CN102417717A - 相容剂及其制备方法、包含该相容剂的合金、制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种塑料合金用相容剂及制备方法，尤其涉及一种聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂的制备，该相容剂是一种接枝物，由苯乙烯乙烯丁二烯嵌段共聚物、聚苯醚、马来酸酐单体、过氧化物引发剂和加工助剂发生接枝反应得到。将除过氧化物引发剂除外的其它组分如苯乙烯乙烯丁二烯嵌段共聚物、聚苯醚、马来酸酐单体和加工助剂按比例放入高速混合机中混合，然后将过氧化物通过主喂料加入到双螺杆挤出机中，引发剂通过侧喂料加入到挤出机中，经熔融塑化、捏合混炼、机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到相容剂产品。将此相容剂与聚苯醚、聚丙烯、增韧剂和抗氧剂按比例放入混料机中混合，再加入到双螺杆挤出机中塑化挤出得到聚苯醚/聚丙烯合金。

Description

相容剂及其制备方法、包含该相容剂的合金、制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑料相容剂及其制备方法，包含含有这种相容剂的聚苯醚/聚丙烯合金及其制备方法；尤其涉及一种聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂及其制备方法、包含该相容剂的聚苯醚/聚丙烯合金及其制备方法。
背景技术
聚苯醚(PPO)树脂是由美国GE公司于1957年首次制得，并于1964年实现工业化生产。由于PPO树脂加工困难，难以实际应用，直到1966年，GE公司开发改性PPO树脂后，改性PPO才以其优异的性能和众多的品级，作为通用工程塑料获得了迅速发展，成为继PA、PC、POM、PBT/PET之后的第五大通用工程塑料。PPO树脂具有以下性能优点：无毒、透明，相对密度小，耐热性好，机械强度高，耐水性好，尺寸稳定性好，电性能优异，阻燃性好，耐化学药品性佳，但是PPO树脂也有其致命的缺陷，表现在熔体黏度大，流动性极差，耐溶剂性差，抗氧性不好等，因此PPO树脂很少单独使用，目前90％以上的PPO树脂都是和其它聚合物共混后作为合金使用或进行化学改性后使用。
PPO树脂与PP树脂合金也是由GE公司率先开发并成功推出的新产品，其在性能和价格之间能够实现较好的平衡。PPO树脂和PP合金属于完全不相容体系，需要在其中添加相容剂提高二者的相容性。根据相似相容原理，选择与PPO相容性好的苯乙烯和与PP相容性好的烯烃所形成的二嵌段或三嵌段共聚物能够提高二者粘结性。但在实际开发过程中，这种相容剂产品并不能对PPO/PP合金的冲击强度提高有太大帮助。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是找到一种既能提高聚苯醚/聚丙烯合金材料的相容性，又能保证该合金材料的冲击强度的相容剂。
本发明提供的一种聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂，所述相容剂是由苯乙烯乙烯丁二烯嵌段共聚物、聚苯醚、马来酸酐单体、过氧化物引发剂和加工助剂按一定比例发生接枝反应得到。上述合金相容剂的制备方法，将除过氧化物引发剂之外的组分如苯乙烯乙烯丁二烯嵌段共聚物、聚苯醚、马来酸酐单体和加工助剂按比例放入高速混合机中混合，然后通过主喂料加入到双螺杆挤出机中，过氧化物引发剂通过侧喂料加入到挤出机中，混合物料经熔融塑化、捏合混炼、机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到产品。
本发明还提供一种聚苯醚/聚丙烯合金，所述聚苯醚/聚丙烯合金含有聚苯醚、聚丙烯、相容剂、增韧剂，抗氧剂，所述相容剂为上述的相容剂。采用上述的相容剂既能提高聚苯醚/聚丙烯合金材料的相容性，又能保证该合金材料的冲击强度。
上述聚苯醚/聚丙烯合金的制备方法，将上述的相容剂与聚苯醚、聚丙烯、增韧剂和抗氧剂按比例放入混料机中混合，再加入到双螺杆挤出机中塑化挤出得到聚苯醚/聚丙烯合金。
具体实施方式
本发明提供一种聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂，所述相容剂是由是由苯乙烯乙烯丁二烯嵌段共聚物、聚苯醚、马来酸酐单体、过氧化物引发剂和加工助剂按一定比例发生接枝反应得到。
苯乙烯丁二烯嵌段共聚物   60-88％；
聚苯醚                   10-35％；
马来酸酐单体             0.5-5％；
过氧化物引发剂           0.01-2％；
加工助剂                 0.1-2％；
组方中的苯乙烯丁二烯嵌段共聚物为苯乙烯含量大于50％的氢化乙烯丁二烯嵌段共聚物SEBS，优选日本旭化成公司的Tufec H1043。
组方中的马来酸酐单体为无色针状晶体，有一定刺激性气味，熔点52.8℃，相对密度1.48，相对分子质量98.06。
组方中的过氧化物引发剂选自二烷基过氧化物类引发剂。包括双(叔丁基过氧化异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷、过氧化二异丙苯或二叔丁基过氧化物中的一种。
组方中的加工助剂包括PE蜡、硅酮或者脂肪酸及其衍生物。
