无卤高抗冲聚苯乙烯（HIPS）阻燃剂配方设计建议
客户需求：用于电器外壳的阻燃高抗冲聚苯乙烯（HIPS），冲击强度≥7 kJ/m²，熔体流动速率（MFI）≈6 g/10min，注塑成型。
1. 磷氮协同阻燃体系
HIPS阻燃剂配方（表1）
| 成分 | 加载中（短语） | 评论 |
| 高抗冲聚苯乙烯树脂 | 100 | 基材 |
| 多聚磷酸铵（APP） | 15-20 | 磷源 |
| 三聚氰胺氰尿酸盐（MCA） | 5-10 | 氮源，与APP具有协同作用 |
| 膨胀石墨（EG） | 3-5 | 增强炭化作用 |
| 防滴剂（聚四氟乙烯） | 0.3-0.5 | 防止熔滴 |
| 相容剂（例如，MAH 接枝的 HIPS） | 2-3 | 改善分散性 |
特征:
- 实现UL94 V-0通过 APP/MCA 协同作用形成膨胀炭。
- 不含卤素，环保，但可能会降低机械性能；需要优化。
2. 金属氢氧化物阻燃体系
HIPS配方（表2）
| 成分 | 加载中（短语） | 评论 |
| 高抗冲聚苯乙烯树脂 | 100 | - |
| 氢氧化铝（ATH） | 40-60 | 初级阻燃剂 |
| 氢氧化镁（MH） | 10-20 | 与 ATH 协同作用 |
| 硅烷偶联剂（例如，KH-550） | 1-2 | 改善填料分散性 |
| 增韧剂（例如，SEBS） | 5-8 | 补偿冲击强度损失 |
特征:
- 需要负载量 >50%符合 UL94 V-0 标准，但会降低冲击强度和流动性。
- 适用于低烟/低毒应用（例如，轨道交通）。
3. 磷氮协同体系（次磷酸铝+MCA）
优化的HIPS配方
| 成分 | 加载中（短语） | 功能/备注 |
| 高抗冲聚苯乙烯（HIPS，例如 PS-777） | 100 | 基材（冲击强度≥5 kJ/m²） |
| 次磷酸铝（AHP） | 12-15 | 磷源，热稳定性 |
| 三聚氰胺氰尿酸盐（MCA） | 6-8 | 氮源，与AHP具有协同作用 |
| SEBS/SBS | 8-10 | 冲击韧性≥7 kJ/m²的关键增韧剂 |
| 液态石蜡/环氧化大豆油 | 1-2 | 润滑剂，改善流动性/分散性 |
| 聚四氟乙烯 | 0.3-0.5 | 防滴漏剂 |
| 抗氧化剂 1010 | 0.2 | 防止降解 |
关键设计考虑因素：
- 树脂选择:
- 使用高冲击强度的HIPS等级（例如，奇美PH-888，国家PG-33）具有5–6 kJ/m²的固有冲击强度。SEBS进一步提高了韧性。
- 流动性控制:
- AHP/MCA 会降低 MFI；可通过添加润滑剂（例如，液态石蜡）或增塑剂（例如，环氧大豆油）来补偿。
- 如果 MFI 仍然很低，则增加2–3 phr TPU改善流动性和韧性。
- 阻燃性验证:
- AHP可以简化为12 phr如果与2–3 phr EG保持 UL94 V-0。
- 为了UL94 V-2减少阻燃剂用量，以优先考虑冲击/流动性。
- 注塑成型参数:
- 温度：180–220°C（避免 AHP/HIPS 降解）。
- 喷射速度：中高防止填充不完全。
预期性能：
| 财产 | 目标值 | 测试标准 |
| 冲击强度 | ≥7 kJ/m² | ISO 179/1eA |
| MFI（200°C/5 kg） | 5–7 克/10分钟 | ASTM D1238 |
| 阻燃性 | UL94 V-0 (1.6 毫米) | UL94 |
| 抗拉强度 | ≥25兆帕 | ISO 527 |
4. 替代方案
- 成本敏感型选项用以下方式部分替换 AHP微胶囊化红磷（3–5 phr）但请注意颜色限制（红棕色）。
- 验证：进行小规模试验，以平衡冲击力和阻燃性，然后再优化流动。
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发布时间：2025年8月15日
