宋湘恰,等:表面防划伤无卤阻燃PPO/HIPS合金的制备、性能及应用研究
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表面防划伤无卤阻燃PPO/HPS合金的制备、性能及应用研究
宋湘怡张芝芳吴水珠赵建青曾钫陈振嘉李国林
彭忠泉
(华南理に大学高分子材料科学与工程系,州510640)
(广州金发科技股分イ限公司,州510520
摘要以
聚苯醚(PPO)为主要原料,加入
高抗冲聚苯乙烯(HPS)来政善其加工性能;利用无机填料B:SO,和阻
燃剂磷酸酯来改善合金的表面硬度和阻燃性能;采用(苯乙烯/丙烯腈)共聚物(SAN)、(乙烯/丙烯酸)共聚物
(EAA)、苯乙烯接技马来酸酐共聚物(SMAH)三种不同的増容剂来改善PPO/HIPS合金的相容性。结果表明,SAN
能够有效地改善合金的相容性;添加15份BaSO4可以使合金的表面硬度达到3H级;加入8份酸酷可使合金的阻
燃性能达到V-0级(0.8mm);添加了各种助剂之后的PO/HIPS合金能保持较好的耐热性能和力学性能,可用作
平板显示器外売。
关键词聚苯毬高抗冲聚苯乙烯合金阻燃剂防划伤
聚苯醚(PO)是一种性能优异的特种工程塑材料中的应用4~?。笔者采用无卤阻燃剂磷酸酯,
料,具有低介电常数、高玻璃化转变温度和良好的力同时添加一定量的无机填料,使合金既具备较好的
学性能,可在-127~121℃范围内连续使用,但纯阻燃性能,又具有耐热、耐划伤和良好的力学性能
PPO存在一些缺点如熔体粘度高、加工成型性差,对从而可以应用于对综合性能要求较为严格的平板显
紫外光不稳定,这大大限制了PPO的推广应示器外壳
用?。为此,可将PPO与其它聚合物共混制成合
实验部分
金3?,例如将PO与高抗冲聚苯乙烯(HPS)、尼1.1主要原材料
龙、聚酯树脂和其它热塑性树脂制成合金,不但可以
PPO:S201A,日本旭化成公司;
使其具有良好的耐热性能,而且还可用一…般热塑性
HIPS:上海赛科石油化工有限责任公司;
树脂模塑设备对合金进行加工!80。
苯乙烯接枝马来酸酐无规共聚物(SMAH):PC
PPO与HIPS均为非晶型聚合物,相容性较好,-18,接枝率(18±2)%,柏晨高分子新材料有限公
能在很宽的比例范围内共混形成合金。HIPS的加司
人能够降低成本、提高合金的加工性能和冲击性能,
(苯乙烯/丙烯腈)共聚物(SAN):ICE-80HF,
因此PPO/HIPS合金被广泛应用于汽车零部件、医宁波乐金(LG)甬兴化工有限公司;
疗器材零部件、电子电气材料、通信器材罩壳零部
乙烯/丙烯酸)共聚物(EAA):5980I,陶氏化
件、电器家电领域、显示器外売等。随着PO/HIPS学公司
的使用范围越来越广,以及人民生活水平的提高和
磷酸酯阻燃剂:PX200,翰塑贸易有限公司;
防火安全与环保意识的加强,消费者对其在家电产
抗氧剂:DK-500,瑞士汽巴公司;
品方面的外观质量和阻燃性能的要求也越来越高,
BaSO24:粒径45m,上海江沪实业公司。
要求产品具有高光泽度、耐划伤性,并使用无卤阻燃
主要设备、仪器
剂以减少对环境的污染且有防火安全性等。为满足
双螺杄挤出机:ITFE26-40型,泰国 Lab Tech
消费者对产品质量的要求和減少传统工艺对环境的 Engineering有限公司;
污染,制备出一种耐划伤、无卤阻燃的塑料合金,不
注塑机:EC75NI-2Y型,东芝机械株式会社
仅能让家电制造商在产品制造中免去喷涂、电镀等
万能材料试验机; Zwick/roll7010型,德国
