專利名稱：：一種無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及高抗沖聚苯乙烯，特別是涉及一種無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯及其制備方法。
背景技術：
：高抗沖聚苯乙烯(HIPS)克服了聚苯乙烯(PS)強度小、耐熱性能低等缺點，是一種性能優良，用途極廣的熱塑性塑料。HIPS為乳白色不透明珠粒，可任意著色，剛性好，易加工成型，抗拉強度高，來源廣。廣泛用于家用電器、辦公設備、儀器儀表、汽車零部件、日用器具及包裝材料等。其用量日趨上升，近幾年發展更為迅速，已占聚苯乙烯樹脂產量的72%，在不少國家其產量已超過PS和ABS。然而，HIPS樹脂及其制品非常易燃，且燃燒時釋放大量黑煙，具有潛在的火災隱患，必須進行阻燃處理。隨著人們對火災安全的日漸重視和法規的不斷健全，對這些材料阻燃性能的要求越來越高，所以高抗沖聚苯乙烯塑料的阻燃也得到了廣泛的重視。HIPS的阻燃性能的提高，對其應用領域的擴大具有深遠意義。阻燃的途徑有多種，HIPS阻燃最常用的阻燃劑主要有十溴聯苯醚(DBDP0)、八溴聯苯醚(0BDP0)、四溴雙酚A(TBBPA)及與之相配合的三氧化二銻(Sb203)等。隨著近年來人們對環保意識的進一步加強，對由含鹵阻燃劑制成的塑料制品，在火災中帶來的負面作用愈加重視，為滿足家電電器行業的環境保護要求，要求全面禁止或替代DBDPO的呼聲日益強烈。無機阻燃劑(如氫氧化鋁、氫氧化鎂等)盡管在燃燒過程中不會釋放出有毒氣體，但往往需要很高的填充量才能滿足阻燃要求，對材料的加工性能、物理機械性能產生較大的負面影響。在微膠囊化紅磷的應用中，通常采用多種阻燃增效劑復合來增強阻燃效果，無形之中增加了阻燃劑用量，一般來說，阻燃劑添加量達到15%才能有較好阻燃效果。
發明內容本發明所要解決的技術問題是克服上述已有技術的不足，提供一種無卣阻燃高抗沖聚苯乙烯及其制備方法，以減少阻燃高抗沖聚苯乙烯中阻燃劑的用量，降低阻燃劑對材料力學性能的影響。為了解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案按照重量份計算，本發明無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯是由高抗沖聚苯乙烯5085份、微膠囊化紅磷320份、復合成炭劑640份、相容劑220份、偶聯劑O.21.0份、抗氧劑O.l0.3份和潤滑劑0.30.7份制備而成。優選地，無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯是由高抗沖聚苯乙烯5480份、微膠囊化紅磷314份、復合成炭劑634份、相容劑220份、偶聯劑0.21.0份、抗氧劑O.10.3份和潤滑劑0.30.7份制備而成。按照重量份計算，上述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯中所述的復合成炭劑為420份聚苯醚和214份酚醛樹脂混合而成。復合成炭劑中的聚苯醚具有無毒、透明、相對密度小、優良的機械強度、耐應力松馳、抗蠕變性、耐熱性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸穩定性等優點，同時提供多羥基炭源體-酚醛樹脂，因而能充分發揮微膠囊化紅磷的阻燃效率，降低阻燃劑用量。優選地，復合成炭劑是由410份聚苯醚和38份酚醛樹脂混合而成。上述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯中所述的微膠囊化紅磷中紅磷的質量百分含量為40%70%。上述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯中所述的相容劑為馬來酸或丙烯酸接枝的苯乙烯一丁二烯嵌段共聚熱塑性彈性體(SEBS)彈性體或苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)中的一種^ffi禾中。上述無卣阻燃高抗沖聚苯乙烯中所述的偶聯劑為飽和型硅烷化合物、含至少一個烯型不飽和基團的硅烷化合物、含有一個烯型不飽和基團的環氧化合物、含至少一個烯型不飽和基團的一元羧酸或二元羧酸及其衍生物。