專利名稱：一種中空玻璃微珠填充改性hips材料及其制備方法
一種中空玻璃微珠填充改性HIPS材料及其制備方法本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種中空玻璃微珠填充改性HIPS材料及其制備方法?？招牟Ａ⒅?，是由無機材料構(gòu)成的，按化學成份含有二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、硅酸鈉等。其粒徑十到幾百微米，壁厚幾個微米，為內(nèi)部充斥二氧化碳等氣體的封閉微型球體。并且具有質(zhì)輕、低導熱、無毒、不燃，化學穩(wěn)定性好、高分散等優(yōu)點。HIPS樹脂是由聚苯乙烯加丁二烯改性而成，是最便宜的工程塑料之一，易加工、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異、沖擊強度較PS高并且有較高剛性、有優(yōu)良的介電絕緣性、光澤較好、易于涂裝、低吸水。中空玻璃微珠作為一種新型的無機剛性粒子，在聚合物中特別是在工業(yè)界已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但關(guān)于中空玻璃微珠填充聚合物的各種研究還很不完善，大部分都集中在熱固性樹脂領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種中空玻璃微珠填充改性HIPS材料及其制備方法，將中空玻璃微珠填充到HIPS材料里，使得制備的改性HIPS材料在拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度、流動性指數(shù)等方面比較優(yōu)異。本發(fā)明的技術(shù)方案是—種中空玻璃微珠填充改性HIPS材料，按重量百分比，由以下組分組成
HIPS 樹脂50-80%
相容劑3-5%
增韌劑5-10%
偶聯(lián)劑3-5%
補強劑1-3%
中空破璃微珠5-30%
塑料加工助劑1-3%。上述所述的中空玻璃微珠填充改性HIPS材料的制備方法，包括以下步驟步驟一、按上述所述的重量百分比稱取各個組分，并對稱取的各個組分進行干燥處理；
步驟二、將干燥處理后的HIPS樹脂、相容劑和偶聯(lián)劑置于高速混合機或攪拌機中預(yù)先混合3-5min，再加入中空玻璃微珠、補強劑、增韌劑、塑料加工助劑繼續(xù)混合 10-20min ；步驟三、將步驟二混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中經(jīng)過熔融反應(yīng)，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為螺桿長徑比35，前段溫度200-240°C、中段溫度 190-230°C、后段溫度 180-220°C、機頭溫度 200-230°C ；螺桿轉(zhuǎn)速:350-400r/min。本發(fā)明選取HIPS樹脂為基體樹脂，中空玻璃微珠為填料，采用合適種類和配比的助劑，在恰當?shù)墓に嚄l件下加工，使得制備的中空玻璃微珠填充改性HIPS材料在拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度、流動性指數(shù)等方面都比較優(yōu)異，可廣泛運用于儀器儀表、家用電器、玩具和娛樂用品以及建筑行業(yè)。下面對本發(fā)明的具體實施例做一詳細的闡述。其中，在下述各個實施例中，HIPS樹脂采用鎮(zhèn)江奇美實業(yè)產(chǎn)的HIPS 888G;中空玻璃微珠采用美國3M公司產(chǎn)的堿石灰硼硅酸鹽玻璃微珠牌號S32 ；增韌劑采用岳陽巴陵石化產(chǎn)的SBS 792 ；偶聯(lián)劑為道康寧公司產(chǎn)的硅烷類偶聯(lián)劑KH570 ；補強劑采用德國德固賽產(chǎn)超細二氧化硅A380 ；塑料加工助劑包括抗氧劑和潤滑劑，抗氧劑由酚類抗氧化劑(比如 CIBA精化的Irganox 1098)和磷酸酯類抗氧化劑(比如CIBA精化的Irganox 168)按重量 1 1配比而成，所述潤滑劑采用已撐雙硬酸脂酰胺，比如國產(chǎn)EBS;相容劑為自制的PS接枝馬來酸酐(PS-g-MAH)，其制備方法如下按重量百分比含量稱取GPPS 91 %、第一接枝單體3 %、第二接枝單體3 %、引發(fā)劑 0. 