CN100400591C - 苯乙烯基热塑性树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种苯乙烯基热塑性树脂组合物，更具体地，涉及一种包括以下组分的苯乙烯基热塑性组合物：(A)50～90重量份的含橡胶改性的苯乙烯的接枝聚合物；(B)10～50重量份的改性烯烃树脂，基于100重量份的烯烃树脂，该改性烯烃树脂含0.2～1.0重量份的成核剂；和(C)基于100重量份的组分(A)和(B)之和的2～10重量份的线性苯乙烯基嵌段共聚物。该组合物在耐化学性和热性质方面是极佳的，并且尤其具有在光泽度方面的极大改进，超过现有苯乙烯基混合树脂。

Description

苯乙烯基热塑性树脂组合物
技术领域
本发明涉及一种苯乙烯基热塑性树脂组合物。更具体地，本发明涉及一种其中苯乙烯基嵌段共聚物被用于使苯乙烯基树脂与烯烃树脂有效地相容、并且调控烯烃树脂的晶体性质的苯乙烯基热塑性树脂组合物。因此，本发明的组合物超过现有的苯乙烯基共混树脂在耐化学性和热性质方面是极优的，并且尤其具有在光泽度方面的极大改进。
背景技术
在现有技术中，已报道了许多关于苯乙烯基树脂和烯烃树脂的增容作用的研究和专利。美国专利第5,278,232号公开了一种制备具有抗延长和冲击性的苯乙烯基树脂的方法，其中，具有50～85wt％苯乙烯含量的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物被用作苯乙烯基树脂和烯烃树脂共混物的增容剂。
并且，美国专利第5,334,659号公开了一种制备具有极佳的化学稳定性的树脂组合物的方法，其中，具有25～50wt％的苯乙烯含量的苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)被用作苯乙烯基树脂和烯烃树脂共混物的增容剂。
以上两个专利的特征在于同时使用增容剂、苯乙烯基树脂和烯烃树脂，以实现需要的物理性质。然而，其缺点在于，这些方法在树脂共混物的光泽度和刚性方面显示出显著的降低，并且尤其使用超过10重量份的具有高生产成本的增容剂，从而导致在树脂共混物的经济因素方面的下降。
因此，本发明已进行了研究，从而克服上述问题，尤其克服了在光泽度和机械性能方面的降低，从而发现当向苯乙烯基树脂中加入改性烯烃树脂时，可以制备不仅在光泽度和耐化学性方面、而且在热和机械性能方面获得改进的热塑性树脂组合物。
发明内容
本发明的目的是提供一种超过现有的苯乙烯基共混树脂在耐化学性和热性质方面极佳、并且尤其具有在光泽度方面的极大改进的苯乙烯基热塑性树脂组合物。
本发明的以上和其它目的可以通过如下描述的本发明而实现。以下，将详细地描述本发明。
根据本发明的苯乙烯基热塑性树脂组合物包括：
(A)50～90重量份的含橡胶改性的苯乙烯的接枝聚合物；
(B)10～50重量份的改性烯烃树脂，该改性烯烃树脂基于100重量份的烯烃树脂含0.2～1.0重量份的成核剂；和
(C)基于100重量份的组分(A)和(B)之和的2～10重量份的线性苯乙烯基嵌段共聚物。
现在，详细描述各组分。
(A)含橡胶改性的苯乙烯的接枝共聚物
本发明中所使用的含橡胶改性的苯乙烯的接枝共聚物的例子包括苯乙烯与其它物质的共聚物、和橡胶改性的苯乙烯树脂，优选橡胶改性的高冲击性的聚苯乙烯(HIPS)。
基于100重量份接枝聚合物和改性烯烃树脂组分之和，含橡胶改性的苯乙烯的接枝共聚物组分以50～90重量份、优选65～85wt％的量被使用。如果该含橡胶改性的苯乙烯的接枝共聚物组分的含量低于50重量份，则将导致低冲击强度，从而难以平衡组合物的性质，如果其含量超过90重量份，则将导致组合物的机械硬度和热性质的降低。
并且，例如，含橡胶改性苯乙烯的接枝共聚物基于100wt％的接枝共聚物含有5～15wt％的聚丁二烯橡胶或苯乙烯-丁二烯橡胶。
