一種改性塑料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種改性高抗沖聚苯乙烯塑料，在高抗沖聚苯乙烯的基礎上，通過添加增韌劑，潤滑劑、填充劑、等共混擠出來提高高抗沖聚苯乙烯的性能，其包裝箱制品具有優(yōu)良的強度、剛度、氣密性等性能。該改性塑料包括：高抗沖聚苯乙烯(55～65)％、增韌劑(15～25)％、重質碳酸鈣(3～5)％、納米級填料(7～11)％、增塑劑(3～5)％、抗氧劑(0.1～0.3)％、抗靜電劑(0.1～0.2)％、潤滑劑(0.2～0.4)％以及色粉(0.7～0.9)％。
【專利說明】一種改性塑料及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工程塑料的改性領域，主要是涉及高抗沖聚苯乙烯塑料的改性應用。

【背景技術】
[0002]目前通用的高抗沖聚苯乙烯的改性主要是通過添加增韌劑來改善其低溫脆性，從而提高其沖擊強度，其制品廣泛運用與家電、汽車、玩具等民用領域。
[0003]軍用包裝制品由于其特殊的應用場合，要求其適應惡劣環(huán)境，高溫嚴寒下仍保證其強度、剛度、氣密性等性能。例如，軍用包裝需要滿足GJB4403 -2002中5.2防靜電試驗、
5.3堆碼試驗、5.4500km公路運輸試驗、5.7自由跌落試驗、5.10高低溫儲存試驗、5.11濕熱貯存試驗、5.12淋雨試驗等各項實驗要求、5.13太陽輻射試驗等。
[0004]中國專利文獻(20051001054.3《一種軍用制品專用特種工程塑料》)披露了一種工程塑料，是以普通HIPS樹脂為主要材料，通過加入沖擊改性高分子材料與之反應或者在基體樹脂中加入改性劑進行共混，采用EPDM+SBS技術進行改進。其具體制備工藝為:首先通過雙螺桿擠出機完成低溫沖擊改性劑的制備，然后采用高速預混合分散一次擠出工藝，將HIPS樹脂、低溫沖擊改性劑、抗氧劑、加工助劑經(jīng)高速混合機分散混合后，通過再雙螺桿擠出機熔融、混煉、擠出、冷卻、干燥、切粒、包裝。
[0005]上述專利文獻的方案，概述了高抗沖聚苯乙烯的通用改性制備方法，這種基礎性的生產(chǎn)工藝理論，不涉及改性塑料具體的組分及其配比，尚難以切實解決強度、剛度、氣密性等問題；對于改性塑料軍用包裝制品的各項指標要求，尚難以達標。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明提出一種改性高抗沖聚苯乙烯塑料，在高抗沖聚苯乙烯的基礎上，通過添加增韌劑，潤滑劑、填充劑、等共混擠出來提高高抗沖聚苯乙烯的性能，其包裝箱制品具有優(yōu)良的強度、剛度、氣密性等性能。
[0007]本發(fā)明的基本方案是:
[0008]該改性塑料，包括以下原料組分:
[0009]高抗沖聚苯乙烯:(55~65) %
增韌劑:(15~25) %
重質碳酸鈣:(3~5) %
納米級填料:(7~11) %
增塑劑:(3~5) %
抗氧劑..(0.1—0.3 ) %
抗靜電劑:(0.1~0.2) %
潤滑劑..(0.2~0_4) %
色粉:(0.7~0_9) %
[0010]以上配比為質量百分比。
[0011]基于以上配方，根據(jù)應用需要，還可以再添加具有其他功能的原料，例如阻燃劑等，當然也可以添加一些常規(guī)的輔料。
[0012]上述增韌劑優(yōu)選苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)。
[0013]增塑劑優(yōu)選氯化石蠟和鄰苯二甲酸二辛脂(DOP)，兩者的質量比為20:1。
[0014]抗氧劑優(yōu)選四季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯，兩者的質量比為1:1~3。
[0015]納米級填料通?？蛇x擇納米碳酸鈣。
[0016]抗靜電劑優(yōu)選環(huán)氧乙烷胺類加成物。
[0017]潤滑劑優(yōu)選乙撐硬脂酰胺(EBA)或乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。
