一种高强度高流动碳纤增强阻燃hips材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及HIPS材料技术领域，具体涉及一种高强度高流动碳纤增强阻燃HIPS 材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 高抗冲聚苯乙烯（HIPS)是工业生产中最常使用的五大通用塑料之一，其具有比重 低、易成型加工、易着色等优点，广泛应用于电子、电器、汽车、家电、玩具等行业，尤其在电 视机外壳领域的应用一直稳居各种塑胶材料的前列，随着电视技术的发展，平板电视的尺 寸越来越大，HIPS在电视机外壳领域也取得了快速的发展。
[0003] 但是由于利用高抗冲聚苯乙烯（HIPS)制备的电视机外壳在明火下易燃烧，产生 大量的烟雾和有毒气体，存在较大的安全隐患，人们不断研究能够赋予高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)阻燃自熄性能的阻燃HIPS塑胶改性材料，以往的阻燃HIPS塑胶改性材料是通过向 高抗冲聚苯乙烯（HIPS)中添加卤素溴和锑的无机化合物作为阻燃剂，进而使得获得的改性 材料具备阻燃的性能。
[0004] 为了达到良好的阻燃性能，卤素溴和锑的添加分量较多，不仅导致生产成本高昂， 而且会对改性后的材料的物理力学性能造成严重的影响，导致改性材料的拉伸强度、弯曲 强度、抗冲击强度、热变形温度等性能明显下降，导致利用阻燃HIPS塑胶改性材料制得的 电视机外壳抗冲击性能较差、使用寿命短，更严重的是阻燃HIPS塑胶改性材料中含有的卤 素会严重对大气臭氧层造成严重危害，特别是随着各国环保标准的提高，要求减少或不使 用含卤阻燃剂，含卤素的材料将逐渐因为不符合环保要求而遭到淘汰；且现有的HIPS材料 的强度和流动性较差。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高强度高流 动碳纤增强阻燃HIPS材料，该HIPS材料强度高，流动性好，阻燃效果好，综合性能优异。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种高强度高流动碳纤增强阻燃HIPS材料的制备方 法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，适合大规模 工业化生产。
[0007] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高强度高流动碳纤增强阻燃HIPS材 料，它由如下重量份的原料组成： HIPS树脂 50-70份 SBS弹性体 2-4份 增强纤维 10-20份 阻燃剂 13-25份 碳黑 1-2份 聚四氟乙烯 0.1-0. 3份 白矿油 0. 3-0. 7份 偶联剂 0. 3-0. 7份 润滑剂 0. 4-0. 8份 抗氧剂 0. 2-0. 8份。
[0008] 本发明通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，制得的HIPS材料强度 高，流动性好，阻燃效果好，综合性能优异。
[0009] 优选的，它由如下重量份的原料组成： HIPS树脂 55-65份 SBS弹性体 2. 5-3. 5份 增强纤维 12-18份 阻燃剂 16. 2-21. 8份 碳黑 1. 2-1. 8份 聚四氟乙烯 0.15-0. 25份 白矿油 0. 4-0. 6份 偶联剂 0. 4-0. 6份 润滑剂 0. 5-0. 7份 抗氧剂 0. 4-0. 6份。
[0010] 更为优选的，它由如下重量份的原料组成： HIPS树脂 60份 SBS弹性体 3份 增强纤维 15份 阻燃剂 18份 碳黑 1. 5份 聚四氟乙烯 0.2份 白矿油 〇. 5份 偶联剂 〇. 5份 润滑剂 〇. 6份 抗氧剂 0. 5份。
[0011] 优选的，所述增强纤维为碳纤维。本发明通过采用碳纤维作为增强材料，使得HIPS 材料具有较好的强度，黑度，表面及成品尺寸稳定性。
[0012] 优选的，所述阻燃剂是由溴代三嗪10-18份、三氧化二锑2-5份和磷酸三苯脂1-2 份组成的混合物。本发明通过采用溴代三嗪、三氧化二锑和磷酸三苯脂作为阻燃剂复配使 用，制得的HIPS材料阻燃效果好，同时磷酸三苯脂的存在可以使材料流动性很好。
[0013] 优选的，所述聚四氟乙烯为分子量在1-10万、粒径在I-IOym的低分子量聚四氟 乙烯。本发明通过采用分子量在1-10万、粒径在l-ΙΟμπι的低分子量聚四氟乙烯，能提高 HIPS材料的耐磨性能和耐高温性能，并协效阻燃，阻止燃烧滴落。
[0014] 优选的，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。本发明通过采用钛酸酯偶联剂，其偶联效果 好，制得的HIPS材料强度高。
