CN100425647C - 一种聚苯乙烯树脂改性组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种作为聚苯乙烯树脂改性剂的组合物，由以下制备方法，将占组合物总重量的45-99重量%的聚苯乙烯和占组合物总重量的1-55重量%的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，在自由基引发剂存在的条件下进行预聚合反应；在物料中加入无离子水和分散剂进行悬浮聚合反应；物料干燥后在物料中加入抗氧剂进行后处理，即制得成品。本改性剂组合物可显著提高抗冲击型聚苯乙烯树脂的表面光泽度。

Description

一种聚苯乙烯树脂改性组合物及其制备方法
所属技术领域
本发明涉及一种聚苯乙烯树脂改性组合物，更具体地说是涉及一种提高抗冲击聚苯乙烯树脂表面光泽度的组合物。
背景技术
抗冲击型聚苯乙烯树脂是通用型聚苯乙烯树脂添加聚丁二烯橡胶或丁苯橡胶增韧而成，通常为乳白色不透明粒子，具有较高的韧性和冲击强度。抗冲击型聚苯乙烯树脂可采用本体法、本体-悬浮法、乳液法等工艺通过自由基聚合生产，广泛应用于各种塑料制品。抗冲击型聚苯乙烯树脂通常的表面光泽度为70~90％，由于表面光泽较低，限制了其应用范围，高光泽度的可采用特殊橡胶品种与苯乙烯通过本体法或乳液法聚合而成，由于其橡胶粒子分布粒径较小，影响了产品机械性能，而且对生产装置要求很高，不是一般工厂所能解决的，采用乳液法生产还有产品杂质含量高、生产成本高、污染严重等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能提高抗冲击聚苯乙烯树脂表面光泽度的改性组合物。
一种能提高抗冲击聚苯乙烯树脂表面光泽度的组合物，按以下步骤制备：
a.物料混合：将占物料总量45-99重量％的聚苯乙烯和占物料总量1-55重量％乙烯-乙酸乙烯酯共聚物加入反应釜中，加热至40-60℃，搅拌使其混合均匀；
其中所说的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中，乙烯含量为55-97重量％，乙酸乙烯酯含量为3-45重量％；
b.预聚合反应：在物料中加入占物料总重量万分之6至万分之30的自由基引发剂，在60～180℃下预聚合引发反应1-6小时；
c.聚合反应：在物料中加入无离子水和分散剂进行悬浮聚合3-8小时；
d.后处理：物料干燥后在物料中加入抗氧剂，制得成品。
本发明组合物制备过程，其中乙烯-乙酸乙烯酯共聚物用量范围为占总组合物重量的5-45％；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物用量最佳范围为占总组合物重量的10-35％。
本发明中组合物制备过程，其中乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙烯含量，用量范围为占共聚物总重量的60-90％；乙烯共聚物的最佳含量范围为占共聚物总重量的65-85％。
本发明具有以下效果：(1)在一般的抗冲击型聚苯乙烯树脂添加本组合物，其表面光泽度可提高到95％以上；(2)其本发明采用物理共混的方法，在使用时加入，使用十分方便；(3)在保证产品机械性能同时提高表面光泽度，加入后不仅不影响产品机械性能，而且还有所提高。
本发明组合物以苯乙烯为单体，添加乙烯-乙酸乙烯酯共聚物进行接枝共聚而成。组合物制备过程中，物料的用量为：聚苯乙烯含量为组合物总重量的45-99重量％，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的含量范围为占共聚物总重量的1-55重量％；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物用量较佳范围为占总组合物重量的5-45重量％；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物用量最佳范围为占总组合物重量的10-35重量％，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的乙烯及乙酸乙烯酯含量为，乙烯含量较佳范围为占共聚物总重量的60-90重量％，乙酸乙烯酯较佳含量为10-40重量％；乙烯含量最佳范围为占共聚物总重量的65-85重量％，乙酸乙烯酯最佳含量为15-35重量％。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为线型无规结构，熔融指数0.6-4.0g/10min，密度0.927-0.950g/m3。
物料按比例混和后，按下步骤制备：
将物料反应釜中，加热至40-60℃，搅拌使其混合均匀。
在物料中加入占物料总重量万分之6至万分之30的自由基引发剂，在60-180℃下引发预聚合反应1-6小时，一般温度控制在80-120℃；
在物料中加入无离子水和分散剂进行悬浮聚合3-8小时；
采用传统方法对聚合物进行洗涤、干燥等处理后，在物料中加入1‰抗氧化剂，制得成品。
上述步骤中使用的自由基引发剂可选用一种或几种自由基引发剂的混合物，一般选用热分解型引发剂，这类引发剂一般为过氧化物和偶氮双腈。过氧化物一般为过氧化二酰，如：过氧化二苯甲酰、过氧化二邻甲基苯甲酰、过氧化乙酰异丁酰等、过氧化二碳酸酯，如：过氧化二碳酸二异内酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二叔丁基环己酯等；过氧化羧酸酯，如：过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯等；烷基过氧化氢，如：叔丁基过氧化氢、异内苯过氧化氢等；过氧化二烷烃，如：过氧化二异丙苯等；偶氮双腈一般为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈等。
抗氧化剂可采用受阻酚类，如：抗氧化剂1076、抗氧化剂1010、防老剂BHT等，和/或亚磷酸酯类，如：亚磷酸三苯酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯等，或者是它们的混合物，一般加入量为物料总量的0.01％-0.5％。
分散剂选用水溶性有机高分子，如：羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、明胶、部分醇解聚乙烯醇、苯乙烯/马来酸酐共聚物等，或非水溶性无机粉末，如：羟基磷酸钙、碳酸钙、氢氧化镁、膨润土等，或者是它们的混合物，一般加入量为物料总量的0.05％-2％。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明，但并非限制本发明的权利保护要求范围。
实施例1
a.物料混合：在带有搅拌器的20升不锈钢反应釜中，加入7200g苯乙烯，再加入乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(乙烯含量82％，乙酸乙烯酯18％)800g，打开搅拌器，在60℃搅拌使乙烯-乙酸乙烯酯共聚物溶于苯乙烯；
b.引发预聚合反应：在物料中加入引发剂，引发剂采用过氧化二苯甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯混合物，引发剂用量分别为苯乙烯用量的1400ppm和800ppm，在90℃引发预聚合反应4小时；
c.聚合反应：在物料中加入无离子水和占物料总量千分之八的羟基磷酸钙进行悬浮聚合4小时，反应结束后采用传统方法对聚合物进行后处理；
d.后处理：采用传统方法对聚合物进行洗涤、干燥等后，在物料中加入抗氧化剂1076，抗氧化剂的用量为聚合物的1‰，从而制得成品。
该改性组合物能提高抗冲击聚苯乙烯树脂表面光泽度，组合物为白色粉末或圆形颗粒，堆积密度0.50-0.65g/cm3，真实密度1.00-1.10g/cm3。
实施例2～7
聚合方法和工艺条件同实施例1，只是苯乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物用量改变，见表一，制得能提高抗冲击聚苯乙烯树脂表面光泽度的改性组合物，组合物为白色粉末或圆形颗粒，堆积密度0.50-0.65g/cm3，真实密度1.00-1.10g/cm3。
表一实施例2～7苯乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物用量
  苯乙烯(g)   乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(g)
 实施例2   7840   160
 实施例3   7520   480
 实施例4   6800   1200
 实施例5   5200   2800
 实施例6   4400   3600
 实施例7   3600   4400
实施例8～10
聚合方法和工艺条件同实施例1，只是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙烯和乙酸乙烯酯含量改变，见表二，制得能提高抗冲击聚苯乙烯树脂表面光泽度的改性组合物，组合物为白色粉末或圆形颗粒，堆积密度0.50-0.65g/cm3，真实密度1.00-1.10g/cm3。
表二乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙烯和乙酸乙烯酯含量
  乙烯(％)   乙酸乙烯酯(％)
  实施例8   97   3
  实施例9   88   12
  实施例10   74   26
制备的高分子改性剂通过物理共混的方法改善抗冲击型聚苯乙烯树脂的光泽度，使用效果如下：
例1：在100份抗冲击型聚苯乙烯中加入5份实施例1所制备的组合物，另加适量的矿物油，在180-250℃用双螺杆挤出机挤出，制成改性的抗冲击型聚苯乙烯树脂，冷却造粒后测试产品性能，悬臂梁冲击强度127.1J/m，落锤冲击强度56in.lb，光泽度98.2％。
例2：在100份通用型聚苯乙烯树脂(GPPS)中加入15份苯乙烯
-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、5份实施例1所制备的组合物，另加适量的矿物油，在180-250℃用双螺杆挤出机挤出，制成改性的抗冲击型聚苯乙烯树脂，冷却造粒后测试产品性能，悬臂梁冲击强度154.9J/m，落锤冲击强度44in.lb，光泽度98.2％。
例3
除不加本发明的组合物外其他条件与例2相同，制成抗冲击型聚苯乙烯树脂，测试产品性能，悬臂梁冲击强度115.2J/m，落锤冲击强度32in.1b，光泽度84.2％。
一般抗冲击聚苯乙烯树脂(如：汕头海洋第一聚苯有限公司生产的SH-65)与例1、2、3所生产的性能对比如表三所示。
从表中可以看出，添加所述高分子改性剂后，制成的改性抗冲击型聚苯乙烯树脂表面光泽度可提高约10％，悬臂梁冲击强度和落锤冲击强度等性能也有所提高。
表三实例和对比例性能指标
  项目   单位   对比例   例1  例2   例3
  悬臂梁冲击强度   J/m   123.2   127.1  154.9   115.2
  落垂冲击强度   in.lb   52   56  44   32
  弯曲次数   次   29   55  27   8
  光泽度   ％   88.3   98.2  95.8   84.2
  熔融指数   g/10min   5.5   6.7  8.1   8.0
  维卡软化点   ℃   94.0   93.0  84.0   85. 0
  备注   SH-6   SH-65+改性剂  GPPS+SBS+改性剂   GPPS+SBS
注：性能指标采用ASTM相应标准进行测试。