优选作为含橡胶改性的苯乙烯的接枝共聚物的橡胶改性的高冲击性聚苯乙烯通常可通过已知的聚合方法制备的高冲击性聚苯乙烯。高冲击性聚苯乙烯中所用的橡胶组分的例子包括聚丁二烯橡胶和苯乙烯-丁二烯橡胶。橡胶组分的含量根据需要的性质在基于接枝共聚物的重量的5～15wt％的范围内变化。
(B)改性烯烃树脂
如此处所用，术语“烯烃树脂”指乙烯或丙烯的均聚物或其共聚物。烯烃树脂的特定例子包括低密度的聚乙烯、高密度的聚乙烯、聚丙烯、和乙烯-丙烯共聚物，这些聚合物可以单独使用，或以其两种或多种的混合物被使用。
本发明中所用的烯烃树脂优选地具有50,000～100,000的数均分子量。
当烯烃树脂的熔体流动指数(melt flow index MFI)维持在低于2(190℃/2.16kg)的水平时，可获得共混物的充足性质。烯烃树脂优选地具有低于1的熔体流动指数。
为了提高烯烃树脂的刚性、表面硬度和抗划伤性，并且调控烯烃树脂的晶体性质(如结晶率和晶体粒度)，则通常使用成核剂。成核剂的例子包括3，4-二甲基二亚苄、二(2，5-甲基亚苄)山梨醇、二(对-乙基亚苄)、二(4-叔丁基苯)磷酸钠、二亚苄山梨醇(DBS)、对-叔丁基苯甲酸铝(ALPTBBA)、对-叔丁基苯甲酸钠盐(PTBBNa)和滑石，其中，优选3，4-二甲基二亚苄和二(2，5-甲基亚苄)山梨醇。基于100重量份的改性烯烃树脂，成核剂的用量为0.2～1.0重量份。
基于100重量份的含橡胶改性的苯乙烯的接枝共聚物和烯烃树脂之和，通过加入成核剂而改性的烯烃树脂组分的用量为10～50重量份、优选10～15重量份。如果改性烯烃树脂的含量少于10重量份，则将导致组合物的机械硬度和热性质的降低，如果其含量超过50重量份，则将导致组合物的冲击强度的降低。
(C)线性苯乙烯基嵌段共聚物
本发明中所使用的线性苯乙烯基嵌段共聚物为含有苯乙烯和烯烃重复单元的化合物，该化合物的例子包括线性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、线性苯乙烯-乙烯-丙烯嵌段共聚物、线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、线性苯乙烯-丁二烯-丙烯嵌段共聚物、线性苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和线性苯乙烯-丁二烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。该线性苯乙烯基嵌段共聚物的形式为二嵌段、三嵌段、四嵌段或五嵌段，并且具有30～50wt％的苯乙烯含量。
基于100重量份的含橡胶改性的苯乙烯的接枝聚合物和改性烯烃树脂之和，线性苯乙烯基嵌段共聚物的用量为2～10重量份、优选2～5重量份。如果线性苯乙烯基嵌段共聚物的用量少于2重量份，则将导致基质和分散相的相容性的降低，如果其含量超过10重量份，则将导致成本的问题。
如果需要，根据本发明的树脂组合物可以额外地含有5重量份的其它添加剂，如热稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、光学稳定剂、阻燃剂、UV稳定剂、抗静电剂、着色剂、填料和冲击增强剂。此外，在本发明的组合物中也可以使用其它树脂或橡胶组分。
如上所述，在根据本发明的苯乙烯基热塑性树脂组合物中，苯乙烯基嵌段共聚物被用于使苯乙烯基树脂和烯烃树脂有效地增容，并且烯烃树脂的晶体性质被调控。因此，本发明的组合物超过现有苯乙烯基混合树脂在耐化学性和热性质方面是极佳的，并尤其具有在光泽度方面的极大改进。
具体实施方式
以下，通过实施例详细描述本发明。然而，应该理解这些实施例仅用于解释目的，而不应理解为限制本发明的范围。
[实施例]
以下实施例中所使用的含橡胶改性的苯乙烯的接枝聚合物(A)、改性烯烃树脂(B)和线性苯乙烯基嵌段共聚物的制备和说明如下。