上述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯中所述的抗氧劑為有機受阻酚類、胺類、亞磷酸酯類或硫酸酯類抗氧劑中一種或多種。受阻酚類可分為四[e-(3，5—二叔丁基一4一羥基一苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡稱抗氧劑1010);{3-(4—羥基一3，5—二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯(簡稱抗氧劑1076);N，N'—，6-已二基二(3，5—二(1，l二甲基乙基)—4—羥基苯丙酰(簡稱抗氧劑MD1024)等，胺類應為非污染的對苯二胺體系，如N—苯基苯胺與2，2，4一三甲基戊烯的反應產物，亞磷酸酯類可為亞磷酸三苯酯(TPP);三(2，4一二叔丁基苯基)亞磷酸酯(簡稱抗氧劑168)，硫酯類可為硫代二丙酸二月桂酯DLTP等。前述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯的制備方法將微膠囊化紅磷、高抗沖聚苯乙烯、偶聯劑放入高速混合機中混合3分鐘，再加入其他原料繼續混合3分鐘，用雙螺桿擠出機一次混煉造粒。采取預混工藝可使聚苯醚/酚醛樹脂得到充分混合、分散，在相容劑作用下形成共混合金，因而力學性能更加優異。上述制備方法中雙螺桿擠出機的溫度為I區185。C20(TC、1I區19(TC205。C、m區195。C210。C、IV200。C215。C、V區205。C220°C、VI210°C225°C、VH區215。C230°C、W區22(TC235。C、機頭溫度225。C23(TC，螺桿轉速為4580轉/分。優選地，雙螺桿擠出機的溫度為I區195。C、n區200。C、m區205。C、IV區210。C、V區215。C、VI區22(TC、VH區23(TC、W區235。C、機頭溫度225。C，螺桿轉速為50轉/分。本發明從提高微膠囊化紅磷的成炭率方面來提高阻燃劑的阻燃性能，并降低阻燃劑對材料性能的影響，發明人對成炭劑進行了篩選。將表l中各組分按配比混合均勻，然后用雙螺桿擠出機一次擠出造粒，加工溫度為23(TC(塑化溫度)，雙螺桿擠出機的溫度為I區185°C、1I區190。C、m區200。C、IV區205。C、V區210。C、VI區215。C、VH區220。C、W區225°C、機頭溫度225'C，螺桿轉速為50轉/分。并按照表2的方法測試物理性能。表l成炭劑和產品性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2高抗沖聚苯乙烯物理性能觀試方法<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實驗例l直接用高抗沖聚苯乙烯樹脂測試性能；實驗例2只添加成炭劑聚苯醚；實驗例3只添加成炭劑酚醛樹脂；實施例4-6添加復合成炭劑。從上表可以看出添加復合成炭劑不但可以減少微膠囊化紅磷的用量，而且可以制備阻燃性能、力學性能優異的高抗沖聚苯乙烯樹脂復合物。與單獨添加一種成炭劑相比，添加復合成炭劑不但能降低微膠囊化紅磷的用量，而且制備的高抗沖聚苯乙烯具有更好的綜合性能。與現有技術相比，本發明的無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯產品性能優異，不含鹵素，對環境友好，制備方法簡單，條件易于控制，具有優良的阻燃性能并能保持較好的力學性能，阻燃劑用量可以減少10%以上，完全可以達到以往阻燃劑制造的高抗沖聚苯乙烯的阻燃性能標準具體實施例方式表3各實施例中原料的用量(單位kg)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>混合機中混合3分鐘，再加入其他原料繼續混合3分鐘，用雙螺桿擠出機一次混煉造粒，雙螺桿擠出機的參數可設置為I區185。C200。C、n區190。C205。C、IH區195。C210°C、IV200。C215。C、V區205。C220。C、VI210°C225°C、VH區215。C230°C、W區220。C235°C、機頭溫度225。C23(TC，螺桿轉速為4580轉/分。