[发明专利]一种无卤阻燃高抗冲聚苯乙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃高抗冲聚苯乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

高抗冲聚苯乙烯(HIPS)是聚苯乙烯(PS)的改性品种，含有2％～15％的丁苯或顺丁橡胶，与PS相比，具有较高的韧性和冲击强度，并且保留了PS易成型加工的优点，可进行注塑、挤塑、真空吸塑等成型加工，广泛用于家用电器、办公设备、仪器仪表、汽车零部件、日用器具及包装材料等。HIPS的极限氧指数(LOI)为18％，属于易燃性塑料，且燃烧时产生有毒气体和黑烟，限制了其在某些要求阻燃的场合中的使用。随着各国对防火要求日益提高，HIPS的阻燃等级需要达到一个比较高的水平。

为了达到阻燃要求，目前国内市场主要采用含卤素有机物和三氧化二锑(Sb₂O₃)复配的阻燃剂生产阻燃HIPS。溴系阻燃剂受到二噁英问题的困扰，同时用其溴-锑系统阻燃的高分子材料在热裂解及燃烧时会生成大量的烟尘及腐蚀性气体，目前国外已大量以无卤阻燃剂进行替代。中国工业中高分子材料所用阻燃剂近80％为含卤阻燃剂，特别是以PBDE和PBB为代表的含溴阻燃剂效率高、用量少，中国供出口电子电气类产品中70％～80％都用此类阻燃剂。为了适应国际上对无卤阻燃塑料的需要，减少使用或不使用含卤素阻燃剂必将成为阻燃塑料行业的发展趋势。

随着人们对环保要求的不断提高，无卤阻燃HIPS材料得到发展，如中国专利申请CN101372548A中公开的一种HIPS复合物，但其存在力学性能偏低的问题。因此，提高无卤阻燃HIPS材料的力学性能是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，而提供一种综合性能优异的无卤阻燃HIPS复合材料及其制备方法。

本发明所提供的无卤阻燃HIPS复合材料，按重量份，包括高抗冲聚苯乙烯(HIPS)65-85份、成炭剂聚苯醚(PPO)15-35份、阻燃剂微胶囊红磷(MRP)5-20份、增韧剂苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)4-15份、助阻燃剂聚四氟乙烯(PTFE)0.3-1.5份、助阻燃剂纳米无机填料0.3-1.5份以及抗氧剂0.1-0.5份。

本发明所提供的无卤阻燃HIPS复合材料的优选方案，按重量份，包括高抗冲聚苯乙烯(HIPS)70-80份、成炭剂聚苯醚(PPO)20-30份、阻燃剂微胶囊红磷(MRP)8-16份、增韧剂苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)6-12份、助阻燃剂聚四氟乙烯(PTFE)0.4-0.8份、助阻燃剂纳米无机填料0.4-0.8份以及抗氧剂0.2-0.3份。

所述的纳米无机填料为层状纳米粘土或纳米勃姆石；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。其中，优选平均粒径为150-200目的聚四氟乙烯PTFE；优选厚为1纳米、长宽为80-160纳米的层状粘土；优选粒径为50-400纳米的勃姆石。

本发明所提供的无卤阻燃HIPS复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1.制备HIPS/助阻燃剂母料

将HIPS、助阻燃剂PTFE、助阻燃剂纳米无机填料按70-90份、5-15份、5-15份重量配比在高速搅拌下混合均匀后，于双螺杆挤出机中熔融混炼造粒。机筒各段温度控制在170-190℃，双螺杆转速为100-400r/min。

2.制备无卤阻燃HIPS复合材料

将HIPS、成炭剂、阻燃剂、增韧剂、HIPS/助阻燃剂母料、抗氧剂按38-83.6份、15-35份、5-20份、4-15份、2-30份、0.1-0.5份重量配比在高速搅拌下混合均匀后，于双螺杆挤出机中熔融混炼造粒。机筒各段温度控制在190-250℃，双螺杆转速为200-800r/min。

所述的纳米无机填料为层状纳米粘土或纳米勃姆石；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。其中，优选平均粒径为150-200目的聚四氟乙烯PTFE；优选厚为1纳米、长宽为80-160纳米的层状粘土；优选粒径为50-400纳米的勃姆石。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：

本发明所提供的无卤阻燃HIPS复合材料不含卤素，达到高阻燃级别的同时各项力学性能优异，适用于制造有阻燃要求的家用电器外壳、办公自动化设备部件、仪器仪表壳体等产品。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1