CN101967249A - 一种增韧聚苯乙烯及其制备方法与应用 - Google Patents

一种增韧聚苯乙烯及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增韧聚苯乙烯及其制备方法与应用。该方法是把12～17％的苯甲酸、0.5～1％的复合催化剂，还有余量的聚乙烯醇缩丁醛混合均匀，投入到挤出机中反应、挤出，得到改性聚乙烯醇缩丁醛；挤出机温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。再把42～51％的改性聚乙烯醇缩丁醛、0.5～1％的硅烷偶联剂，还有余量的聚苯乙烯混合均匀，投入到挤出机中反应、挤出，得到增韧聚苯乙烯；挤出机温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。本发明增韧聚苯乙烯的韧性提高了，刚性符合要求，克服了现有聚苯乙烯性能不够全面的缺陷。

Description

一种增韧聚苯乙烯及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种增韧聚苯乙烯及其制备方法与应用，特别涉及一种用改性聚乙烯醇缩丁醛增韧的聚苯乙烯及其制备方法与应用。
背景技术
聚苯乙烯(简称PS)具有较好的刚性，玻璃化温度比较高，通常用作日常塑料用具和电器外壳。PS一般为头尾结构，主链为饱和碳链，侧基为共轭苯环，这样的分子结构不规整，从而增大了分子的刚性，使PS成为非结晶性的线型聚合物。由于苯环的存在，PS具有较高的玻璃化温度(80～82℃)，所以在室温下是透明而坚硬的，由于分子链的刚性，易因应力而开裂。目前，通常通过在生产PS的过程中加进一定比例的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(简称SBS)来降低PS的脆性，但是随着SBS的加入，聚苯乙烯的刚性又会下降，存在着顾此失彼的难题。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种刚性合格的增韧聚苯乙烯。
本发明的另一目的在于提供上述一种增韧聚苯乙烯的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述一种增韧聚苯乙烯的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种增韧聚苯乙烯，由以下质量百分比的成分所制备得到：
改性聚乙烯醇缩丁醛：42～51％
硅烷偶联剂：        0.5～1％
余量为聚苯乙烯；
所述的改性聚乙烯醇缩丁醛，由以下方法制备得到：
把占改性聚乙烯醇缩丁醛总质量12～17％的苯甲酸、0.5～1％的复合催化剂，还有余量的聚乙烯醇缩丁醛混合均匀，投入到挤出机中反应、挤出，得到改性聚乙烯醇缩丁醛；挤出机温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。
所述硅烷偶联剂为道康宁出产的型号为Z-6030的偶联剂.
所述复合催化剂由氧化铝和氧化锌按1∶1的质量比组成。
上述增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备改性聚乙烯醇缩丁醛：把占改性聚乙烯醇缩丁醛总质量12～17％的苯甲酸、0.5～1％的复合催化剂，还有余量的聚乙烯醇缩丁醛混合均匀，投入到挤出机中反应、挤出，得到改性聚乙烯醇缩丁醛；挤出机温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃；
(2)制备增韧聚苯乙烯：把占增韧聚苯乙烯总质量42～51％的改性聚乙烯醇缩丁醛、0.5～1％的硅烷偶联剂，还有余量的聚苯乙烯混合均匀，投入到挤出机中反应、挤出，得到增韧聚苯乙烯；挤出机温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。
上述增韧聚苯乙烯可用于制作电器外壳、塑料用品等。
高分子量的聚乙烯醇缩丁醛具有很好的韧性，粘结性和抗冲击性，通常应用于汽车和建筑行业中的安全玻璃中。低分子量的聚乙烯醇缩丁醛也有应用于胶粘剂中。本发明利用聚乙烯醇缩丁醛的韧性，应力开裂性能好的特点，在生产聚苯乙烯的过程中，加入一定比例的高分子量的聚乙烯醇缩丁醛，使得最终的聚苯乙烯具有很好的机械强度，同时韧性、应力开裂得到改善。
由于聚乙烯醇缩丁醛和聚苯乙烯的分子结构有较大差别，若直接的共混改性会引起两者的相分裂，起不到增韧的效果，故首先需要对聚乙烯醇缩丁醛进行改性，使得聚乙烯醇缩丁醛能够与聚苯乙烯具有很好的相容性。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明增韧聚苯乙烯的制备方法简单、对设备要求不高，适合大规模推广应用。
(2)相对于未改性的PS，本发明的增韧聚苯乙烯韧性强，同时刚性能满足要求，从而拓宽了PS的应用范围。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)制备改性聚乙烯醇缩丁醛：准确称取聚乙烯醇缩丁醛5kg、苯甲酸0.69kg，复合催化剂(由氧化铝与氧化锌按质量比1∶1组成)28.6g，把上述的物料混合均匀后投入到挤出机中反应挤出，得到改性聚乙烯醇缩丁醛。挤出机挤出温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。出料后切粒备用。
