專利名稱：：一種阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高抗沖擊性聚苯乙烯改性
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地，涉及一種阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
：在聚苯乙烯(PS)中添加微米級(jí)聚丁基橡膠顆粒，通過枝接把二者連接在一起，得到高抗沖聚苯乙烯(HighImpactPolystyrene,HIPS)，其克服可聚苯乙烯性脆的弱點(diǎn)，但同時(shí)大幅度降低了材料的剛性和韌性，另外，HIPS容易燃燒，限制了其推廣應(yīng)用。目前，市面上出現(xiàn)了許多為滿足上述用途而開發(fā)的阻燃HIPS，包括鹵素阻燃和無鹵素阻燃兩個(gè)系列，以鹵素阻燃為主。鹵素阻燃HIPS通常采用溴氮類阻燃劑和三氧化二銻按一定比例復(fù)配來達(dá)到阻燃的效果，但當(dāng)防火劑總添加量大于20%以后，材料抗沖擊性能大幅度下降，因此，如要保持材料的抗沖擊性能，同時(shí)使其防火性能1/12"達(dá)到UL94V-0要求，1/10〃時(shí)達(dá)到5VA要求，在添加防火劑的同時(shí)，必須添加一定量的增韌劑進(jìn)行增韌改性，這樣生產(chǎn)的產(chǎn)品不僅成本高，物性差，與國(guó)際同類產(chǎn)品缺少競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在不影響防火性能和環(huán)保性能前提下，向HIPS中添加填充滑石粉、BaS04也可以降低防火HIPS成本，但滑石粉是片狀結(jié)構(gòu)，對(duì)HIPS物性影響大；而BaS04比重太大，嚴(yán)重影響防火HIPS的比重，對(duì)HIPS來說并非理想的填充材料。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，采用納米級(jí)高嶺土和酚醛樹脂與溴氮類阻燃劑和三氧化二銻混合，協(xié)同對(duì)HIPS阻燃改性，具有制造工藝簡(jiǎn)單，加工效率高，取材方便，成本低，產(chǎn)品白度高，阻燃性和物性好等優(yōu)點(diǎn)，并可滿足工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用所需，向社會(huì)提供高性價(jià)比的阻燃HIPS產(chǎn)品。本發(fā)明的目的之二是提供所述阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，含有組分和組分重量百分?jǐn)?shù)如下高抗沖聚苯乙烯4060%，納米級(jí)高嶺土812%，酚醛樹脂810%，溴氮類阻燃劑812%，三氧化二銻510%，復(fù)合增韌劑1016%，抗氧化劑0.61.0%。所述的阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，所述組分和組分重量含量如下高抗沖聚苯乙烯5057%，納米級(jí)高嶺土510%，酚醛樹脂910%，溴氮類阻燃劑810%，三氧化二銻35%，復(fù)合增韌劑810%，抗氧化劑0.60.8%。所述的阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，所述納米級(jí)高嶺土含有二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鎂和二氧化銻等有防火功效成分。所述的阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，所述復(fù)合增韌劑為苯乙烯_丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和丙烯腈-苯乙烯樹脂(AS)的混合物。所述的阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，所述抗氧化劑為酚類抗氧化劑和磷酸酯類抗氧劑化劑的混合物。如酚類抗氧化劑有2，4，6-BHT、E-330、2246、1010，亞磷酸類抗氧化劑為TNP、168等所述阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物的制備方法，包括如下步驟(1)取納米級(jí)高嶺土，烘干，放入高速混料機(jī)中，加溫，攪拌，當(dāng)溫度升到12(TC，加入螯合型塑料助劑，進(jìn)行親和改性；(2)將步驟(1)所得親和改性后的納米級(jí)高嶺土與高抗沖聚苯乙烯、酚醛樹脂、溴氮類阻燃劑、三氧化二銻、復(fù)合增韌劑和抗氧化劑，放入攪拌機(jī)攪拌；(3)將步驟(2)所得混合后的原料熔融，壓力為1530MPa，溫度為175°C230°C;(4)將步驟(3)所得熔融后的原料從攪拌機(jī)擠出，切粒，包裝。