燃烧时有防止余燃的作用。采用多种阻燃增效剂复合能使阻燃效果更加显著。
本发明的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母中的冲击改性剂的加入主要是防止阻燃剂的加入使得材料力学性能下降。冲击改性剂的选择必须考虑到其与树脂应有良好的相容性，同时冲击改性剂在材料基体中要形成适当的相结构才能更有效地提高增韧效果。本发明中使用的冲击改性剂为苯乙烯-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)、氢化SBS、苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物(S-E/P)等。
本发明的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母中的偶联剂为为硅烷偶联剂，也可以用硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂的混合物。如KH570、A-143、A-186、磺酰叠氮硅烷、NDZ-101、OL-1618。偶联剂改善了阻燃剂和树脂、增韧改性剂之间的相容性，增强它们之间界面的粘合力，提高材料的力学性能。
本发明的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母中的色粉为氧化系颜料、炭黑、群青、硫化物、铬酸盐类颜料、银粉和/或这些化合物的混合物。有些颜料与载体和阻燃剂相容性很差，容易在使用时发生析出想象，因此在使用时要注意选择。
本发明的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母中的其它加工助剂为脂肪酸酰胺、脂肪酸类化合物、石蜡、白矿油、聚硅酮类复合物等。加工时可以有效改善各组分的分散性，降低塑料熔体与金属表面的黏附力以及塑料熔体的内摩擦，有利于解决注塑时制件中会出现熔接痕，表面光泽差，脱模困难等问题
本发明的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母的制备方法为：将复合物中的所有组分经高速混合，由精密计量的喂料器送入双螺杆挤出机中，经过双螺杆高速剪切、混炼、由机头挤出、拉条、风冷、切粒、干燥和包装。
本发明的具体实施方案由下面实施例给出：
实施例配方见表2，具体操作是将载体、增韧改性剂、阻燃剂、阻燃增效剂、偶联剂、色粉、加工助剂在混料剂中高速搅拌下充分混合均匀，由精密计量的喂料器送入双螺杆挤出机中，经过双螺杆高速剪切、混炼、由机头挤出、拉条、风冷、切粒、干燥和包装。本发明的制备方法中螺筒各分区温度应保持在160℃～260℃之间。应用于本发明制备方法的双螺杆挤出机长径比为32～40，螺杆转速为300～500转/分钟。
表2
| 组分 1 2 3 4 | |
| 载体 | 溴化环氧齐聚物 23.2 28.2HIPS树脂 25.2 27.7 |
| 阻燃剂 | 十二溴二苯氧基苯 40溴茚(FR-1808) 40十溴联苯醚 42 30 |
| 助阻燃剂 | 三氧化二锑 20 15 14 10 |
| 增韧剂 | SBS575 10 8 10 20 |
| 偶联剂 | 磺酰叠氮硅烷 0.5 0.5 0.5 0.5 |
| 抗氧剂 | BHT 0.2 0.2 0.2 0.2 |
| 168 0.1 0.1 0.1 0.1 | |
| 颜料 | 炭黑 3 4 5 5 |
| 加工助剂 | 硬脂酰胺 1 2 1 2硬脂酸锌 1 1 1 2硬脂酸丁酯 1 1 1 2 |
| 复合物与HIPS树脂比例 1∶5 1∶10 1∶4 1∶20 | |
| 物理性能拉伸强度 24 27 24 27断裂伸长率 40 40 45 45Izod缺口冲击强度 10 11 11.5 l1.5热变形温度 75 75 78 82弯曲模量 35 37 36 39弯曲强度 2100 2200 2200 2300UL94 UL94 UL94垂直燃烧燃烧性 V0 V2 V0水平燃烧 缓燃 | |
各实施例制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，各实施例中的物理性能分别按我国国家标准和美国UL标准测试，如表3所示：
表3
物理性能 单位 测试方法熔融指数 g/10min GB3682拉伸强度 Mpa GB1040断裂伸长率 ％ GB1040Izod缺口冲击强度 KJ/m2 GB1843热变形温度 ℃ GB1634弯曲模量 Mpa GB9341弯曲强度 Mpa GB9341
垂直燃烧 UL94燃烧性
水平燃烧 GB8898
Claims (5)
1、一种高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母，其特征组成为：载体10～50重量％，阻燃剂20～60重量％，阻燃增效剂5～20重量％，冲击改性剂5～20重量％，偶联剂1～5重量％，色粉2～10重量％，加工助剂5～10重量％，其中所述的载体为溴化聚苯乙烯、溴化环氧齐聚物、高抗冲聚苯乙烯、SBS、EVA、CPE、三聚氰胺和/或这些化合物的混合物；所述的阻燃剂为十二溴二苯氧基苯、十溴联苯醚、四溴双酚A、氯化石蜡、八溴联苯醚、四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚、1，1，2-三甲基-(4～7)-m溴-2-(2～6-n溴)苯基茚、三-(2，4，6-溴苯酚)-三聚异氰酸、磷酸酯、红磷和/或这些化合物的混合物；所述的阻燃增效剂为三氧化二锑、锑酸盐、硼酸盐、偏硼酸盐、氧化钼、亚磷酸酯类和/或这些化合物的混合物；所述的冲击改性剂为苯乙烯-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、氢化SBS、苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物和/或这些化合物的混合物。
2、根据权利要求1所述的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母，其中所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和/或这些偶联剂的混合物。
3、根据权利要求1所述的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母，其中所述的色粉为氧化系颜料、炭黑、群青、硫化物、铬酸盐类颜料、银粉和/或这些化合物的混合物。
4、根据权利要求1所述的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母，其中所述的其它加工助剂为脂肪酸酰胺、脂肪酸类复合物、石蜡、白矿油、α-甲基苯乙烯和/或这些复合物的混合物。
5、制备权利要求1所述的高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母的方法，该方法包括将色母中的所有组分经高速混合，由喂料器送入双螺杆挤出机中，经过双螺杆高速剪切、混炼、由机头挤出、拉条、风冷、切粒、干燥和包装。
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