[发明专利]一种无卤环保阻燃HIPS材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于HIPS材料技术领域，特别涉及一种无卤环保阻燃HIPS材料及其制备方法和应用。

背景技术

次磷酸盐具有较高的磷含量，热稳定性好。对有机高分子具有较好的催化成炭作用，与协效阻燃剂并用，可以起到优势互补的作用，共同提高阻燃性能，是一种很有价值的无卤环保阻燃剂。

无机金属阻燃剂对材料的力学性能有很大影响，卤系阻燃剂在燃烧过程中会产生有害气体，污染环境，危害人类健康，次磷酸盐系阻燃剂具有较好的阻燃性能，对材料的力学性能影响小，环保无卤，备受市场青睐。

专利CN102391636A公开了一种无卤阻燃HIPS/PPE复合材料及其制备方法，所制备的材料可达到UL94V-0级别的阻燃等级，但是苯乙烯树脂体系中添加了PPE。专利CN103374225A报道了一种无卤阻燃耐热HIPS/PPS复合材料及其制备方法，通过添加难燃性树脂PPS以降低阻燃剂用量，提高了材料的力学性能。专利CN102746608A报道了一种ABS树脂专用的环保无卤阻燃剂，采用次磷酸铝阻燃剂，但是未解决阻燃剂与树脂的相容性问题，制备的材料流动性和冲击性能很差，无使用价值。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种无卤环保阻燃HIPS材料。该材料无需添加其他树脂，即可实现阻燃稳定，可达V-0级别阻燃，并具有优良的刚性、抗冲击性、加工性能和良好的外观，可广泛应用于薄壁制件。

本发明另一目的在于提供一种上述无卤环保阻燃HIPS材料的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述无卤环保阻燃HIPS材料在薄壁制件中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种无卤环保阻燃HIPS材料，包含以下质量分数计的组分：

HIPS树脂45～65%，次磷酸盐10～25%，辅助阻燃剂2～13%，增韧剂1～10%，硅烷偶联剂0.1～2%，填料1～5%。

作为优选技术方案，所述的HIPS树脂为丁二烯-苯乙烯接枝共聚物和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的至少一种。

作为最优选技术方案，丁二烯-苯乙烯共聚物优选橡胶含量为12～15%，熔体流动速率为7～8g/10min(200℃/5kg)的树脂，组分聚苯乙烯的分子量为4.0～5.2×10⁴g/mol。

作为优选技术方案，所述的次磷酸盐包括次磷酸钠、次磷酸钙、次磷酸镁、次磷酸锌和次磷酸铝中的至少一种。

作为最优选技术方案，所述的次磷酸盐指次磷酸铝和次磷酸钙中的至少一种。

作为优选技术方案，所述的硅烷偶联剂指γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的至少一种。

作为优选技术方案，所述的辅助阻燃剂为含氮化合物及多元醇的混合物。

所述辅助阻燃剂中含氮化合物和多元醇的质量比为1:6～7:1。

更优选地，所述的含氮化合物为三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、异氰尿酸三缩水甘油酯、氰尿酸三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、双氰胺、聚磷酸铵、硼酸胺、双氰胺甲醛树脂和氯化石蜡中的至少一种。

作为优选技术方案，所述的多元醇为单季戊四醇、双季戊四醇、丁四醇和环己六醇中的至少一种。多元醇可作为碳源，与次磷酸盐并用可起到阻燃协效作用。

作为优选技术方案，所述的增韧剂为丙烯酸酯类增韧剂、有机硅类增韧剂、乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物、SEBS、马来酸酐接枝的SEBS、SBS、马来酸酐接枝的SBS和ABS高胶粉中的至少一种。

作为优选技术方案，所述的填料为硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、硅灰石、碳化硅纤维、氧化铝纤维和氧化锌晶须中的至少一种。

本发明的无卤环保阻燃HIPS材料中，还可以含有加工助剂1～3wt%，抗氧剂1～2wt%，润滑剂0.1～5wt%，抗滴落剂0.2～1wt%，流动改性剂0.1～2wt%。

作为优选技术方案，所述的加工助剂为硅油、白矿油和润滑剂中的至少一种。

作为优选技术方案，所述的抗氧剂为包括受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅抗氧剂中的至少一种。

作为优选技术方案，所述的流动改性剂包括2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、酰胺类润滑剂、硅酮类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、蒙旦酯类润滑剂和多元醇类润滑剂中的至少一种。

本发明还提供一种上述无卤环保阻燃HIPS材料的制备方法，包括以下具体步骤：