本發(fā)明所用的溴氮阻燃劑為溴代三嗪，十溴二苯醚，十溴聯(lián)苯醚，十二溴二苯氧基本，四溴雙酚等，上述阻燃劑均可市購。HIPS阻燃改性通常采用溴氮類阻燃劑和三氧化二銻按一定比例復(fù)配的方法，但當(dāng)防火劑總添加量到一定比例后，材料物性大幅度下降，要想保持材料物性，必須再添加一定量的增韌劑進(jìn)行增韌改性。而且，要想符合歐盟環(huán)保要求，即防火性能1/12"達(dá)到UL94V-0要求，1/10"時(shí)達(dá)到5VA要求，必須要增加更多的防火劑和增韌劑，這樣，改性后的材料物性差，改性成本高，與國(guó)際同類產(chǎn)品缺少競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明采用納米級(jí)高嶺土和氧指數(shù)較高的酚醛樹脂與溴氮類防火劑進(jìn)行復(fù)配，再與二氧化銻協(xié)同對(duì)HIPS阻燃改性，既可以降低溴氮類阻燃劑與三氧化二銻的用量，又降低材料成本，提高材料物性。同時(shí)，采用采用苯乙烯_丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadieneblockcopolymer,SBS)和丙烯腈-苯乙烯樹脂(acrylonitrile-styreneresin，AS)的混合物為復(fù)合增韌體系綜合提高材料韌性，采用酚類抗氧劑和磷酸酯類抗氧劑復(fù)配提高材料抗老化性能。在本發(fā)明中采用納米級(jí)高嶺土作為阻燃增效的填充劑，燃燒時(shí)，納米高嶺土在復(fù)合材料表面形成一種碳化硅酸鹽結(jié)構(gòu)，對(duì)里面未燃燒的材料起到了隔熱和分離的作用，使受熱易分解的氣體難以逸出，減少了可揮發(fā)產(chǎn)物的擴(kuò)散，降低了復(fù)合材料的質(zhì)量損失速率，從而提高了阻燃性能，另一方面，由于粘土片層的比表面積較大，均勻分散的片層阻擋了氣體分子在復(fù)合材料中的擴(kuò)散，使其運(yùn)動(dòng)路徑大大延長(zhǎng)，進(jìn)一步減少了可揮發(fā)產(chǎn)物的擴(kuò)散，提高了阻燃性能。另外，在制備工藝中，將納米級(jí)高嶺土進(jìn)行親和改性。親和改性過程中采用的活化劑具有多種不同性質(zhì)官能團(tuán)，一部分官能團(tuán)可與有機(jī)分子反應(yīng)，另一部分官能團(tuán)可與高嶺土表面形成穩(wěn)定的氫鍵，形成牢固的粘合，在納米材料與樹脂基體之間形成一個(gè)界面層，界面層能傳遞應(yīng)力，從而增強(qiáng)了納米材料與樹脂之間粘合強(qiáng)度，提高了復(fù)合材料的性能，同時(shí)還可以防止不與其它介質(zhì)向界面滲透，改善了界面狀態(tài)，有利于制品的耐老化、耐應(yīng)力及電絕緣性能。大幅度的提高物化性能。沒有改性過的納米填料在塑料材料中很難保持應(yīng)有的納米功效，不僅影響物理性能，而且影響防火性能。使用納米級(jí)高嶺土作為阻燃增效的填充劑的優(yōu)勢(shì)還在于納米級(jí)高嶺土來源于高嶺土礦床，含雜質(zhì)少，晶層表面具有電荷中性，純度和白度高，可以用于淺色或白色塑料和橡膠行業(yè)。本發(fā)明還采用氧指數(shù)較高的酚醛樹脂作為阻燃填充劑，其氧指數(shù)為32%36%，具有低煙釋放、低煙毒性等特點(diǎn)，其燃燒發(fā)煙起始溫度在50(TC之上，外加阻燃劑更進(jìn)一步可提高其阻燃性，其表征發(fā)煙程度的最大消光系數(shù)為0.02(此值越小表示發(fā)煙程度越低)。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于(1)納米級(jí)高嶺土和酚醛樹脂與溴氮類阻燃劑和三氧化二銻復(fù)配后，協(xié)同阻燃HIPS，既可以降低溴氮類防火劑與三氧化二銻的用量，又降低成本，提高材料性能。(2)將納米防火級(jí)高嶺土進(jìn)行親和性改性，沒有改性過的納米填料在塑料材料中很難保持應(yīng)有的納米功效，不僅影響物理性能，而且影響防火性能，親和改性后的高嶺土對(duì)HIPS物性影響不大，而且表面光滑。(3)本發(fā)明制備的HIPS復(fù)合材料性能符合歐盟環(huán)保要求，即防火性能1/12"達(dá)到UL94V-0要求，1/10"時(shí)達(dá)到5VA要求，可廣泛用于家用電器、辦公設(shè)備和儀器儀表等對(duì)材料阻燃性能有較高要求的場(chǎng)合，其制造工藝簡(jiǎn)單，加工效率高，取材方便，成本低，產(chǎn)品白度高，阻燃性和物性好。