專利名稱：：耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物及制備方法技術(shù)背景目前適宜于聚合物的環(huán)保阻燃劑有無機(jī)的氫氧化鎂、氫氧化鋁、紅磷、磷氮阻燃劑，有機(jī)的六溴環(huán)十二烷、四溴雙酚A、十溴二苯乙垸、溴化聚苯乙烯、溴化環(huán)氧樹脂等。無機(jī)阻燃劑如氫氧化鎂、氫氧化鋁符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)，要求但添加量大、與材料的相容性不好，性能損失嚴(yán)重。磷系阻燃劑的阻燃效率高同時符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)要求，但顏色的局限性和相容性也不是阻燃高抗沖聚苯乙烯的選擇。有機(jī)阻燃劑六溴環(huán)十二垸的使用與無機(jī)阻燃劑相比添加量少阻燃效果好，但熱穩(wěn)定性差易分解變色。四溴雙酚A阻燃的高抗沖聚苯乙烯力學(xué)性能好、阻燃效率高，但耐候性差，制品在使用過程中易變色、變脆。十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化環(huán)氧樹脂單獨(dú)使用會有制品色澤陳舊、相容性不良、添加量較多、局部性能發(fā)脆等弱點(diǎn)，但經(jīng)適當(dāng)匹配混合使用可很好避免。HIPS是一種常溫下綜合性能比較好的通用塑料，但存在低溫脆性斷裂問題,改善HIPS的低溫脆性是HIPS改性的主要問題，也是該發(fā)明研究的首要問題。與橡膠共混是改善HIPS低溫脆性的有效途徑，根據(jù)溶解度參數(shù)相近的原理我們選擇了含有橡膠成分的苯乙烯-丁烯-苯乙烯三元共聚物馬來酸酐的接枝物(SEBS-gMAH)、三元乙丙橡膠與苯乙烯接枝物(EPDM-g-St)、辛烯-乙烯共聚物與馬來酸酐的接枝物(POE-g-MAH)中取至少一種做為低溫改性劑，同時也彌補(bǔ)了因阻燃劑的添加給高抗沖聚苯乙烯物性帶來的損失。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯，它是一種綜合性良好的高抗沖聚苯乙烯組合物，阻燃達(dá)到UL94V-0級，且與環(huán)境友好，符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)，流動性高、穩(wěn)定性好，能滿足在多種惡劣環(huán)境下特別是低溫下的應(yīng)用。本發(fā)明耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物包含以下組分(1)高抗沖聚苯乙烯樹脂40-80重量份數(shù)，優(yōu)選為45-75重量份數(shù)(2)阻燃劑8-25重量份數(shù)，優(yōu)選為10-20重量份數(shù)；(3)阻燃協(xié)效劑2-6重量份數(shù)，優(yōu)選為3-5重量份數(shù)；(4)抗低溫改性劑8-40重量份數(shù)，優(yōu)選為10-38重量份數(shù)；(5)抗氧劑1-1-2:1重量份數(shù)，優(yōu)選為1:1-1.5:1重量份數(shù)(6)熱穩(wěn)定劑1-3，優(yōu)選為1-2.5重量份數(shù)；(7)偶聯(lián)劑0.8-2,優(yōu)選為0.8-1,5重量份數(shù)；(8)其他加工助劑0.2-6，優(yōu)選為0.2-5重量份數(shù)；本發(fā)明所述的耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中的聚苯乙烯樹脂包括通用聚苯乙烯、高抗沖聚苯乙烯。本發(fā)明耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙燏組合物中的環(huán)保阻燃劑是多種阻燃劑的復(fù)合物，以高抗沖聚苯乙烯樹脂為45-75重量份數(shù)計，阻燃劑為8-25重量份數(shù)，優(yōu)選為10-20重量份數(shù)；主阻燃劑為新型有鹵阻燃劑的復(fù)合物如四溴雙粉A雙(2，3-二溴丙基)醚、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化環(huán)氧樹脂這些化合物的混合物。