[0015] 优选的，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。本发明通过采用乙撑双硬脂酰胺作为润 滑剂，使得HIPS材料具有较好的加工性能。
[0016] 优选的，所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:0. 8-1. 2组成的混 合物。本发明通过采用抗氧剂1010和抗氧剂168作为抗氧剂复配使用，并控制其重量比为 1:0. 8-1. 2,其抗氧化效果好，可以延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化 并延长其使用寿命。
[0017] 本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种高强度高流动碳纤增强阻燃 HIPS材料的制备方法，包括如下步骤： (1) 按上述重量配比称取HIPS树脂、SBS弹性体、增强纤维、阻燃剂、碳黑、聚四氟乙烯、 白矿油、偶联剂、润滑剂和抗氧剂混合均匀，得到混合物； (2) 将上述混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得高强度高流动碳纤增强阻燃HIPS 材料。
[0018] 本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低， 适合大规模工业化生产。
[0019] 优选的，所述步骤（2)中，双螺杆挤出机的加工参数为：一区温度175-185Γ，二区 温度175-185°C，三区温度185-195°C，四区温度185-195°C，五区温度185-195°C，六区温 度165-175°C，七区温度165-175°C，八区温度165-175°C，模头温度185-195°C，螺杆转速为 25〇-350r/min。
[0020] 本发明的有益效果在于：本发明的HIPS材料利用增强纤维增强，复配阻燃剂对传 统阻燃HIPS材料的性能改善，增加材料的强度和阻燃性能，在提高材料流动性的同时，可 以保持材料优异的综合性能。本发明的HIPS材料方便薄制件的注塑，从而拓展阻燃HIPS 材料多元化应用，提高材料的应用领域。
[0021] 本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低， 适合大规模工业化生产。
【具体实施方式】
[0022] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实 施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0023] 实施例1 一种高强度高流动碳纤增强阻燃HIPS材料，它由如下重量份的原料组成： HIPS树脂 50份 SBS弹性体 2份 增强纤维 10份 阻燃剂 13份 碳黑 1份 聚四氟乙烯 0.1份 白矿油 〇. 3份 偶联剂 〇. 3份 润滑剂 〇. 4份 抗氧剂 0. 2份。
[0024] 所述增强纤维为碳纤维；所述阻燃剂是由溴代三嗪10份、三氧化二锑2份和磷酸 三苯脂1份组成的混合物。
[0025] 所述聚四氟乙烯为分子量在1万、粒径在I ym的低分子量聚四氟乙烯。
[0026] 所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
[0027] 所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
[0028] 所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:0. 8组成的混合物。
[0029] -种高强度高流动碳纤增强阻燃HIPS材料的制备方法，包括如下步骤： (1) 按上述重量配比称取HIPS树脂、SBS弹性体、增强纤维、阻燃剂、碳黑、聚四氟乙烯、 白矿油、偶联剂、润滑剂和抗氧剂混合均匀，得到混合物； (2) 将上述混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得耐超低温玻纤增强PA6EVA合金材 料。
[0030] 所述步骤（2)中，双螺杆挤出机的加工参数为：一区温度175°C，二区温度175°C， 三区温度185°C，四区温度185°C，五区温度185°C，六区温度165°C，七区温度165°C，八区温 度165°C，模头温度185°C，螺杆转速为250r/min。
[0031] 实施例2 本实施例与上述实施例1的不同之处在于： 一种高强度高流动碳纤增强阻燃HIPS材料，它由如下重量份的原料组成： HIPS树脂 55份 SBS弹性体 2. 5份 增强纤维 12份 阻燃剂 16. 2份 碳黑 1. 2份 聚四氟乙烯 0.15份 白矿油 0.4份 偶联剂 〇. 4份 润滑剂 〇. 5份 抗氧剂 0.4份。
[0032] 所述增强纤