一种高性能的HIPS树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及树脂组合物技术领域，尤其是涉及一种高性能的HIPS树脂组合物及其制备方法。

背景技术

HIPS具有优异的韧性、刚性和流动性，以及其低的成本，而被广泛地应用于大小家电外壳上。与ABS相比，HIPS具有更低的价格，更低的表面极性，更好地哑光性能；而其耐热性能、耐化学品性能、机械性能都不如ABS。在成本竞争的格局下，HIPS替代ABS已经成为了一个行业趋势。改善HIPS的耐热、耐化、机械性能，可以使其在更多的场合替代ABS。

HIPS与PPO是两个相容性非常好的材料，PPO可以显著改善HIPS的耐热性能、强度和韧性，使其性能与ABS一致或更好，但是PPO的加入使HIPS的耐候性能大幅下降，同时PPO一般呈淡黄色，因此获得的PPO/HIPS树脂组合物一般呈现淡黄色。PPO/HIPS树脂组合物由于其存在的缺陷，并不能很好的替换ABS。因此，改善HIPS的耐化性、耐热性以及机械性能成为了行业难题。

SPS是间规聚苯乙烯，由于分子链的规整性不同，其性能与无规的聚苯乙烯GPPS差异很大。SPS是结晶性树脂，熔点达到270℃，具有优异的耐化性品性能，同时其具有类似LCP一样的高流动性能。由于结构的相似性，SPS和GPPS的相容性非常好，在没有相容剂存在时，两者也能很好的相容。因此用SPS改善HIPS的耐热性是非常有效的。但SPS/HIPS共混物的韧性往往会急剧下降，常规用于增韧GPPS的增韧剂如SBS、SEBS并不能增韧SPS/HIPS树脂组合物，因此改善SPS/HIPS树脂组合物的韧性成为了行业难题。

中国发明专利CN111286132A公布了一种超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料及其制备方法，该复合材料主要包括间规聚苯乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、相容剂、抗氧剂、润滑剂、有机过氧化物和单体；其中，超高分子量聚乙烯树脂的分子量为250万～350万。该发明的超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料，可广泛应用于电子电器，航空等领域的连接部件等。但是超高分子量聚乙烯成型困难，价格较高，并不适合用来增韧SPS/HIPS树脂组合物。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种高性能的HIPS树脂组合物及其制备方法，本发明能够获得高性能的HIPS树脂组合物，其机械性能、耐热性能以及耐化性能明显优于ABS树脂。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高性能的HIPS树脂组合物，包括以下重量份的组份：

其中，所述的增韧剂为马来酸酐接枝的弹性体。

进一步地，所述的HIPS树脂为高抗冲聚苯乙烯树脂。

进一步地，所述的HIPS树脂的缺口冲击强度大于6kJ/m

进一步地，所述的SPS树脂为间规聚苯乙烯树脂，其熔点为270～280℃，例如，SPS树脂具体可以购自日本出光，其重均分子量为15万。

进一步地，所述的增韧剂为马来酸酐接枝的弹性体，包括MAH-g-POE、MAH-g-SBS、MAH-g-SEBS的一种或多种混合物，马来酸酐的含量直接影响产品体系的相容性，对于改善产品韧性具有重要影响，马来酸酐含量偏高或偏低均难以达到较好效果，本申请限定马来酸酐质量含量为0.5～1.5％。例如，增韧剂具体可以采用日之升MAH-g-POE，MAH含量0.6～0.8％、日之升MAH-g-SBS，MAH含量1.5％、日之升MAH-g-SEBS，MAH含量0.5～0.8％。

进一步地，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元无规共聚物PE-MA-GMA，优选地，丙烯酸甲酯质量含量为24％，甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为8％，例如，具体可以采用阿科玛AX8900，PE-MA(24％)-GMA(8％)。

进一步地，所述的抗氧剂为受阻酚化合物或亚磷酸酯化合物中的一种或两者的混合物，例如可以采用复合型抗氧剂ADEKA的A-514。

一种透高性能的HIPS树脂组合物的制备方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)按以下重量份对各组分备料：