[0018]對于軍用包裝制品，上述色粉通?？刹捎锰嗑G、碳黑和鉻黃的混合。
[0019]本發(fā)明還提供了一種制備該改性塑料的方法，包括以下步驟:
[0020](I)將重質碳酸鈣、抗靜電劑、抗氧劑、潤滑劑和色粉混勻，得到預混料；
[0021](2)將步驟(1)得到的預混料與高抗沖聚苯乙烯、增韌劑、增塑劑以及納米級填料，經(jīng)高速混合機充分混合均勻，然后經(jīng)平行雙螺桿擠出機一次成型造粒；平行雙螺桿擠出機各區(qū)段的溫度應控制在175±30°C的范圍內。
[0022]本發(fā)明進一步對該制備方法做了重要的優(yōu)化，其中:步驟(1)是依次加入重質碳酸鈣、抗靜電劑，高速1400~1500r/min攪拌I分鐘，再加入抗氧劑和色粉，再低速700~800r/min攪拌15秒，混合均勻。步驟(2)是在另一混合設備內依次加入增韌劑和潤滑劑攪拌15~35秒，然后加入高抗沖聚苯乙烯、納米級填料以及步驟(1)得到的預混料混合攪拌15~35秒,直至混合均勻。
[0023]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0024]本發(fā)明適用于我軍大中型口徑炮彈的包裝箱、筒、軍用物資器材包裝箱等，產(chǎn)品質量可靠、性能優(yōu)越，為國家國防事業(yè)提供了堅實的保障。另外，本公司研發(fā)的改性塑料同樣適用于民用領域的塑料制品，例如，高檔精密儀器的外包裝箱，某些耐候性的室外用品以及代替某些鋼制部件等。

【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明以高抗沖聚苯乙烯為載體基料，與增韌劑，納米級填料，抗氧劑、抗靜電劑、增塑劑、潤滑劑、色粉等經(jīng)高速混合機混合均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機一次擠出成型。
[0026]下面首先列出用以制備本改性塑料所需的較佳原料。其中:
[0027]高抗沖聚苯乙烯(HIPS):具體可采用鎮(zhèn)江奇美化工有限公司牌號為HIPS888G或者南京巴斯夫公司牌號為476L的高抗沖聚苯乙烯,最佳選擇為鎮(zhèn)江奇美公司牌號為888G的高抗沖聚苯乙烯。
[0028]增韌劑:具體可采用中國石化巴陵石化分公司的牌號為1301或1401的SBS。最佳選擇牌號為1301的SBS。
[0029]納米級填料:具體可采用寶雞市云鵬塑料科技有限公司的納米填充改性母料，其主要成分為納米碳酸鈣。
[0030]抗氧劑:具體可采用南京華立明化工有限公司牌號為1010和DLPT的抗氧劑，其主要成分分別為四季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯。行業(yè)上通常按照質量比1:3混合使用，本發(fā)明經(jīng)實驗確定1:1為最佳配比。
[0031]抗靜電劑:具體可采用南京華立明化工有限公司牌號為HB-2的抗靜電劑，其主要成分為環(huán)氧乙烷胺類加成物。
[0032]增塑劑:具體可采用西安市長嶺福利化工牌號為52°C的氯化石蠟和西安明浩化工有限公司的鄰苯二甲酸辛脂(D0P)，按照質量比20:1混合使用。
[0033]潤滑劑:具體可采用中國石油吉林石化分公司的乙撐硬脂酰胺(EBA)或乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。
[0034]色粉:具體可采用北京染色廠的酞青綠、碳黑、鉻黃。
[0035]各組分的含量比:
[0036]
高抗沖聚苯乙烯:(55~65) %
增韌劑:(15~25) %
重質碳酸鈣:(3~5) %
納米級填料:(7~11) %
增塑劑:(.3~5) %
抗氧劑:(0.1~0.3) %
抗靜電劑:(0.1~0.2) %
潤滑劑:(0.2~0.4) %
色粉:(0.7~0.9) %
[0037]以上配方中高抗沖聚苯乙烯、增韌劑、納米級填料作為主要組分，其配比關系決定了改性塑料的主要性能，增韌劑主要用來改變韌性，而納米級填料的加入在保證足夠韌性前提下又提高了其強度，同時提高了成型性；結合抗氧劑以及其他組分的特殊優(yōu)化設計，最終使改性塑料具有優(yōu)異的整體性能。
