CN101759994B - 一种半透明聚苯醚复合物及其制备方法 - Google Patents

一种半透明聚苯醚复合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半透明聚苯醚复合物及其制备方法。由如下组分和重量百分数组成：聚苯醚树脂30～80重量％，苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物20～70重量％，加工助剂0～5重量％，抗氧剂0～1.5重量％。本发明的聚苯醚与苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的复合物，保持了聚苯醚耐热性好、电压击穿强度高等特点，并且具有较高的透明度和表面硬度，应用领域广泛，包括食品包装器皿，灯罩，电器的外观部件等。

Description

一种半透明聚苯醚复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种半透明聚苯醚复合物及其制备方法。
背景技术
苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物是由苯乙烯单体与甲基丙烯酸甲酯单体进行自由基共聚合可得，共聚物中苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的比例可以通过单体的投入比例来控制，聚合方法有本体法、悬浮法和乳液法。苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物兼具聚苯乙烯的良好加工流动性、光学特性和低吸湿性；比聚苯乙烯有更优的表面硬度、耐候性、抗冲击性能；折射率为1.562，接近PS。由于苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物出色的性能，其在化妆品包装、文具、光学材料、汽车部件、电器外观件等领域得到广泛的应用，但其耐热性却是有限的，在用作一些发热的器具的部件或需要加热的器皿时显得耐热不足。
聚苯醚是由美国通用电气公司于1964研制成功，并于1965年正式投入生产。纯的聚苯醚树脂存在加工困难、制品容易开裂和成本高等缺点，现在实际应用中大都是聚苯醚和高抗冲聚苯乙烯的共混物。聚苯醚与聚苯乙烯树脂可以以任意比例相容，根据ISO测试方法在1.82MPa的负荷下测试的聚苯醚热变形温度可达190℃，聚苯乙烯为85℃，其共混物的热变形温度可在85～190℃之间调整，实际应用中根据需要进行选择，如用于需要加热的食品包装容器时可以选择耐热高于100℃的共混物。但是，由于高抗冲聚苯乙烯是不透明的，聚苯醚和高抗冲聚苯乙烯的共混物透明性差，限制了其在需要透明性的领域中使用。
中国专利CN1344291A提出了采用聚苯醚、苯乙烯树脂和弹性体嵌段共聚物的共混制备得半透明的共混物，此共混物实现了耐热性和半透明的要求，但是苯乙烯树脂以及弹性体嵌段共聚物在高温条件下使用时的耐候性以及耐老化性能是欠佳的，特别是弹性体嵌段共聚物因为含有双键而更容易被氧化。苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物与聚苯乙烯相比，除了有聚苯乙烯的透明、易加工等优点外，还有其自身的特点，如比聚苯乙烯有更高的表面硬度，冲击强度更高，且分子链上没有双键。利用苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物替代聚苯乙烯，能开发出性能更优的聚苯醚与苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物复合材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐热性好、表面硬度高的聚苯醚与苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的半透明复合物。
本发明的另一目的是提供上述复合物的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的半透明聚苯醚复合物，由如下组分和重量百分数组成：聚苯醚树脂30～80重量％，苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物20～70重量％，加工助剂0～5重量％，抗氧剂0～1.5重量％。
其中聚苯醚树脂包括所有已知的聚苯醚树脂。在25℃氯仿中测定的特性粘度在0.20～0.60dl/g之间的树脂。可以使用一种单独特性粘度的聚苯醚树脂，也可以选用几种不同特性粘度聚苯醚树脂复合物。聚苯醚的外观可以是粉末状也可以是颗粒状。
上述苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物包括基于共聚物的重量苯乙烯含量为20～80重量％的所有苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物因为含有苯乙烯链段，其与聚苯醚树脂的相容性好，基于共聚物的重量苯乙烯含量为20～80重量％的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物可以与聚苯醚任意比例相容。与聚苯乙烯相比，苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物具有更好的冲击强度；且苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物分子链中不含双键，与聚苯乙烯以及苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体相比有更好的耐候性和耐老化性能。
上述加工助剂为脂肪酸酰胺、脂肪酸类复合物、石蜡、白矿油、有机硅油、α-甲基苯乙烯中的一种或多种混合物，加工时可以有效改善各组分的分散性，降低塑料熔体与金属表面的黏附力以及塑料熔体的内摩擦，有利于提高复合物的熔体流动速率，有利于解决注塑时制件中出现的熔接痕、脱模困难等问题。
上述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类、金属钝化剂中的一种或几种的混合物，其中适合于本体系的酚类抗氧剂为2，4，6-三叔丁基苯酚、2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)；亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三(壬基苯基)或亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)脂(抗氧剂168)；含硫酯类抗氧剂为硫代二丙酸二月桂脂或硫代二丙酸二(十八)脂；金属钝化剂类抗氧剂为N，N-二乙酰基己二酰基二酰肼、N-亚水杨基-N-水杨基酰肼或双水杨酰肼。加入抗氧剂的目的一是提高复合材料的热稳定性，防止复合物材料在挤出造粒或注塑制件过程中降解；另一目的是提高复合物的长期老化性能。
本发明的半透明聚苯醚复合物的制备方法，其步骤是：先将聚苯醚树脂、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、加工助剂和抗氧剂经高速混合机分散混合后，通过双螺杆挤出机熔融、混练、挤出、冷却、干燥、切粒和包装。螺杆各区温度应保持在230～300℃之间，双螺杆挤出机的长径比为32～40，螺杆转速为260～500转/分钟。
本发明具有如下有益效果：本发明的聚苯醚与苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的复合物，保持了聚苯醚耐热性好、电压击穿强度高等特点，并且具有较高的透明度和表面硬度，应用领域广泛，包括食品包装器皿，灯罩，电器的外观部件等。
具体实施方式
本发明的聚苯醚与苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的半透明复合物的制备方法，其步骤是：先将聚苯醚树脂、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、阻燃剂、加工助剂、抗氧剂经高速混合机分散混合后，通过双螺杆挤出机熔融、混练、挤出、冷却、干燥、切粒和包装。螺杆各区温度应保持在280℃之间，双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为400转/分钟。
按照上述的制备方法，本实施案例采用的聚苯醚为特性粘度在0.45dl/g的聚苯醚，基于共聚物重量苯乙烯含量为40重量％的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(LG化学公司生产的XT560)，加工助剂为白矿油，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168。其具体及所得复合物的性能测试结果见表1。
表1实施例的配方表及复合物的性能测试结果
Figure G2008102203128D00051

Claims (1)

1.一种半透明聚苯醚复合物，其特征在于由如下组分和重量百分数组成：
Figure FSB00000792330600011
所述XT560为LG化学公司生产的基于共聚物重量苯乙烯含量为40重量％的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，聚苯醚在25℃氯仿中测定的特性粘度为0.45dl/g。
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