(A)含橡胶改性的苯乙烯的接枝聚合物
高冲击性聚苯乙烯树脂(以下称为“HIPS-1”)由具有0.6～1.0μm粒度的颗粒和少于10重量份的具有2～4μm粒度的橡胶组成。
高冲击性聚苯乙烯树脂(以下称为“HIPS-2”)由具有2.5μm粒度的橡胶组成。
高冲击性聚苯乙烯树脂(以下称为“HIPS-3”)由具有4μm粒度的橡胶组成。
树脂HIPS-1、HIPS-2和HIPS-3具有相同的橡胶含量，并且其基本性质如以下表1所示。
(B)改性烯烃树脂
本发明中所用的烯烃树脂为具有0.1g/10min(190℃/2.16kg)的熔体流动指数和70,000的数均分子量的丙烯树脂。
为了改性丙烯树脂的晶体性质，基于100重量份的丙烯树脂，向丙烯树脂中加入0.3重量份的作为成核剂的二(2，5-甲基亚苄)山梨醇。在220℃将混合物置于双螺杆挤出机中，以制备具有调控的晶体性质的丙烯树脂。
本发明所用的丙烯树脂如下：
(B)-1：常规的丙烯树脂；
(B)-2：如上所述制备的具有调控的晶体性质的改性丙烯树脂；
(C)-1：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，一种具有40％的苯乙烯含量的线性嵌段共聚物；
(C)-2：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，一种具有40％的苯乙烯含量的放射形嵌段共聚物；
(C)-3：苯乙烯-丁二烯-丙烯，一种具有40％的苯乙烯含量的线性嵌段共聚物；
[实施例1-6]
将如上所述制备的组分以下表2所示的比例彼此混合。在表2中，组分(C)的量是基于100重量份的组分(A)和(B)之和。通过双螺杆挤出机挤出共混物，从而制备树脂切片。该制备的树脂切片在220℃下被注射成模，并评价和分析注射样品。结果如表2所示。
通过以下方式测量如上所述制备的样品的性质。
1)艾氏冲击强度(1/4英寸；在23℃下切口；kg·cm/cm)：根据ASTM D 256测量。
2)抗张强度(50mm/min；kg/cm2)：根据ASTM D638测量。
3)光泽度：根据ASTM D638以45°和60°测量。
4)耐化学性：对样品施用浓硫酸，然后在30分钟内肉眼观察裂缝的发生，并且基于以下标准评价结果。
A：无裂缝
B：显示细裂缝
C：显示许多细裂缝
D：显示粗裂缝
E：粗裂缝之后的切口
5)热变形温度(HDT；1/4英寸；18.5kg/cm2的负载)：根据ASTM D648进行测量。
表1
  HIPS-1   HIPS-2   HIPS-3
  冲击强度   12   10   11
  抗张强度   346   276   272
  光泽度(45°)   103   82   70
  耐化学性   E   E   D
  热变形温度(℃)   80   80   78
表2
Figure C20058000051000121
如表2所示，使用(B)-2和(C)-1的实施例4-6相对于表1中的结果在光泽度和冲击强度方面表现出很少降低或无降低，并且在抗张强度和热变形温度方面表现出显著的增加。并且，含有(B)-2和(C)-3的实施例1-3在机械性质和光泽度方面是最高的。
[对比实施例1]
除用常规丙烯树脂代替具有调控的晶体性质的改性丙烯树脂外，重复实施例1的方法。
[对比实施例2]
除用常规丙烯树脂代替具有调控的晶体性质的改性丙烯树脂外，重复实施例2的方法。
[对比实施例3]
除用常规丙烯树脂代替具有调控的晶体性质的改性丙烯树脂外，重复实施例3的方法。
[对比实施例4]
除用放射形苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物代替线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物外，重复实施例4的方法。
[对比实施例5]