工艺,降低制造成本,满足消费者需求,而且还方使7wick公同;
对废弃家电进行回收,符合国家环保要求-3。但
穹曲试验机:5500R型,美国 Instron公司;
HIPS易燃烧且热变形温度(HIDT)较低,再加上其本
悬臂梁冲击试验机: Zwick/roll5113型,德国
身的硬度较低,导致PPO/HPS合金材料的阻燃性 Zwick公司
能、耐热性能和表面耐划伤性仍无法满足某些领域
的应用要求,因此阻碍了其在高端产品和先进复合
收稿目期:2009-11-25
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工程塑料应用
2010年,第38卷,第2期
动态力学测试仪:DMA242C型,德国 Netzsch公是因为PPO是耐高温材料,PO含量的减少势必会
降低合金的耐热性。从综合性能和节约成本的角度
鼓风烘箱:瑞士 Salvislab公司;
考虑,最终确定PPO/HPS的质量比为7:3。
铅笔硬度计:BY型,上海普申化工机械有限公2.2增容剂对PPO/HPS合金性能的影响
无机填料和阻燃剂虽然能使PPO/HIPS合金获
HDT测试仪: CEAST型,意大利西斯特科学仪得优异的耐划伤和阻燃性能,但又会降低合金的力
器公司
学性能,因此必须采取措施来改善合金体系的相容
熔体流动速率(MFR)测试仪: CEAST型,意大性。为此,笔者采用SAN、EA、SMAH三种不同的
利西斯特科学仪器公司。
增容剂,研究了其对PPO/HIPS合金体系相容性的
试样制备
影响。表2为不同增容剂对PPO/HIPS合金的物理
将PPO在120℃下干燥5h,HPS在80℃下于力学性能的影响,其中,增容剂、BaSO4、阻燃剂用量
燥5h,其它助剂在45℃下真空干燥7h,加入双螺分别为5、15、8份。
杆挤出机造粒,然后在80℃下干燥8h以上,注塑成
表2增容剂对PPO/HI合金物理力学性能的影响
标准试样。
增容剂拉伸强度/「弯曲强度/缺口冲击强HDr/℃
Mpa
度/J?m
1.4性能测讠词
无
119.5
拉伸强度按CB/T1040-1992测试,拉伸速率
SMAH
116.0
SAN
5886
117.2
为50mm/min;
EAA
50
104.5
弯曲强度按GB/T9341-2000测试,压缩速率
从表2可以看出,SMAH和SAN都能改善合金
冲击强度按CB/T1843-1996测试;
的物理力学性能,其中SAN可使合金的冲击强度提
表面硬度按GB/T6739-1996测试
高50%以上。这是由于这两种增容剂均含有苯乙
结果与讨论
烯基团,因此和PPO、HIPS有一定的相容性,能够改
2.1PPO含量对PPO/HPS合金性能的影响
善界面结构提高合金的力学性能。同时SAN中还
PPO作为合金的主要成分,其含量对合金的性含有强极性的丙烯腈基团,可较好地改善无机填料
能和成本影响较大,因此控制PQ含量就显得较为和树脂基体的相容性,因此其增容效果比SMAH更
重要。表1为PPO含量对合金性能的影响。
好。虽然EAA中也含有强极性的基团,但是由于它
表1PPO含量对PPO/HIPS合金性能的影响
和树脂基体的相容性差,因此对合金性能无改善效
果
Pの质同拉仲强曲强快?冲击DrTg(0mn-2.3BaSO,对PDO/HPS合金性能的影响
MFR/
分数/%度/MPa』度/MPa度/J·m-
116
114
206
t33.7
为了改善合金的表面硬度,有必要加入一定量
2
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