上述相容剂的制备方法，将除过氧化物引发剂之外的组分如苯乙烯乙烯丁二烯嵌段共聚物、聚苯醚、马来酸酐单体和加工助剂按比例放入高速混合机中混合，然后通过主喂料加入到双螺杆挤出机中，过氧化物引发剂通过侧喂料加入到挤出机中，挤出机从加料口到机头的的各段螺杆温度设置在80℃-280℃之间，混合物料经熔融塑化、捏合混炼、机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到产品。
本发明还提供一种聚苯醚/聚丙烯合金，所述聚苯醚/聚丙烯合金含有聚苯醚、聚丙烯、相容剂、增韧剂，抗氧剂，所述相容剂为本发明的相容剂。
上述聚苯醚/聚丙烯合金，以聚苯醚/聚丙烯合金的重量计，包括：
聚苯醚    25-55％；
聚丙烯    20-55％；
相容剂    5-15％；
增韧剂    5-10％；
抗氧剂    0.3-1.0％；
用于本发明的聚丙烯既可以是共聚聚丙烯，也可以是均聚聚丙烯，熔体流动速率在1～50g/10min的产品，优选上海赛科的共聚聚丙烯k7926。
合金组方中的增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
合金组方中的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯-乙烯丁二烯链段比为30/70～35/65，优选科腾公司的G1652。
合金组方中的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物，优选受阻酚类抗氧剂1010，亚磷酸酯类抗氧剂168。
一种聚苯醚/聚丙烯合金的制备方法，将本发明的相容剂与聚苯醚、聚丙烯、增韧剂和抗氧剂按比例放入混料机中混合，再加入到双螺杆挤出机中塑化挤出得到聚苯醚/聚丙烯合金，挤出机从加料口到机头的各段螺杆温度设置在180℃-280℃之间。
实施例1～6
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一、制备本发明的相容剂：
按照重量百分比份称取以下组分：
苯乙烯丁二烯嵌段共聚物 60％；
PPO树脂                35％；
马来酸酐单体           4％；
过氧化二异丙苯         0.5％；
硅酮                   0.5％；
将除引发剂除外的其它组分按比例放入高速混合机中混合10分钟，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中，引发剂通过侧喂料计量后加入到挤出机中，挤出机从加料口到机头的的各段螺杆温度设置在100℃-240℃之间，混合物料经熔融塑化、捏合混炼、机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到相容剂产品CMGT1。
二、制备聚苯醚/聚丙烯合金
将聚苯醚树脂放入烘箱中用110℃烘烤3小时，将聚丙烯树脂放入烘箱中用80℃烘烤3小时，以除去原材料中的水分。将物料投入到高速混料机中混合5分钟，将混合好的物料再加入到双螺杆挤出机中塑化挤出，挤出机各段的温度控制在230℃～270℃之间，将挤出物经水槽风干后切粒即得聚苯醚/聚丙烯合金产品WS01。
上述物料具体配方和比例如下：
Figure BDA0000111748870000041
实施例2
一、制备本发明的相容剂：
按照重量百分比份称取以下组分：
苯乙烯丁二烯嵌段共聚物      65％；
PPO树脂                     30％；
马来酸酐单体                2.9％；
双(叔丁基过氧化异丙基)苯    2％；
PE蜡                        0.1％；
将除引发剂除外的其它组分按比例放入高速混合机中混合8分钟，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中，引发剂通过侧喂料计量后加入到挤出机中，挤出机从加料口到机头的的各段螺杆温度设置在100℃-240℃之间，混合物料经熔融塑化、捏合混炼、机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到相容剂产品CMGT2。
二、制备聚苯醚/聚丙烯合金
将聚苯醚树脂放入烘箱中用110℃烘烤3小时，将聚丙烯树脂放入烘箱中用80℃烘烤3小时，以除去原材料中的水分。将物料投入到高速混料机中混合5分钟，将混合好的物料再加入到双螺杆挤出机中塑化挤出，挤出机各段的温度控制在230℃～270℃之间，将挤出物经水槽风干后切粒即得聚苯醚/聚丙烯合金产品WS02。
上述物料具体配方和比例如下：
聚苯醚                25％；
聚丙烯                55％；
本发明的相容剂CMGT2   14.6％；
增韧剂SEBS            5％；
抗氧剂1010            0.2％；
抗氧剂168             0.2％；
实施例3
一、制备本发明的相容剂：
按照重量百分比份称取以下组分：
苯乙烯丁二烯嵌段共聚物      70％；
PPO树脂                     18％；
马来酸酐单体                5％；
双(叔丁基过氧化异丙基)苯    5％；
PE蜡                        2％；
将除引发剂除外的其它组分按比例放入高速混合机中混合9分钟，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中，引发剂通过侧喂料计量后加入到挤出机中，挤出机从加料口到机头的的各段螺杆温度设置在100℃-240℃之间，混合物料经熔融塑化、捏合混炼、机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到相容剂产品CMGT3。