(2)将步骤(1)中各成分按上述重量百分比加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，在220℃挤出温度和500转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到的高性能的HIPS树脂组合物。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明将结晶的SPS树脂与HIPS进行复合，找到了有效提升SPS/HIPS韧性的方法，尤其是选择马来酸酐接枝的弹性体作为增韧剂，利用PE-MA-GMA树脂作为相容剂，提高了酸酐接枝的弹性体与SPS的相容性，这是由于相容剂一端通过GMA与马来酸酐反应，在相容剂与增韧剂之间形成共价键连接，另外一端PE-MA链段与SPS具有优异的相容性，从而获得了冲击性能改善的SPS/HIPS树脂组合物，其缺口冲击最高可达46kJ/m

2、本发明利用结晶性的SPS高耐热、高强度、高耐化的特点，与HIPS复合，获得了机械性能、耐热性能、耐化学品性、耐候性能优异的高性能HIPS树脂组合物；

3、本发明获得的高性能HIPS树脂组合物，制备简单，成本低，性能优于ABS，是目前替换ABS树脂最优的方案之一。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但绝不是对本发明的限制。

实施例1～5及对比例1～7

高性能HIPS树脂制备方法，包括以下步骤：分别按表1和表2中配方成分的重量份，将原料加入到高速混合机中充分混合后，再置于螺杆机中，在220℃挤出温度和500转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，即得到产品。

其中，表1和表2的原料具体如下：

HIPS1：台化HP8250，熔融指数5.5g/10min，缺口冲击强度11kJ/m

HIPS2：台化HP825T，熔融指数11g/10min，缺口冲击强度9kJ/m

SPS：购自日本出光，重均分子量为15万；

增韧剂1：日之升MAH-g-POE，MAH含量0.6～0.8％；

增韧剂2：日之升MAH-g-SBS，MAH含量1.5％；

增韧剂3：日之升MAH-g-SEBS，MAH含量0.5～0.8％；

增韧剂4：日之升MAH-g-POE，MAH含量2.9～3.3％；

增韧剂5：日之升MAH-g-POE，MAH含量0.2％；

相容剂：阿科玛AX8900，PE-MA(24％)-GMA(8％)；

抗氧剂：ADEKA的A-514，复合型抗氧剂。

ABS：LG的ABS 121H。

性能评价方式及其实施标准

机械性能测试：

对实施例和对比例制得的HIPS树脂组合物进行性能测试，结果如表1、表2所示：

Charpy缺口冲击强度：按照ISO 179-1:2010(E)标准测试，冲击能量为4J，测试温度为23℃；

拉伸强度：按照ISO 527:2012(E)标准测试，测试条件为50mm/min；

弯曲模量：按照ISO 178:2010(E)标准测试，测试速度为2mm/min；

维卡软化点：按照ISO 306:2013(E)标准测试，测试条件为5Kg，50℃/h；

耐化学品性测试：固定应变0.1％，浸泡在四个溶剂(食用油、冰醋酸、乙醇、正庚烷)中，记录断裂发生的时间(h)。时间越短，说明耐化学品性能越好。

色差△E：按照ASTM D4329测试标准，方法A，测试时间为168h。

表1实施例1～5配方及性能测试结果

表2对比例1～7配方及性能测试结果

以实施例1为参照，对各对比例分析如下：

对比例1相比实施例1，去掉了增韧剂和相容剂，材料耐热提高，但韧性下降明显，由于韧性的下降，材料在溶剂中也更易开裂；

对比例2相比实施例1，去掉了相容剂，由于增韧剂与SPS的相容性问题没有解决，因此韧性没有提升；

对比例3相比实施例1，去掉了增韧剂，没有增韧剂的材料，冲击性能差；

对比例4相比实施例1，更换为马来酸酐更高的增韧剂，由于增韧剂的马来酸酐含量偏高(MAH含量2.9～3.3％)，与体系的相容性差，因此没有起到很好的增韧效果；

对比例5相比实施例1，更换为马来酸酐更低的增韧剂，由于增韧剂的马来酸酐含量偏低(MAH含量0.2％)，与体系的相容性差，也没有改善体系韧性；

对比例6相比实施例1，去掉了SPS，体系耐热没有提升，同时耐化性也没有改善；

对比例7为常规的ABS树脂，对比结果可以看到，本发明获得的高性能HIPS树脂组合物各项性能均优于ABS。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。