一种耐UVC的HIPS树脂组合物及其制备方法与流程

一种耐uvc的hips树脂组合物及其制备方法
技术领域
1.本发明属于高分子树脂领域，具体涉及一种耐uvc的hips树脂组合物及其制备方法。


背景技术：

2.hips被广泛地应用于家电产品上，市面上90％的冰箱内胆都是由hips挤出吸塑获得。而冰箱内部的抗菌消毒功能是消费者普遍关注的问题，但是目前杀灭细菌的方式以使用抗菌材料、tabt负离子杀菌等。这些方式的杀菌效率较低，针对的菌落品种较单一，且对病毒的抑制没有效果。因此冰箱的杀菌消毒仍是目前的一个行业痛点。
3.uvc消毒是医疗器械外壳常用的消毒方式，也逐渐成为家庭消毒的一种方式。uvc的能量高，对细菌和病毒的杀害能力强。如果将uvc安装在冰箱内，可以有效地起到杀菌消毒的效果。但是，由于冰箱内胆一般是白色的hips材料，其在uvc照射后材料分解严重，表现为变色明显，机械性能明显下降，如果在冰箱内装上uvc的消毒灯，不到一个月的时间，冰箱内胆材料会发生明显的变色和分解问题。
4.一款满足耐uvc的冰箱内胆材料，主要有三方面的性能要求：1、成型性：内胆材料一般是通过挤出吸塑成型，大部分材料都能满足挤出性能，但吸塑热成型对材料的要求很高；2、机械性能，主要是耐冲击性能，一般要求材料的缺口冲击强度必须≥10kj/m2；3、耐uvc性能，保证在长时间的uvc照射下不变色(要求一年照射色差小于5)，性能保持率在70％以上。
5.申请号为cn111286116a的中国发明专利公布了一种耐uvc照射的聚丙烯/聚乙烯耐候复合材料，所述的复合材料由下述原料组成：聚乙烯、聚丙烯、沉淀硫酸钡、抗氧剂、紫外吸收剂(紫外线吸收剂uv-1577和受阻胺类光稳定剂2020),复合材料在紫外线持续照射后(253nm，2.6w，2500h)，基本性能保持率在80％以上，颜色基本不变(色差1.5以下)，大大提高了uvc灯源下聚丙烯/聚乙烯符合材料的耐候性能及使用寿命。但对于冰箱内胆来说，pp材料不能进行高效地吸塑成型(结晶性材料达到熔点后，熔体强度快速下降)，同时材料的尺寸稳定性不好，因此这款材料并不适合冰箱内胆。
6.申请号为cn113088013a的中国发明专利公布了一种耐uvc的asa树脂组合物，包括以下重量份的组分：san树脂40～74份，asa橡胶粉20～40份，pmma树脂5～15份，紫外吸收剂1～5份，所得的组合物可以在uvc紫外线持续照射(250nm，20w持续照射180天)后，色差＜3，冲击保持率达到90％以上。这款材料具有优异的耐uvc性能，但是由于添加的紫外吸收剂达到了1～5份，有析出的风险，且这款材料的成本较高，并不适合大规模地生产冰箱内胆材料。
7.本发明开发的耐uvc的hips树脂组合物，可以在uvc紫外线持续照射(250nm，20w持续照射一年)后，色差＜5，冲击保持率达到70％以上，同时其具有优异的机械性能和挤出吸塑性能。