二、制备聚苯醚/聚丙烯合金
将聚苯醚树脂放入烘箱中用110℃烘烤3小时，将聚丙烯树脂放入烘箱中用80℃烘烤3小时，以除去原材料中的水分。将物料投入到高速混料机中混合5分钟，将混合好的物料再加入到双螺杆挤出机中塑化挤出，挤出机各段的温度控制在230℃～270℃之间，将挤出物经水槽风干后切粒即得聚苯醚/聚丙烯合金产品WS03。
上述物料具体配方和比例如下：
聚苯醚            30％；
聚丙烯            55％；
本发明的相容剂CMGT35％；
增韧剂SEBS        9.7％；
抗氧剂1010    0.2％；
抗氧剂168     0.1％；
实施例4
一、制备本发明的相容剂：
按照重量百分比份称取以下组分：
苯乙烯丁二烯嵌段共聚物 75％；
PPO树脂                22％；
马来酸酐单体           1％；
过氧化二异丙苯         0.01％；
硅酮                   1.99％；
将除引发剂除外的其它组分按比例放入高速混合机中混合10分钟，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中，引发剂通过侧喂料计量后加入到挤出机中，挤出机从加料口到机头的的各段螺杆温度设置在100℃-240℃之间，混合物料经熔融塑化、捏合混炼、机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到相容剂产品CMGT4。
二、制备聚苯醚/聚丙烯合金
将聚苯醚树脂放入烘箱中用110℃烘烤3小时，将聚丙烯树脂放入烘箱中用80℃烘烤3小时，以除去原材料中的水分。将物料投入到高速混料机中混合5分钟，将混合好的物料再加入到双螺杆挤出机中塑化挤出，挤出机各段的温度控制在230℃～270℃之间，将挤出物经水槽风干后切粒即得聚苯醚/聚丙烯合金产品WS04。
上述物料具体配方和比例如下：
聚苯醚                54％；
聚丙烯                20％；
本发明的相容剂CMGT4   15％；
增韧剂SEBS            10％；
抗氧剂1010            0.5％；
抗氧剂168             0.5％；
实施例5
一、制备本发明的相容剂：
按照重量百分比份称取以下组分：
苯乙烯丁二烯嵌段共聚物   80％；
PPO树脂                             18％；
马来酸酐单体                        0.5％；
2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷 0.5％；
硬脂酸酰胺                          1％；
将除引发剂除外的其它组分按比例放入高速混合机中混合6分钟，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中，引发剂通过侧喂料计量后加入到挤出机中，挤出机从加料口到机头的的各段螺杆温度设置在100℃-250℃之间，混合物料经熔融塑化、捏合混炼、机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到相容剂产品CMGT5。
二、制备聚苯醚/聚丙烯合金
将聚苯醚树脂放入烘箱中用110℃烘烤3小时，将聚丙烯树脂放入烘箱中用80℃烘烤3小时，以除去原材料中的水分。将物料投入到高速混料机中混合5分钟，将混合好的物料再加入到双螺杆挤出机中塑化挤出，挤出机各段的温度控制在230℃～270℃之间，将挤出物经水槽风干后切粒即得聚苯醚/聚丙烯合金产品WS05。
上述物料具体配方和比例如下：
聚苯醚                    55％；
聚丙烯                    24％；
本发明的相容剂CMGT5       15％；
增韧剂SEBS                5％；
抗氧剂1010                0.7％；
抗氧剂168                 0.3％；
实施例6
一、制备本发明的相容剂：
按照重量百分比份称取以下组分：
苯乙烯丁二烯嵌段共聚物              88％；
PPO树脂                             10％；
马来酸酐单体                        1.4％；
2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷 0.3％；
硬脂酸酰胺                          0.3％；
将除引发剂除外的其它组分按比例放入高速混合机中混合6分钟，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中，引发剂通过侧喂料计量后加入到挤出机中，挤出机从加料口到机头的的各段螺杆温度设置在100℃-250℃之间，混合物料经熔融塑化、捏合混炼、机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到相容剂产品CMGT6。
二、制备聚苯醚/聚丙烯合金
将聚苯醚树脂放入烘箱中用110℃烘烤3小时，将聚丙烯树脂放入烘箱中用80℃烘烤3小时，以除去原材料中的水分。将物料投入到高速混料机中混合5分钟，将混合好的物料再加入到双螺杆挤出机中塑化挤出，挤出机各段的温度控制在230℃～270℃之间，将挤出物经水槽风干后切粒即得聚苯醚/聚丙烯合金产品WS06。
上述物料具体配方和比例如下：