1%、抗氧劑0.4%、潤滑劑0.5%、白礦油2% ；其中，第一接枝單體為純度為化學純的馬來酸酐，第二接枝單體為純度為工業(yè)純的苯乙烯；將引發(fā)劑溶于白礦油中，攪拌均勻形成第一混合液；再將GPPS、第一接枝單體、第二接枝單體、抗氧劑、潤滑劑和第一混合液加入到高混機中，混合均勻形成第二混合液；將第二混合液加入到雙螺桿擠出機的料斗中，經(jīng)熔融、擠出、造粒，得到自制的PS 接枝馬來酸酐；其中，雙螺桿擠出機的工業(yè)條件為熔融段147-153°C，反應(yīng)段170-185°C， 脫氣段 177-183°C，機頭 147-153°C。其中，上述GPPS可以選用美國Dow化學公司生產(chǎn)的666H;馬來酸酐可以選用天津中和化工廠產(chǎn)；苯乙烯可以選用美國Dow化學公司產(chǎn)；引發(fā)劑可以選用阿克蘇諾貝爾產(chǎn)， 純度為分析純；抗氧劑可以選用瑞士汽巴精化產(chǎn)的1010或168 ；潤滑劑可以選用韓國產(chǎn)的 EBS 120 ；白礦油可以選用撫順盛威石化產(chǎn)的白礦油32#。實施例1該實施例的中空玻璃微珠填充改性HIPS材料，按重量百分比，由以下組分組成HIPS樹脂80%沖空玻璃微珠5% ；相容劑4% ；增韌劑5% ；偶聯(lián)劑3. 5% ；補強劑；塑料加工助劑1.5%。其制備方法如下步驟一、按上述所述的重量百分比稱取各個組分，并對稱取的各個組分進行干燥處理；具體可以采用干燥機進行干燥處理；
步驟二、將干燥后的HIPS樹脂、相容劑和偶聯(lián)劑置于高速混合機或攪拌機中預(yù)先混合3min，再加入中空玻璃微珠、補強劑、增韌劑、塑料加工助劑繼續(xù)混合IOmin ；步驟三、將步驟二混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中經(jīng)過熔融反應(yīng)，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為螺桿長徑比為35，前段溫度200°C、中段溫度190°C、后段溫度180°C、機頭溫度200°C ；螺桿轉(zhuǎn)速:350r/min。實施例2該實施例的中空玻璃微珠填充改性HIPS材料，按重量百分比，由以下組分組成HIPS樹脂60% ；中空玻璃微珠20% ；相容劑3% ；增韌劑10% ；偶聯(lián)劑3% ；補強劑3% ；塑料加工助劑1%。其制備方法如下步驟一、按上述所述的重量百分比稱取各個組分，并對稱取的各個組分進行干燥處理；具體可以采用干燥機進行干燥處理；步驟二、將干燥后的HIPS樹脂、相容劑和偶聯(lián)劑置于高速混合機或攪拌機中預(yù)先混合5min，再加入中空玻璃微珠、補強劑、增韌劑、塑料加工助劑繼續(xù)混合20min ；步驟三、將步驟二混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中經(jīng)過熔融反應(yīng)，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為螺桿長徑比為35，前段溫度240°C、中段溫度230°C、后段溫度220°C、機頭溫度230°C ；螺桿轉(zhuǎn)速400r/min。實施例3該實施例的中空玻璃微珠填充改性HIPS材料，按重量百分比，由以下組分組成HIPS樹脂50% ；中空玻璃微珠30% ；相容劑3% ；增韌劑8% ；偶聯(lián)劑3% ；補強劑 3% ；塑料加工助劑3%。其制備方法如下步驟一、按上述所述的重量百分比稱取各個組分，并對稱取的各個組分進行干燥處理；具體可以采用干燥機進行干燥處理；步驟二、將干燥后的HIPS樹脂、相容劑和偶聯(lián)劑置于高速混合機或攪拌機中預(yù)先混合5min，再加入中空玻璃微珠、補強劑、增韌劑、塑料加工助劑繼續(xù)混合15min ；步驟三、將步驟二混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中經(jīng)過熔融反應(yīng)，擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝條件為螺桿長徑比為35，前段溫度220°C、中段溫度200°C、后段溫度210°C、機頭溫度225°C ；螺桿轉(zhuǎn)速370r/min。性能測試及評價上述實施例1-3制備的粒子物料按ASTM標準注塑成型成各種標準力學性能測試樣條，按美國UL標準注塑成標準燃燒試樣條，測試方法如表1所示