本發(fā)明選用的阻燃劑光穩(wěn)定好，分解溫度高，所選阻燃劑的分子量較高，能與基體樹脂保持較好的相容性，充分發(fā)揮阻燃劑的性能，從而使聚合物在得到好的阻燃性的同時還具有理想的力學(xué)性能。本發(fā)明的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中的阻燃增效劑有硼酸鹽、三氧化二銻、銻酸鹽、聚四氟乙烯、亞磷酸脂類和這些化合物'的混和物，以高抗沖聚苯乙烯樹脂為45-75重量份數(shù)計，阻燃協(xié)效劑為2-6重量份數(shù)，優(yōu)選為3-5重量份數(shù)；硼酸鹽、三氧化二銻、銻酸鹽、聚四氟乙烯可以協(xié)助提髙阻燃劑的阻燃效率，復(fù)合阻燃增效劑的使用能提高組合物的阻燃效果。本發(fā)明所述的耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物，為了改善組合物因阻燃劑的加入力學(xué)性能的下降，提高組合物在低溫時還保持良好的沖擊性能，還包含有增韌改性劑。以高抗沖聚苯乙烯樹脂為45-75重量份數(shù)計，增韌改性劑為8-40重量份數(shù)，優(yōu)選為10-35重量份數(shù)。所述增韌劑為苯乙烯-丁烯-苯乙烯三元共聚物馬來酸酐的接枝物(SEBS-gMAH)、三元乙丙橡膠與苯乙烯的接枝物(EPDM-g-St)、辛烯-乙烯共聚物與馬來酸酐的接枝物(POE-g-MAH)中的至少一種。增韌劑含量的增加，材料的缺口沖擊強(qiáng)度也增加，兩種增韌劑時增韌效果更優(yōu)，這主要是作為分散相的橡膠微粒吸收和分散了大量的沖擊能，從而提高改善了組合物的沖擊韌性。本發(fā)明耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中所述的抗氧劑是受阻酌類抗氧劑、含硫抗氧劑、含氮抗氧劑、亞磷酸脂抗氧劑或這些化合物的混合物。以高抗沖聚苯乙烯樹脂為45-75重量份數(shù)計，抗氧劑1:1-2:l重量份數(shù)，優(yōu)選為1:1-1.5:1重量份數(shù)；受阻酚類抗氧劑有1010、1076,含硫抗氧劑有DSTDP、DLTDP，含氮抗氧劑有DM1042、BSH，含亞磷酸脂抗氧劑有168、626等。本發(fā)明耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中的偶聯(lián)劑為鈦酸脂偶聯(lián)劑，也可以為鋁酸脂偶聯(lián)劑、鈦酸脂偶聯(lián)劑和(或)硅垸偶聯(lián)劑的混和物。以高抗沖聚苯乙烯樹脂為45-75重量份數(shù)計，偶聯(lián)劑0.8-2,優(yōu)選為0.8-1.5重量份數(shù)；所用種類有KH-550、A-l43、A-187、TTS-15、DL-411A、DL-4U等，偶聯(lián)劑增強(qiáng)了基體樹脂與阻燃劑、增韌劑之間的界面粘合力，提高了組合物的力學(xué)性能。本發(fā)明財?shù)蜏氐沫h(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物其中所用的熱穩(wěn)定劑是有機(jī)錫類、有機(jī)銻類、稀土類金屬鹽類或這些化含物的混合物；以高抗沖聚苯乙烯樹脂為45-75重量份數(shù)計，熱穩(wěn)定劑1-3，優(yōu)選為1-2.5重量份數(shù)；所用種類有有機(jī)錫類、金屬皂類、稀土類，穩(wěn)定劑的使用能夠防止組合物在加工過程中引起的降解。本發(fā)明耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物其中所用的加工助劑為脂肪酰氨類、脂肪酸類、烴類化合物和這些化合物的混合物；以高抗沖聚苯乙烯樹脂為45-75重量份數(shù)計，其他加工助劑0.2-6，優(yōu)選為0.2-5重量份數(shù)；使用加工助劑可以在加工時改善所有組分的分散性，減低組合物溶體的摩擦力，有利于解決組合物注塑制品時出現(xiàn)的熔接痕，有利于脫模等問題。