一种阻燃hips材料
阅读说明：本技术 一种阻燃hips材料 (Flame-retardant HIPS material ) 是由 林镇彬 吴炜城 于 2021-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及HIPS材料领域,特别是涉及一种阻燃HIPS材料,包括如下重量份的组分：HIPS树脂45-80份；增强材料5-10份；阻燃剂4-15份；阻燃增效剂3-5份；增韧剂2-4份；相容剂1-3份；抗氧剂0.5-1份。本发明通过HIPS树脂、增强材料、阻燃剂、阻燃增效剂的混合,在具有高阻燃性的同时,保持材料的其他各项物理力学性能优异；增强材料的加入,有效增强本发明的抗冲击强度；阻燃剂通过严格控制协效阻燃剂的种类、复配及配比,进一步提高材料的阻燃效果；阻燃增效剂的加入克服了现有阻燃效率低等缺点,减少了阻燃剂对基体的力学性能的不利影响,生产和使用都很方便。(The invention relates to the field of HIPS materials, in particular to a flame-retardant HIPS material which comprises the following components in parts by weight: 45-80 parts of HIPS resin; 5-10 parts of a reinforcing material; 4-15 parts of a flame retardant; 3-5 parts of a flame retardant synergist; 2-4 parts of a toughening agent; 1-3 parts of a compatilizer; 0.5-1 part of antioxidant. According to the invention, through the mixing of the HIPS resin, the reinforcing material, the flame retardant and the flame retardant synergist, the high flame retardance is realized, and the excellent physical and mechanical properties of other items of the material are kept; the addition of the reinforcing material effectively enhances the impact strength of the invention; the flame retardant further improves the flame retardant effect of the material by strictly controlling the type, compounding and proportion of the synergistic flame retardant; the addition of the flame retardant synergist overcomes the defects of low flame retardant efficiency and the like in the prior art, reduces the adverse effect of the flame retardant on the mechanical property of the matrix, and is convenient to produce and use.)
技术领域
本发明涉及HIPS材料领域，特别是涉及一种阻燃HIPS材料。
背景技术
高抗冲聚苯乙烯HIPS是一种常用的塑料，具有较高的力学性能，用其生产的HIPS片材广泛应用于电子电器、食品、医药、办公用品、玩具等各行业。由于受HIPS分子结构和组分的影响，故HIPS具有易燃性。在电子电器行业，大多数电子电器产品都需要其塑料部件具有良好的阻燃性，这就要求对HIPS进行阻燃改性，以获得符合阻燃使用要求的HIPS材料。
目前，阻燃HIPS材料的制备往往是通过在HIPS中添加阻燃剂及其它固体粉料助剂，通过共混和熔融混合得到阻燃HIPS材料。然而，HIPS材料中添加了无机或有机粉末阻燃剂后，其复合材料的物理力学性能大幅度下降，特别是冲击强度下降明显，严重影响了阻燃HIPS材料的应用，如何保证HIPS的阻燃型的前提下，提高力学性能，是本领域技术人员急需克服的一技术难题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种抗冲击、高强度的阻燃HIPS材料。
本发明采用如下技术方案：
一种阻燃HIPS材料，包括如下重量份的组分：
对上述技术方案的进一步改进为，所述HIPS树脂的熔融指数为9-12g/10min。
对上述技术方案的进一步改进为，所述增强材料为玻璃纤维、玻璃微珠、碳酸镁、硫酸钡、纳米蒙脱土中的至少一种。
对上述技术方案的进一步改进为，所述阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁和氢氧化铝以重量比1-2.5:0.5-2:2组成的混合物。
对上述技术方案的进一步改进为，所述阻燃增效剂为磷酸镧、焦磷酸锰、磷酸铁中的一种。
对上述技术方案的进一步改进为，所述增韧剂为丙烯酸类增韧剂、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯聚合物中的至少一种。
对上述技术方案的进一步改进为，所述相容剂为甲基丙烯酸酯基共聚物、醋酸乙烯酯基共聚物、乙醇酸基共聚物中的至少一种。
对上述技术方案的进一步改进为，所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。
对上述技术方案的进一步改进为，所述阻燃HIPS材料的制备方法包括如下步骤：
1)先将HIPS树脂、增强材料分别于90-110℃和60-95℃鼓风干燥2-6小时；
2)按重量份数称取干燥好的HIPS树脂、增强材料、阻燃剂、阻燃增效剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂；
3)将步骤2)的原料投入到高速混合器中干混2-10min；
4)将步骤d中混合好的原料投入到双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤4)中，加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-210℃，二区温度210-220℃，三区温度215-220℃，四区温度220-225℃，机头210-225℃，停留时间2.5-4min，压力为5-15Mpa。
本发明的有益效果为：