聚苯醚                40％；
聚丙烯                45％；
本发明的相容剂CMGT    68％；
增韧剂SEBS            6.4％；
抗氧剂1010            0.3％；
抗氧剂168             0.3％；
上述制备的相容剂的配方汇总在表1。
上述制备的相容剂的配方汇总在表2。
上述制备的合金的物理性能见下表3。
表1相容剂的配方表
  原料名称   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6
  苯乙烯丁二烯嵌段共聚物   60   65   70   75   80   88
  聚苯醚   35   30   18   22   18   10
  马来酸酐单体   4   29   5   1   0.5   1.4
  过氧化物引发剂   0.5   2   5   0.01   0.5   0.3
  加工助剂   0.5   0.1   2   1.99   1   0.3
表2合金的配方表
Figure BDA0000111748870000081
Figure BDA0000111748870000091
表3
Figure BDA0000111748870000092

Claims (10)

1.一种聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂，其特征在于该相容剂主要由苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、聚苯醚、马来酸酐单体、过氧化物引发剂和加工助剂组成，所述的相容剂质量含量如下：
苯乙烯丁二烯嵌段共聚物     60-88％；
聚苯醚                     10-35％；
马来酸酐单体               0.5-5％；
过氧化物引发剂             0.01-2％；
加工助剂                   0.1-2％。
2.如权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂，其特征在于所述的苯乙烯丁二烯嵌段共聚物为苯乙烯含量大于50％的氢化乙烯丁二烯嵌段共聚物。
3.如权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂，其特征在于所述的马来酸酐单体为无色针状晶体，有一定刺激性气味，熔点52.8℃，相对密度1.48，相对分子质量98.06。
4.如权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂，其特征在于所述的过氧化物引发剂为双(叔丁基过氧化异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷、过氧化二异丙苯或二叔丁基过氧化物。
5.如权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂，其特征在于所述的加工助剂为PE蜡、硅酮或者脂肪酸及其衍生物。
6.制备如权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)按所述重量百分比含量称取原料：
苯乙烯丁二烯嵌段共聚物 60-88％；
聚苯醚                 10-35％；
马来酸酐单体           0.5-5％；
过氧化物引发剂         0.01-2％；
加工助剂               0.1-2％；
(2)将除过氧化物引发剂除外的其它组分按比例放入高速混合机中混合3-10分钟，通过主喂料计量后加入到双螺杆挤出机中，引发剂通过侧喂料计量后加入到挤出机中，挤出机从加料口到机头的的各段螺杆温度设置在80℃-280℃之间，混合物料经熔融塑化、捏合混炼、机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥，得到产品。
7.一种聚苯醚/聚丙烯合金，其特征在于该合金主要由聚苯醚、聚丙烯、相容剂、增韧剂和抗氧剂组成，所述的相容剂为如权利要求1所述的的聚苯醚/聚丙烯合金用相容剂，所述的合金质量含量如下：
聚苯醚    25-55％；
聚丙烯    20-55％；
相容剂    5-15％；
增韧剂    5-10％；
抗氧剂    0.3-1.0％。
8.如权利要求7所述的聚苯醚/聚丙烯合金，其特征在于所述的增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-乙烯丁二烯链段比为30/70～35/65。
9.如权利要求7所述的聚苯醚/聚丙烯合金，其特征在于所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。
10.制备如权利要求7所述的聚苯醚/聚丙烯合金的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)按所述重量百分比含量称取原料：
聚苯醚    25-55％；
聚丙烯    20-55％；
相容剂    5-15％；
增韧剂    5-10％；
抗氧剂    0.3-1.0％；
(2)将原料按比例放入混料机中混合，再加入到双螺杆挤出机中塑化挤出得到聚苯醚/聚丙烯合金，挤出机从加料口到机头的各段螺杆温度设置在180℃-280℃之间。
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