本發(fā)明耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物的制備方法包括將以上所述各組分按所述量經(jīng)高速混合，再通過熔融、共混、擠出、拉條、切粒、干燥、計量、包裝。所用的熔融共混設(shè)備為通用設(shè)備，如捏合機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)等。制備方法簡述如下組合物工藝設(shè)計采用了二次混合、一次混煉的技術(shù)路線，有利于保證的組合物穩(wěn)定性、可控性、減少污染，即將阻燃劑、協(xié)效劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、穩(wěn)定劑及加工助劑按所述用量加入高溫高速攪拌機(jī)中，進(jìn)行充分混合，攪拌機(jī)的溫度控制在8o-iicrc之間；再將混合好的組合物與高抗沖聚苯乙烯樹脂、低溫改性劑進(jìn)行均勻混合，并將混合好的物料通過雙螺桿擠出機(jī)擠出，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為200-450r/min,熔融共混加工溫度為165-195t:之間；經(jīng)過所述制得的組合物優(yōu)點(diǎn)為用盡量少的添加組分就可以使組合物相熔性好，分散均勻，阻燃效率高，力學(xué)性能損失少。原料高抗沖聚苯乙烯(HIPS)香港陶氏生產(chǎn)牌號1300;高抗沖聚苯乙烯(HIPS)鎮(zhèn)江奇美公司牌號888H;十溴二苯乙烷美國大湖公司，含溴量82.27%;溴化聚苯乙烯美國大湖公司，含溴量68.2%;三氧化二銻山東?；?；硼酸鋅上海京華^S工廠聚四氣乙烯廣州熵能公司；辛烯-乙烯共聚物與馬來酸酐接枝物(POE-g-MAH)沈陽科通三元乙丙橡膠與苯乙烯接枝物(EPDM-g-St)沈陽科通抗氧劑1010、168寧波金海雅寶硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、EBS上海華利名科硫醇丁基錫、錫土穩(wěn)定劑成都髙分子大學(xué)研究所各實(shí)施例制備的組合物標(biāo)準(zhǔn)樣條按照國家標(biāo)準(zhǔn)和UL標(biāo)準(zhǔn)測試，如表1所示;表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例1-5將各表中各組分按比例混合后，放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出，擠出機(jī)嫘桿轉(zhuǎn)速為350r/min，擠出機(jī)溫度為一區(qū)165。C;二區(qū)192。C;三區(qū)194'C;四區(qū)-196°C;五區(qū)195'C;六區(qū)193°C;七區(qū)1卯。C;八區(qū)185。C;機(jī)頭170'C的條件下熔融擠出造粒。實(shí)例性能檢測結(jié)果見表2。表2實(shí)例性能檢測結(jié)果項目1#2#3#4#5#樹脂HIPS0070625145阻燃劑十溴二苯乙烷131088溴化聚苯乙烯/555阻燃增效劑聚四氟乙烯0.10.10.1(U硼酸鋅4333二氧化~~鋒1111i沖擊改性劑(EPDM-g-St)10101518(POE-g-匪)/101518;抗氧劑10100.10.10.10.11680.20.20.20.2i偶聯(lián)劑鋁酸脂偶聯(lián)劑0.50.150.150,15i穩(wěn)定劑硫醇丁基錫0.20.20.20.2稀土穩(wěn)定劑0.20.20.20.2!加工助劑j硬脂酸0.30.10.10.1硬脂酸鋅0.20,20.20.2EBS0.20,20.20,2;熔融指數(shù)g/10min3.06.14.23.22,8;拉伸強(qiáng)度MPa2725252423;斷裂伸長率%4040454848;彎曲強(qiáng)度MPa3836363535i彎曲模量MPa21002100201020001900缺口沖擊(強(qiáng)度23。