除用放射形苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物代替线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物外，重复实施例5的方法。
[对比实施例6]
除用放射形苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物代替线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物外，重复实施例6的方法。
表3
Figure C20058000051000141
如表3所示，使用具有非调控的晶体性质的丙烯树脂的对比实施例1-3在除了冲击强度和耐化学性外的所用性质方面、尤其在光泽度方面都显示降低。特别地，尽管对比实施例1和实施例1之间具有仅在丙烯树脂的改性或未改性方面的区别，但是，与实施例1相比，对比实施例1在光泽度方面显示约2倍的降低。并且，与实施例相比，使用放射形嵌段共聚物代替线性嵌段共聚物作为增容剂的对比实施例4-6在除了耐化学性外的所有性质方面、尤其在冲击强度方面是极低的。
工业实用性
如上所述，本发明提供了一种其中苯乙烯基嵌段共聚物被用于有效地增容苯乙烯基树脂和烯烃树脂、并且调控烯烃树脂的晶体性质的苯乙烯基热塑性树脂组合物。因此，本发明的树脂组合物超过现有苯乙烯基共混树脂在耐化学性和热性质方面是极佳的，并且尤其具有在光泽度方面的极大改进。
尽管为了说明的目的已描述了本发明的优选实施例，但是本领域的熟练技术人员可以理解不偏离附加权利要求所公开的本发明的范围和实质的各种修饰、添加和取代是可能的。

Claims (6)

1.一种苯乙烯基热塑性树脂组合物，包括：
(A)50～90重量份的含橡胶改性的苯乙烯的接枝聚合物，其中该含橡胶改性的苯乙烯的接枝聚合物为橡胶改性的高冲击性聚苯乙烯；
(B)10～50重量份的改性烯烃树脂，基于100重量份的烯烃树脂，该改性烯烃树脂含0.2～1.0重量份的成核剂，其中该含成核剂的烯烃树脂具有50,000～100,000的数均分子量和0.1～2.0的熔体流动指数；和
(C)基于100重量份的组分(A)和(B)之和的2～10重量份的线性苯乙烯基嵌段共聚物。
2.权利要求1的组合物，其中，含橡胶改性的苯乙烯的接枝聚合物，基于接枝共聚物的重量，包含5～15重量份的聚丁二烯橡胶或苯乙烯-丁二烯橡胶。
3.权利要求1的组合物，其中，成核剂为至少一种选自包括3，4-二甲基二亚苄、二(2，5-甲基亚苄基)山梨醇、二(对-乙基亚苄)、二(4-叔丁基苯)磷酸钠、二亚苄山梨醇、对-叔丁基苯甲酸铝、对-叔丁基苯甲酸钠盐和滑石的组的物质。
4.权利要求1的组合物，其中，烯烃树脂为选自包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物的组中之一或两种或多种的混合物。
5.权利要求1的组合物，其中，线性苯乙烯基嵌段共聚物为选自包括线性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、线性苯乙烯-乙烯-丙烯嵌段共聚物、线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、线性苯乙烯-丁二烯-丙烯嵌段共聚物、线性苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和线性苯乙烯-丁二烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物的组中的一种。
6.权利要求1或5的组合物，其中，线性苯乙烯基嵌段共聚物具有30～50wt％的苯乙烯含量。
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