技术实现要素：

8.本发明的目的是针对现有技术中问题，提供一种耐uvc的hips树脂组合物及其制备方法。
9.本发明的目的可以通过以下方案来实现：
10.本发明提供了一种耐uvc的hips树脂组合物，所述耐uvc的hips树脂组合物包括以下重量份数的各组分：
[0011][0012]
作为本发明的一个实施方案，所述gpps树脂为挤出级别，在200℃，5kg下熔融指数为0.5～3g/10min。
[0013]
作为本发明的一个实施方案，所述的增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物sebs。由于sebs不含不饱和双键，因此其具有优异的耐uvc性能。
[0014]
作为本发明的一个实施方案，所述的sebs中苯乙烯的含量为25～40％。苯乙烯含量高于40％，对gpps树脂的增韧效率较低，低于25％，与gpps树脂的相容性差。
[0015]
作为本发明的一个实施方案，所述的耐候树脂为聚丙烯pp树脂。优选地，pp树脂为共聚型高抗冲级别，缺口冲击强度为6kj/m2以上。
[0016]
作为本发明的一个实施方案，所述的紫外吸收剂为水杨酸酯、二苯甲酮、苯并三唑类的uv吸收剂中的一种或多种。紫外吸收剂优选叔辛基苯基水杨酸酯和2-氰基-3-苯基乙基水杨酸酯。
[0017]
作为本发明的一个实施方案，所述的钛白粉为锐钛型钛白粉。商品化的钛白粉主要有锐钛型和金红石型两种，锐钛型具有比金红石型更优异的耐候性能。
[0018]
作为本发明的一个实施方案，所述的炭黑为色素炭黑。一般的色素炭黑具有优异的吸收紫外光的性能。
[0019]
本发明还提供了一种透耐uvc的hips树脂组合物的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
[0020]
s1、按以下重量份数对各组分备料：
[0021][0022]
s2、将步骤s1中各成分按上述重量百分比充分混合后，熔融挤出并冷却造粒，得到耐uvc的hips树脂组合物。
[0023]
作为本发明的一个实施方案，步骤s2中所述熔融挤出的温度为180-220℃。各组分混合置于螺杆机中挤出，螺杆转速为500-600转/分钟。
[0024]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0025]
(1)本发明获得了一个相容性好的树脂基体：将gpps、pp和sebs进行复合，sebs不仅是gpps的有效增韧剂，同时其嵌段的结构有效地改善了gpps和pp的相容性，获得了相容性和韧性优异的树脂基体；
[0026]
(2)本发明获得了一个耐候性优异的树脂基体：采用sebs增韧gpps，而不是传统的sbs或者hips，因为sebs不含不饱和的双键，其比丁二烯橡胶具有更为优异的耐候性能；同时本发明采用pp进一步改善了体系的耐uvc性能；
[0027]
(3)本发明优选紫外吸收剂为叔辛基苯基水杨酸酯和2-氰基-3-苯基乙基水杨酸酯，原因是两者在uvc波段处的吸收最强；
[0028]
(4)本发明采用了一个特殊的白色色粉体系，具有优异的耐uvc性能：高含量钛白粉和超低含量炭黑。高含量的钛白粉具有有效反射紫外线的作用；超低含量的炭黑，具有优异的紫外线吸收性能。这样的色粉方案，有效地保护了树脂基体免受uvc紫外线的破坏，提高了材料耐uvc的性能，同时获得的产品具有高白度的外观特点；
[0029]
(5)本发明获得的树脂组合物，机械性能和耐uvc性能优异，同时其具有与常规hips相当的挤出吸塑性能。
具体实施方式
[0030]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实例在本发明技术方案的前提下进行实施，提供了详细的实施方式和具体的操作过程，将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明。需要指出的是，本发明的保护范围不限于下述实施例，在本发明的构思前提下做出的若干调整和改进，都属于本发明的保护范围。
[0031]
实施例1～8
[0032]
一种耐uvc的hips树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：
[0033]
按表1中配方成分的重量百分比，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200℃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。
[0034]
对比例1-6
[0035]
一种耐uvc的hips树脂组合物，按表2中配方成分的重量百分比，其制备方法实施例1-8相同。
[0036]
其中，表1和表2的材料如下：
[0037]
gpps1：gp550n，熔融指数为1.9g/10min，台化；
[0038]
gpps2：gp5250n，熔融指数9g/10min，台化；
[0039]
sebs1：h1041，苯乙烯含量30％，旭化成；
[0040]
sebs2：8903p，苯乙烯含量35％，dynaron；
[0041]
sebs3：a1535，苯乙烯含量57％，科腾；
[0042]
sebs4：h1062，苯乙烯含量18％，旭化成；
[0043]
pp1：共聚，4204，缺口冲击强度45kj/m2，台塑；
[0044]
pp2：共聚，ba3805，缺口冲击强度7kj/m2，韩国sk；
[0045]
pp3：均聚，1080，缺口冲击强度3.5kj/m2，台塑；
[0046]
紫外吸收剂1：叔辛基苯基水杨酸酯；
[0047]
紫外吸收剂2：2-氰基-3-苯基乙基水杨酸酯；
[0048]
紫外吸收剂3：2-(2
’‑
羟基-3’,5
’‑
二叔丁苯基)苯并三唑；
[0049]
钛白：市售锐钛型钛白粉；
[0050]
炭黑：市售；
[0051]
性能评价方式及其实施标准；
[0052]
机械性能测试：
[0053]
对实施例1～6和对比例1～6所制得的hips树脂组合物进行机械性能测试，结果如表1-2所示：
[0054]
挤出吸塑性能：挤出成3mm厚的板，进行5cm*5cm*5cm的吸塑验证。
[0055]
l值：按照astm d2244进行l值测试，表示材料的白度，l值越大，材料越白。
[0056]
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℃；
[0057]
拉伸强度：按照iso 527:2012(e)标准测试，测试条件为50mm/min；
[0058]
耐候性(uvc)：250nm，20w持续照射180天后测试色差和光冲击和拉伸强度的保持率。
[0059]
表1实施例配方重量份数及性能
[0060][0061][0062]
表2对比例配方重量份数及性能
[0063][0064][0065]
对比例1，相比实施例1，去掉了炭黑。材料的耐uvc性能明显下降；
[0066]
对比例2，相比实施例1，降低了钛白粉的用量。钛白粉相当于一种无机填料，本发明中钛白粉的用量下降后，材料的熔体稳定性下降，材料在吸塑过程中，容易出现壁厚不均的问题。同时由于钛白粉用量的下降，材料的白度下降，耐uvc性能也下降；
[0067]
对比例3，相比实施例1，去掉了pp。pp是改善耐uvc的关键，也是体系韧性的改善关键，因此pp去掉后韧性下降，耐uvc性能下降；
[0068]
对比例4，相比实施例1，提高了紫外吸收剂的用量。由于紫外吸收剂加入量过剩，在uvc照射时，容易出现析出问题，析出问题也导致了材料性能保持率的下降；
[0069]
对比例5，相比实施例1，用高熔融指数的gpps替换低熔融指数的gpps。高流动的gpps导致材料的熔体强度下降，材料的吸塑性能下降；
[0070]
对比例6，相比实施例1，用高苯乙烯含量的sebs替换原来的sebs。虽然高苯乙烯含量的sebs和gpps的相容性改善，但作为相容剂对于改善gpps和pp的相容性的作用下降，因此体系相容性差，机械性能、耐uvc性能和吸塑性能均下降；
[0071]
对比例7，相比实施例1，用低苯乙烯含量的sebs替换原来的sebs。同对比例6，体系相容性差，机械性能、耐uvc性能和挤出吸塑性能均下降明显。
[0072]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。