CKJ/m21312161823-40°CKJ/m25681318i熱變形溫度8580787570i燃燒性HBV-0V-0V-0V-09權(quán)利要求1、一種耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物其特征組成為(1)高抗沖聚苯乙烯樹脂45-80重量份數(shù)；(2)阻燃劑8-25重量份數(shù)；(3)阻燃協(xié)效劑2-6重量份數(shù)(4)抗低溫改性劑8-40重量份數(shù)；(5)抗氧劑0.5-1重量份數(shù)；(6)熱穩(wěn)定劑1-3重量份數(shù)；(7)偶聯(lián)劑0.5-1重量份數(shù)；(8)其他加工助劑0.2-6重量份數(shù)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中所述的阻燃劑為四溴雙酚A、六溴環(huán)十二烷、溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。3、裉據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中所述的阻燃協(xié)效劑為硼酸鹽、三氧化二銻、聚四氟乙烯、銻酸鹽、亞磷酸脂類中的--種或幾種。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中所述的組合物的抗低溫改性劑是苯乙烯-丁烯-苯乙烯三元共聚物馬來酸酐的接枝物(SEBS-gMAH)、三元乙丙橡膠與苯乙烯的接枝物(EPDM-g-St〉、辛烯-乙烯共聚物與馬來酸酐的接枝物(POE-g"MAH)中的一種或幾種。5、據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中所述的抗氧劑是受阻酷類抗氧劑、含硫抗氧劑、含氮抗氧劑、亞磷酸脂抗氧劑中的一種或幾種。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中所述的熱穩(wěn)定劑是金屬皂類、有機(jī)錫類、稀土類中的一種或幾種。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中所述的偶聯(lián)劑是鋁酸脂偶聯(lián)劑、鈦酸脂偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑中的一種或幾種。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯組合物中所述的加工助劑為脂肪酰胺類、脂肪酸類、烴類化合物中的一種或幾種。9、一種制備權(quán)利要求分別將(1)阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、偶聯(lián)劑、熱穩(wěn)定劑均勻混合，(2)高抗沖聚苯乙烯、抗低溫改性劑、抗氧劑均勻混合，然后將(1)和(2)及加工助劑充分混合后，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融、混煉、冷卻、切粒、干燥包裝。全文摘要本發(fā)明提供了一種符合環(huán)保要求耐低溫的環(huán)保阻燃高抗沖聚苯乙烯聚合物及制備方法，涉及樹脂改性領(lǐng)域。所述組合物包含有(1)高抗沖聚苯乙烯樹脂(重量％)65-80；(2)抗低溫改性劑5-38；(3)阻燃劑8-25；(4)2-6阻燃協(xié)效劑；(5)抗氧劑0.5-1；(6)偶聯(lián)劑0.5-1；(7)穩(wěn)定劑1-3；(8)其他加工助劑0.2-6；將各組分按一定配比混合后經(jīng)雙螺桿熔融共混擠出加工制得本發(fā)明聚苯乙烯組合物。本發(fā)明聚苯乙烯組合物阻燃效性能好，阻燃級別可達(dá)到UL-94V-0，對環(huán)境友好、無毒、無害，符合歐盟ROHS標(biāo)準(zhǔn)要求，同時表面光澤好，易加工成型，耐低溫，可應(yīng)用于多種惡劣環(huán)境。文檔編號C08L51/04GK101486824SQ20081006591公開日2009年7月22日申請日期2008年1月17日優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日發(fā)明者(請求不公開姓名)申請人:深圳市亞塑科技有限公司