Claims (5)

1.一种能提高抗冲击聚苯乙烯树脂表面光泽度的组合物，按以下步骤制备：
a.物料混合：将占物料总量45-99重量％的聚苯乙烯和占物料总量1-55重量％乙烯一乙酸乙烯酯共聚物加入反应釜中，加热至40-60℃，搅拌使其混合均匀；
其中所说的乙烯一乙酸乙烯酯共聚物中，乙烯含量为55-97重量％，乙酸乙烯酯含量为3-45重量％；
b.预聚合反应：在物料中加入占物料总重量万分之6至万分之30的自由基引发剂，在60～180℃下预聚合引发反应1-6小时；
c.聚合反应：在物料中加入无离子水和分散剂进行悬浮聚合3-8小时；
d.后处理：物料干燥后在物料中加入抗氧剂，制得成品。
2.根据权利要求1所说的组合物，其特征在于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物含量范围为占组合物总重量的5-45％。
3.根据权利要2所说的组合物，其特征在于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物用量范围为占组合物总重量的10-35％。
4.根据权利要求1所说的组合物，其特征在于乙烯在乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的含量范围为占共聚物总重量的60-90％。
5.根据权利要4所说的组合物，其特征在于乙烯在乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的含量范围为占共聚物总重量的65-85％。
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