[0038]本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0039](I)將300目重質碳酸鈣、抗靜電劑、抗氧劑和色粉經(jīng)高速混合機混勻預混合；
[0040](2)將(I)步驟得到的預混料于高抗沖聚苯乙烯、增韌劑、納米級填料、增塑劑經(jīng)高速混合機充分混合均勻后經(jīng)平行雙螺桿擠出機一次成型造粒(平行雙螺桿擠出機各區(qū)段的溫度應控制在175±30°C的范圍內)。
[0041]步驟⑴是依次加入重質碳酸鈣、抗靜電劑,高速1400~1500r/min攪拌I分鐘，再加入抗氧劑和色粉低速700~800r/min攪拌15秒，混合均勻。
[0042]步驟(2)是在另一混合設備內依次加入增韌劑和潤滑劑攪拌15~35秒，然后加入高抗沖聚苯乙烯、納米級填料以及步驟(1)得到的預混料混合攪拌15~35秒，直至混合均勻。
[0043]本生產(chǎn)工藝特別重視兩次混料的時間、加料次序、以及擠出造粒的溫度控制。
[0044]為表征本發(fā)明期望的綜合性能，下表1設立了較高的具體參數(shù)指標要求。
[0045]表1
[0046]

【權利要求】
1.一種改性塑料，包括以下原料組分:高抗沖聚苯乙烯:(55~65) %增韌劑:(15~25) %重質碳酸鈣:(3~5) %納米級填料:(7~11) %增塑劑:(3~5) %抗氧劑:(0.1~0.3) %抗靜電劑:(0.1~0.2) %潤滑劑:(0.2~0.4) %色粉:(0.7 ~0.9) % 以上配比為質量百分比。
2.根據(jù)權利要求1所述的改性塑料，其特征在于:所述增韌劑采用苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)。
3.根據(jù)權利要求1所述的改性塑料，其特征在于:所述增塑劑采用氯化石蠟和鄰苯二甲酸二辛脂(DOP)，兩者的質量比為20:1。
4.根據(jù)權利要求1所述的改性塑料，其特征在于:所述抗氧劑采用四季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯，兩者的質量比為1:1~3。
5.根據(jù)權利要求1所述的改性塑料，其特征在于:所述納米級填料采用納米碳酸鈣。
6.根據(jù)權利要求1所述的改性塑料，其特征在于:所述抗靜電劑采用環(huán)氧乙烷胺類加成物。
7.根據(jù)權利要求1所述的改性塑料，其特征在于:所述潤滑劑采用乙撐硬脂酰胺(EBA)或乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。
8.根據(jù)權利要求1所述的改性塑料，其特征在于:所述色粉采用酞青綠、碳黑、鉻黃。
9.制備權利要求1所述改性塑料的一種方法，包括以下步驟: (1)將重質碳酸鈣、抗靜電劑、抗氧劑、潤滑劑和色粉混勻，得到預混料； (2)將步驟(1)得到的預混料與高抗沖聚苯乙烯、增韌劑、增塑劑以及納米級填料，經(jīng)高速混合機充分混合均勻，然后經(jīng)平行雙螺桿擠出機一次成型造粒；平行雙螺桿擠出機各區(qū)段的溫度應控制在175±30°C的范圍內。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于: 步驟(1)是依次加入重質碳酸韓、抗靜電劑，高速1400~1500r/min攪拌I分鐘,再加入抗氧劑和色粉，在700~800r/min攪拌15秒,混合均勻； 步驟(2)是在另一混合設備內依次加入增韌劑和潤滑劑攪拌15~35秒，然后加入高抗沖聚苯乙烯、納米級填料以及步驟(1)得到的預混料混合攪拌15~35秒，直至混合均勻。
【文檔編號】C08K5/12GK104177747SQ201410411914
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權日:2014年7月1日
【發(fā)明者】郭凌云, 韓東陽, 張成亮, 海潮 申請人:西安昆侖工業(yè)裝備配套有限公司