權(quán)利要求
1.一種中空玻璃微珠填充改性HIPS材料，其特征在于按重量百分比，由以下組分組成HIPS 樹脂50-80%相容劑3-5%增韌劑5-10%偶聯(lián)劑3-5%補強劑1-3%中空破璃微珠5-30%塑料加工助劑1-3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空玻璃微珠填充改性HIPS材料，其特征在于所述相容劑為自制的PS接枝馬來酸酐，其制備方法如下按重量百分比含量稱取GPPS 91 %、第一接枝單體3%、第二接枝單體3 %、引發(fā)劑 0. 1%、抗氧劑0.4%、潤滑劑0.5%、白礦油2% ；其中，第一接枝單體為純度為化學純的馬來酸酐，第二接枝單體為純度為工業(yè)純的苯乙烯；將引發(fā)劑溶于白礦油中，攪拌均勻形成第一混合液；再將GPPS、第一接枝單體、第二接枝單體、抗氧劑、潤滑劑和第一混合液加入到高混機中，混合均勻形成第二混合液；將第二混合液加入到雙螺桿擠出機的料斗中，經(jīng)熔融、擠出、造粒，得到自制的PS接枝馬來酸酐；其中，雙螺桿擠出機的工藝條件為熔融段147-153 ，反應(yīng)段170-185 ，脫氣段 177-183°C，機頭 147-153°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空玻璃微珠填充改性HIPS材料，其特征在于所述塑料加工助劑包括抗氧劑和潤滑劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中空玻璃微珠填充改性HIPS材料，其特征在于所述抗氧劑由酚類抗氧劑和磷酸酯類抗氧劑按重量1 1配比而成；所述潤滑劑為已撐雙硬酸脂酰胺。
5.一種如權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的中空玻璃微珠填充改性HIPS材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、按權(quán)利要求1所述的重量百分比稱取各個組分，并對稱取的各個組分進行干燥處理；步驟二、將干燥處理后的HIPS樹脂、相容劑和偶聯(lián)劑置于高速混合機或攪拌機中預(yù)先混合3-5min，再加入中空玻璃微珠、補強劑、增韌劑、塑料加工助劑繼續(xù)混合10-20min ；步驟三、將步驟二混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中經(jīng)過熔融反應(yīng)，擠出造粒； 雙螺桿擠出機的工藝條件為螺桿長徑比35，前段溫度200-M0°C、中段溫度190-230°C、后段溫度 180-220°C、機頭溫度 200-230°C ；螺桿轉(zhuǎn)速;350-400r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中空玻璃微珠填充改性HIPS材料及其制備方法，所述中空玻璃微珠填充改性HIPS材料，按重量百分比，由以下組分組成HIPS樹脂50-80％，相容劑3-5％，增韌劑5-10％，偶聯(lián)劑3-5％，補強劑1-3％，中空玻璃微珠5-30％，塑料加工助劑1-3％。本發(fā)明選取HIPS樹脂為基體樹脂，中空玻璃微珠為填料，采用合適種類和配比的助劑，在恰當?shù)墓に嚄l件下加工，使得制備的中空玻璃微珠填充改性HIPS材料在拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度、流動性指數(shù)等方面都比較優(yōu)異，可廣泛運用于儀器儀表、家用電器、玩具和娛樂用品以及建筑行業(yè)。
文檔編號B29C47/92GK102424715SQ201110382650
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者徐東, 徐永, 文勝 申請人:深圳市科聚新材料有限公司