具體實(shí)施例方式制備方法為取含有二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鎂、二氧化銻有防火功效成分的納米級(jí)高嶺土，烘干，放入高速混料機(jī)中，加溫，攪拌，當(dāng)溫度升到12(TC，加入螯合型塑料助劑，進(jìn)行親和性改性；將改性后的納米級(jí)高嶺土和高抗沖聚苯乙烯，酚醛樹脂，溴氮類阻燃劑，三氧化二銻，苯乙烯_丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物，丙烯腈_苯乙烯樹脂，酚類抗氧化劑和磷酸酯類抗氧劑，放入攪拌機(jī)，攪拌均勻；將攪拌均勻后的混合物熔融，壓力為1530MPa，溫度為175°C230°C，從攪拌機(jī)擠出，切粒，包裝。本實(shí)驗(yàn)采用丁二烯橡膠含量為310%的的HIPS，溴氮阻燃劑采用溴代三嗪和十溴二苯醚。各實(shí)施例制備的復(fù)合物按標(biāo)準(zhǔn)尺寸注塑成測(cè)試用的標(biāo)準(zhǔn)樣條，各實(shí)施例的物理性能分別按我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，如表1所示。各實(shí)施例配方及物理性能如表2所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，其特征在于，含有組分和組分重量百分?jǐn)?shù)如下高抗沖聚苯乙烯40～60％，納米級(jí)高嶺土8～12％，酚醛樹脂8～10％，溴氮類阻燃劑8～12％，三氧化二銻5～10％，復(fù)合增韌劑10～16％，抗氧化劑0.6～1.0％。2.如權(quán)利要求1所述的阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，其特征在于，所述組分和組分重量含量如下高抗沖聚苯乙烯5057%，納米級(jí)高嶺土510%，酚醛樹脂910%，溴氮類阻燃劑810%，三氧化二銻35%，復(fù)合增韌劑810%，抗氧化劑0.60.8%。3.如權(quán)利要求1或2所述的阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，其特征在于，所述納米級(jí)高嶺土含有二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鎂和二氧化銻。4.如權(quán)利要求1或2所述的阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，其特征在于，所述復(fù)合增韌劑為苯乙烯_丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物和丙烯腈_苯乙烯樹脂的混合物。5.如權(quán)利要求1或2所述的阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，其特征在于，所述抗氧化劑為酚類抗氧化劑和磷酸酯類抗氧劑化劑的混合物。6.制備權(quán)利要求15任一項(xiàng)所述的阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)取納米級(jí)高嶺土，烘干，放入高速混料機(jī)中，加溫，攪拌，當(dāng)溫度升到12(TC，加入螯合型塑料助劑，進(jìn)行親和改性；(2)將步驟(1)所得親和改性后的納米級(jí)高嶺土與高抗沖聚苯乙烯、酚醛樹脂、溴氮類阻燃劑、三氧化二銻、復(fù)合增韌劑和抗氧化劑，放入攪拌機(jī)攪拌；(3)將步驟(2)所得混合后的原料熔融，壓力為1530MPa，溫度為175°C230°C;(4)將步驟(3)所得熔融后的原料從攪拌機(jī)擠出，切粒，包裝。全文摘要本發(fā)明提供了阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物及其制備方法。所述阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物，含有組分和組分重量百分?jǐn)?shù)如下高抗沖聚苯乙烯40～60％，納米級(jí)高嶺土8～12％，酚醛樹脂8～10％，溴氮類阻燃劑8～12％，三氧化二銻5～10％，復(fù)合增韌劑10～16％，抗氧化劑0.6～1.0％，其制備的高抗沖聚苯乙烯復(fù)合物材料性能符合歐盟環(huán)保要求，即防火性能1/12″達(dá)到UL94V-0要求，可廣泛用于家用電器、辦公設(shè)備和儀器儀表等對(duì)材料阻燃性能有較高要求的場(chǎng)合，其制造工藝簡(jiǎn)單，加工效率高，取材方便，成本低，產(chǎn)品白度高，阻燃性和物性好。文檔編號(hào)C08K3/36GK101704982SQ200910192888公開日2010年5月12日申請(qǐng)日期2009年9月30日優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日發(fā)明者劉崇文,劉崇武,劉幸平,劉德平,周桂明,朱德洲,李鋒,楊席兵申請(qǐng)人:東莞市上洲塑膠科技有限公司