本发明通过HIPS树脂、增强材料、阻燃剂、阻燃增效剂的混合，在具有高阻燃性的同时，保持材料的其他各项物理力学性能优异；增强材料的加入，有效增强本发明的抗冲击强度；阻燃剂通过严格控制协效阻燃剂的种类、复配及配比，进一步提高材料的阻燃效果；阻燃增效剂的加入克服了现有阻燃效率低等缺点，减少了阻燃剂对基体的力学性能的不利影响，生产和使用都很方便。
具体实施方式
为解决上述技术问题，本发明提供一种高强度、耐热性高的PA6-PA66复合材料。
一种阻燃HIPS材料，包括如下重量份的组分：HIPS树脂45-80份；增强材料5-10份；阻燃剂4-15份；阻燃增效剂3-5份；增韧剂2-4份；相容剂1-3份；抗氧剂0.5-1份。
进一步地，所述HIPS树脂的熔融指数为9-12g/10min。
进一步地，所述增强材料为玻璃纤维、玻璃微珠、碳酸镁、硫酸钡、纳米蒙脱土中的至少一种。
进一步地，所述阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁和氢氧化铝以重量比1-2.5:0.5-2:2组成的混合物。
进一步地，所述阻燃增效剂为磷酸镧、焦磷酸锰、磷酸铁中的一种。
进一步地，所述增韧剂为丙烯酸类增韧剂、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯聚合物中的至少一种。
进一步地，所述相容剂为甲基丙烯酸酯基共聚物、醋酸乙烯酯基共聚物、乙醇酸基共聚物中的至少一种。
进一步地，所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。
进一步地，所述阻燃HIPS材料的制备方法包括如下步骤：
1)先将HIPS树脂、增强材料分别于90-110℃和60-95℃鼓风干燥2-6小时；
2)按重量份数称取干燥好的HIPS树脂、增强材料、阻燃剂、阻燃增效剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂；
3)将步骤2)的原料投入到高速混合器中干混2-10min；
4)将步骤d中混合好的原料投入到双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒。
进一步地，在所述步骤4)中，加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-210℃，二区温度210-220℃，三区温度215-220℃，四区温度220-225℃，机头210-225℃，停留时间2.5-4min，压力为5-15MPa。
实施例1
一种阻燃HIPS材料，包括如下重量份的组分：HIPS树脂45份；增强材料5份；阻燃剂4份；阻燃增效剂3份；增韧剂2份；相容剂1份；抗氧剂0.5份。
所述HIPS树脂的熔融指数为9g/10min。
所述增强材料为玻璃纤维、玻璃微珠、纳米蒙脱土的混合物。
所述阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁和氢氧化铝以重量比1-2.5:0.5-2:2组成的混合物。
所述阻燃增效剂为磷酸镧。
所述增韧剂为丙烯酸类增韧剂。
所述相容剂为甲基丙烯酸酯基共聚物。
所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。
所述阻燃HIPS材料的制备方法包括如下步骤：
1)先将HIPS树脂、增强材料分别于90-110℃和60-95℃鼓风干燥2-6小时；
2)按重量份数称取干燥好的HIPS树脂、增强材料、阻燃剂、阻燃增效剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂；
3)将步骤2)的原料投入到高速混合器中干混2-10min；
4)将步骤d中混合好的原料投入到双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒；在所述步骤4)中，加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-210℃，二区温度210-220℃，三区温度215-220℃，四区温度220-225℃，机头210-225℃，停留时间2.5-4min，压力为5-15MPa。
实施例2
一种阻燃HIPS材料，包括如下重量份的组分：HIPS树脂50份；增强材料8份；阻燃剂10份；阻燃增效剂5份；增韧剂3份；相容剂2份；抗氧剂0.5份。
所述HIPS树脂的熔融指数为12g/10min。
所述增强材料为碳酸镁、硫酸钡、纳米蒙脱土的混合物。
所述阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁和氢氧化铝以重量比1-2.5:0.5-2:2组成的混合物。
所述阻燃增效剂为磷酸铁。
所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯聚合物的混合物。
所述相容剂为醋酸乙烯酯基共聚物。
所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。
所述阻燃HIPS材料的制备方法包括如下步骤：
1)先将HIPS树脂、增强材料分别于90-110℃和60-95℃鼓风干燥2-6小时；
2)按重量份数称取干燥好的HIPS树脂、增强材料、阻燃剂、阻燃增效剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂；
3)将步骤2)的原料投入到高速混合器中干混2-10min；
4)将步骤d中混合好的原料投入到双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒；在所述步骤4)中，加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-210℃，二区温度210-220℃，三区温度215-220℃，四区温度220-225℃，机头210-225℃，停留时间2.5-4min，压力为5-15MPa。
实施例3
一种阻燃HIPS材料，包括如下重量份的组分：HIPS树脂55份；增强材料9份；阻燃剂8份；阻燃增效剂5份；增韧剂4份；相容剂3份；抗氧剂1份。
所述HIPS树脂的熔融指数为10g/10min。
所述增强材料为玻璃微珠、碳酸镁的混合物。
所述阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁和氢氧化铝以重量比1-2.5:0.5-2:2组成的混合物。
所述阻燃增效剂为磷酸铁。
所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯聚合物。
所述相容剂为甲基丙烯酸酯基共聚物、醋酸乙烯酯基共聚物、乙醇酸基共聚物的混合物。
所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。
所述阻燃HIPS材料的制备方法包括如下步骤：
1)先将HIPS树脂、增强材料分别于90-110℃和60-95℃鼓风干燥2-6小时；