(2)制备增韧聚苯乙烯：称取聚苯乙烯5kg，改性聚乙烯醇缩丁醛3.65kg，硅烷偶联剂(道康宁Z6030)43.5g，把上述物料混合均匀后投入到挤出机中挤出。挤出机挤出温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。
把产品进行制样，测试其硬度、弯曲强度、拉伸强度。
把产品切粒后投入到注塑机中注塑成型。注塑机温度为175℃。注塑模型为录音机外壳。
实施例2
(1)制备改性聚乙烯醇缩丁醛：准确称取聚乙烯醇缩丁醛5kg，苯甲酸0.89kg，复合催化剂(由氧化铝与氧化锌按质量比1∶1组成)47.5g，把上述的物料混合均匀后投入到挤出机中反应挤出，得到改性聚乙烯醇缩丁醛。挤出机挤出温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。出料后切粒备用。
(2)制备增韧聚苯乙烯：称取聚苯乙烯5kg，改性聚乙烯醇缩丁醛4.50kg，硅烷偶联剂(道康宁Z6030)76.6g，把上述物料混合均匀后投入到挤出机中挤出。挤出机挤出温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。
把产品进行制样，测试其硬度、弯曲强度、拉伸强度。
把产品切粒后投入到注塑机中注塑成型。注塑机温度为175℃。注塑模型为录音机外壳。
实施例3
(1)制备改性聚乙烯醇缩丁醛：准确称取聚乙烯醇缩丁醛5kg、苯甲酸1.03kg、复合催化剂(由氧化铝与氧化锌按质量比1∶1组成)61.0g，把上述的物料混合均匀后投入到挤出机中反应挤出，得到改性聚乙烯醇缩丁醛。挤出机挤出温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。出料后切粒备用。
(2)制备增韧聚苯乙烯：称取聚苯乙烯5kg、改性聚乙烯醇缩丁醛5.31kg、硅烷偶联剂(道康宁Z6030)104.2g，把上述物料混合均匀后投入到挤出机中挤出。挤出机挤出温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。
把产品进行制样，测试其硬度、弯曲强度、拉伸强度。
把产品切粒后投入到注塑机中注塑成型。注塑机温度为175℃。注塑模型为录音机外壳。
把上述三个样品进行硬度(根据ASTMD2240标准测试)、弯曲强度(根据ASTMD790弯曲标准测试)、拉伸强度(根据ASTMD638塑料拉伸性能的试验方法测试)的测试，并与未改性的PS进行比较，结果如下表
  硬度   弯曲强度   拉伸强度
  未改性PS   99A   39MPa   22MPa
  实施例1   97A   43MPa   26MPa
  实施例2   95A   47MPa   29MPa
  实施例3   94A   50MPa   33MPa
从上述的测试结果可以看出，本发明的增韧聚苯乙烯，其硬度略有下降，而弯曲强度、拉伸强度得到很大的提升，总体性能优于未改性的PS。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种增韧聚苯乙烯，由以下质量百分比的成分所制备得到：
改性聚乙烯醇缩丁醛：42～51％
硅烷偶联剂：        0.5～1％
余量为聚苯乙烯；
所述的改性聚乙烯醇缩丁醛，由以下方法制备得到：
把占改性聚乙烯醇缩丁醛总质量12～17％的苯甲酸、0.5～1％的复合催化剂，还有余量的聚乙烯醇缩丁醛混合均匀，投入到挤出机中反应、挤出，得到改性聚乙烯醇缩丁醛；挤出机温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。
2.权利要求1所述一种增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备改性聚乙烯醇缩丁醛：把占改性聚乙烯醇缩丁醛总质量12～17％的苯甲酸、0.5～1％的复合催化剂，还有余量的聚乙烯醇缩丁醛混合均匀，投入到挤出机中反应、挤出，得到改性聚乙烯醇缩丁醛；挤出机温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃；
(2)制备增韧聚苯乙烯：把占增韧聚苯乙烯总质量42～51％的改性聚乙烯醇缩丁醛、0.5～1％的硅烷偶联剂，还有余量的聚苯乙烯混合均匀，投入到挤出机中反应、挤出，得到增韧聚苯乙烯；挤出机温度设置为：投料区135℃，塑化区为150℃，出料区为140℃。
3.根据权利要求2所述一种增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：所述复合催化剂由氧化铝和氧化锌按1∶1的质量比组成。
4.权利要求1所述一种增韧聚苯乙烯的应用，其特征在于：所述增韧聚苯乙烯用于制作电器外壳。
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