權利要求權利要求1一種無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯，其特征在于按照重量份計算，它是由高抗沖聚苯乙烯50～85份、微膠囊化紅磷3～20份、復合成炭劑6～40份、相容劑2～20份、偶聯劑0.2～1.0份、抗氧劑0.1～0.3份和潤滑劑0.3～0.7份制備而成。2.按照權利要求l所述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯，其特征在于按照重量份計算，它是由高抗沖聚苯乙烯5480份、微膠囊化紅磷314份、復合成炭劑634份、相容劑220份、偶聯劑0.21.0份、抗氧劑O.10.3份和潤滑劑0.30.7份制備而成。3.按照權利要求1或2所述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯，其特征在于按照重量份計算，所述復合成炭劑為420份聚苯醚和214份酚醛樹脂混合而成。4.按照權利要求3所述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯，其特征在于按照重量份計算，所述復合成炭劑為410份聚苯醚和38份酚醛樹脂混合而成。5.按照權利要求1或2所述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯，其特征在于所述微膠囊化紅磷中紅磷的質量百分含量為40%70%。6.按照權利要求1或2所述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯，其特征在于所述相容劑為馬來酸或丙烯酸接枝的聚烯烴彈性體或苯乙烯一丁二烯嵌段共聚熱塑性彈性體彈性體中的一種。7.按照權利要求1或2所述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯，其特征在于所述偶聯劑為飽和型硅烷化合物、含至少一個烯型不飽和基團的硅烷化合物、含有一個烯型不飽和基團的環氧化合物、含至少一個烯型不飽和基團的一元羧酸或二元羧酸及其衍生物。8.權利要求l-7任一所述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯的制備方法，其特征在于將微膠囊化紅磷、高抗沖聚苯乙烯、偶聯劑放入高速混合機中混合3分鐘，再加入其他原料繼續混合3分鐘，用雙螺桿擠出機一次混煉造粒。9.按照權利要求8所述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯的制備方法，其特征在于所述雙螺桿擠出機的溫度為I區185。C200。C、n區190。C205。C、11I區195。C210°C、IV200。C215。C、V區205。C220°C、VT210。C225°C、VH區215。C230°C、W區220°C235°C、機頭溫度225。C23(TC，螺桿轉速為4580轉/分。10.按照權利要求9所述無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯的制備方法，其特征在于所述雙螺桿擠出機的溫度為I區185。C、n區190。C、m區195。C、IV區200。C、V區205。C、VI區21(TC、VII區215。C、W區22(TC、機頭溫度225。C，螺桿轉速為50轉/分。全文摘要本發明公開了一種無鹵阻燃高抗沖聚苯乙烯及其制備方法，它是由高抗沖聚苯乙烯、微膠囊化紅磷、復合成炭劑、相容劑、偶聯劑、抗氧劑、潤滑劑制備而成將微膠囊化紅磷、高抗沖聚苯乙烯、偶聯劑放入高速混合機中混合3分鐘，再加入其他原料繼續混合3分鐘，用雙螺桿擠出機一次混煉造粒，所得高抗沖聚苯乙烯產品性能優異，不含鹵素，對環境友好，制備方法簡單，條件易于控制，具有優良的阻燃性能并能保持較好的力學性能，阻燃劑用量可以減少10％以上，完全可以達到以往阻燃劑制造的高抗沖聚苯乙烯的阻燃性能標準。文檔編號C08L71/00GK101429313SQ20081030607公開日2009年5月13日申請日期2008年12月10日優先權日2008年12月10日發明者杰于,洋王,田瑤珠,軍秦,秦舒浩,陳興江申請人:貴州省材料技術創新基地;貴州大學;貴州凱科特材料有限公司