2)按重量份数称取干燥好的HIPS树脂、增强材料、阻燃剂、阻燃增效剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂；
3)将步骤2)的原料投入到高速混合器中干混2-10min；
4)将步骤d中混合好的原料投入到双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒；在所述步骤4)中，加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-210℃，二区温度210-220℃，三区温度215-220℃，四区温度220-225℃，机头210-225℃，停留时间2.5-4min，压力为5-15MPa。
实施例4
一种阻燃HIPS材料，包括如下重量份的组分：HIPS树脂70份；增强材料10份；阻燃剂13份；阻燃增效剂4.5份；增韧剂3份；相容剂1份；抗氧剂1份。
所述HIPS树脂的熔融指数为9g/10min。
所述增强材料为玻璃纤维。
所述阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁和氢氧化铝以重量比1-2.5:0.5-2:2组成的混合物。
所述阻燃增效剂为焦磷酸锰。
所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯聚合物的混合物。
所述相容剂为乙醇酸基共聚物。
所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。
所述阻燃HIPS材料的制备方法包括如下步骤：
1)先将HIPS树脂、增强材料分别于90-110℃和60-95℃鼓风干燥2-6小时；
2)按重量份数称取干燥好的HIPS树脂、增强材料、阻燃剂、阻燃增效剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂；
3)将步骤2)的原料投入到高速混合器中干混2-10min；
4)将步骤d中混合好的原料投入到双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒；在所述步骤4)中，加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-210℃，二区温度210-220℃，三区温度215-220℃，四区温度220-225℃，机头210-225℃，停留时间2.5-4min，压力为5-15MPa。
实施例5
一种阻燃HIPS材料，包括如下重量份的组分：HIPS树脂65份；增强材料5份；阻燃剂15份；阻燃增效剂5份；增韧剂2份；相容剂1份；抗氧剂1份。
所述HIPS树脂的熔融指数为12g/10min。
所述增强材料为玻璃纤维、玻璃微珠、碳酸镁、硫酸钡、纳米蒙脱土的混合物。
所述阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁和氢氧化铝以重量比1-2.5:0.5-2:2组成的混合物。
所述阻燃增效剂为磷酸镧、焦磷酸锰的混合物。
所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
所述相容剂为甲基丙烯酸酯基共聚物、醋酸乙烯酯基共聚物、乙醇酸基共聚物的混合物。
所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。
所述阻燃HIPS材料的制备方法包括如下步骤：
1)先将HIPS树脂、增强材料分别于90-110℃和60-95℃鼓风干燥2-6小时；
2)按重量份数称取干燥好的HIPS树脂、增强材料、阻燃剂、阻燃增效剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂；
3)将步骤2)的原料投入到高速混合器中干混2-10min；
4)将步骤d中混合好的原料投入到双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒；在所述步骤4)中，加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-210℃，二区温度210-220℃，三区温度215-220℃，四区温度220-225℃，机头210-225℃，停留时间2.5-4min，压力为5-15MPa。
对比例1
一种阻燃HIPS材料，包括如下重量份的组分：HIPS树脂80份；阻燃剂4份；增韧剂2份；相容剂1份；抗氧剂0.5份。
所述HIPS树脂的熔融指数为9g/10min。
所述阻燃剂为常见阻燃剂。
所述增韧剂为丙烯酸类增韧剂。
所述相容剂为甲基丙烯酸酯基共聚物。
所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。
所述阻燃HIPS材料的制备方法包括如下步骤：
1)先将HIPS树脂分别于90-110℃和60-95℃鼓风干燥2-6小时；
2)按重量份数称取干燥好的HIPS树脂、阻燃剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂；
3)将步骤2)的原料投入到高速混合器中干混2-10min；
4)将步骤d中混合好的原料投入到双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒；在所述步骤4)中，加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-210℃，二区温度210-220℃，三区温度215-220℃，四区温度220-225℃，机头210-225℃，停留时间2.5-4min，压力为5-15MPa。
实施例1-5及对比例1制备的复合材料材料按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，实施例1-5及对比例1中的物理性能按照ASTM标准测试，如表1所示：
表1：ASTM标准测试
物理性能
单位
测试方法
熔融指数
g/10min
ASTM D1238
拉伸强度
MPa
ASTM D638
断裂伸长率
％
ASTM D638
弯曲强度
MPa
ASTM D790
弯曲模量
MPa
ASTM D790
Izod缺口冲击强度
J/m
ASTM D256
燃烧性
UL94
实施例1-5及对比例1的原料的重量份数及材料性能见表2：
表2：原料的重量份数及材料性能
本发明通过HIPS树脂、增强材料、阻燃剂、阻燃增效剂的混合，在具有高阻燃性的同时，保持材料的其他各项物理力学性能优异；增强材料的加入，有效增强本发明的抗冲击强度；阻燃剂通过严格控制协效阻燃剂的种类、复配及配比，进一步提高材料的阻燃效果；阻燃增效剂的加入克服了现有阻燃效率低等缺点，减少了阻燃剂对基体的力学性能的不利影响，生产和使用都很方便。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。