[发明专利]一种高效无卤阻燃HIPS复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于复合材料技术领域，公开了一种高效无卤阻燃HIPS复合材料及其制备方法。该复合材料中所述的组合物由20‑30%SBS、5‑10%无卤增韧阻燃剂、1‑5%阻燃增效剂和55~80%HIPS组成。本发明的增韧阻燃剂具有高效阻燃、无卤无毒、防熔滴、抑烟等效果，通过与阻燃增效剂的协同增效作用，使得所述复合材料具有更优的阻燃性；同时该阻燃剂还具有增韧作用，能够和SBS共同提升所述复合材料的韧性，该发明的工艺简单、成本低，产品产率较高，适合大范围的推广。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种高效无卤阻燃HIPS复合材料。

背景技术

在我国，高抗冲聚苯乙烯（HIPS）的主要消费领域是电子电器产品，约占所有塑料产品的50%左右。但是HIPS在使用的过程中遇到火灾容易燃烧，并释放大量的浓烟和有害气体。随着国家对安全环保要求的进一步加强和重视，HIPS产品必须符合一定的阻燃要求，具有良好的阻燃性能，在大火中的发烟度要小。但是，目前使用的阻燃HIPS性能并不能满足要求。

目前，业内通常采用加入阻燃剂对HIPS进行改性，以期达到阻燃性能。但现有技术大多采用卤系阻燃剂，该类产品价格便宜，但在燃烧过程中会生成有毒气体以及致癌物质，危害人体健康，卤系阻燃剂在世界范围内已被逐步停止使用。因此，无卤阻燃剂是目前研究和开发的热点。发明专利CA 110315614 A提供一种聚磷酸三聚氰胺盐系阻燃剂及其制备方法、用途，产品具有优越的阻燃效果，施工方便、耐热性好等特点。发明专利CA 109971037 A公开了一种含磷阻燃剂，主要通过在埃洛石纳米管表面形成磷酸铵分子层，可提高纳米阻燃剂在聚酯中的相容性，进而改善分散性，以提高阻燃效果。发明专利CA 110128836 A公开了一种磷硅阻燃剂，主要通过苯基磷酰二氯和端羟基硅油反应制备，但苯基磷酰二氯原料虽然含有阻燃元素磷，但其原料本身可燃并具有一定毒性。发明专利CA 109054023 A公开了一种磷硅系阻燃剂，该发明采用聚氢基倍半硅氧烷和磷酸酯的接枝反应制备磷硅系阻燃剂，硅磷协同阻燃，能够有效的提高本阻燃剂的阻燃效果。但是，目前制备阻燃剂的过程中会直接或间接使用含卤素元素原料，这些原料在反应过程中会释放大量有毒有害甚至致癌的氯化氢或氯化铵等卤素化合物，会对人体或环境造成危害，并且制备工艺也非常复杂。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高效无卤阻燃HIPS复合材料。

本发明提供的一种高效无卤阻燃HIPS复合材料，其特征在于，各组分按质量分数计，所述无卤阻燃HIPS复合材料包括：20~30%SBS、5~10%无卤增韧阻燃剂、1~5%阻燃增效剂和55~80%HIPS。

优选的，所述的无卤增韧阻燃剂是由硅酸钠和磷酸通过水浴40~60℃反应1~4 h而制得，生成硅酸凝胶产物，分子式为H₄SiO₄。

优选的，所述硅酸钠模数为2.0~3.0，所述磷酸的浓度≥50%。

优选的，所述硅酸钠模数为2.6~3.0，所述磷酸的浓度≥85%。

优选的，所述的SBS是通过一锅法制备工艺制得，外观为乳白色、粘度≥4000 cp，分子量在15000~20000 g/mol。

优选的，所述阻燃增效剂为锡酸锌。

本发明还提供一种高效无卤阻燃HIPS复合材料的制备方法，所述无卤阻燃HIPS复合材料的制备方法如下：

（1）将硅酸钠和磷酸加入到反应釜中，水浴40~60℃反应1~4h即得无卤增韧阻燃剂，备用；

（2）启动双螺杆挤出机，设定喂料速率和螺杆转速，开启喂料机将混合均匀后的无卤增韧阻燃剂、阻燃增效剂和SBS、HIPS加入机筒，通过熔融共混和挤出切粒，制得无卤高效阻燃HIPS复合材料。