CN102924838A

CN102924838A - 一种高光泽度和高冲击强度聚苯乙烯树脂组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN102924838A
Application number: CN2012104165269A
Authority: CN
Inventors: 居汉坤; 周伟峰; 曹克平
Original assignee: LAIDUNBAOFU PLASTICIZING CO Ltd JIANGSU
Current assignee: LAIDUNBAOFU PLASTICIZING CO Ltd JIANGSU
Priority date: 2012-10-27
Filing date: 2012-10-27
Publication date: 2013-02-13

Abstract

一种高光泽度和高冲击强度聚苯乙烯树脂组合物，涉及树脂组合物领域，原料组份的重量配比为低顺式聚丁二烯橡胶6~8wt%，白油1~2wt%，苯乙烯90-93wt%，低顺式聚丁二烯橡胶由径粒为2-3μm、4-6μm的二种低顺式聚丁二烯橡胶组成，白油是经超深度精制脱除芳烃、硫和氮等杂质而得到的矿物油品，由分子量为300～400的烷烃和环烷烃组成，该树脂中至少有两种不同粒度聚丁二烯橡胶颗粒分散于聚苯乙烯基体中，分散的橡胶颗粒平均粒径有约0.2~0.8um和1.2~5.0um两种不同平均粒径，易于大规模连续进行。

Description

一种高光泽度和高冲击强度聚苯乙烯树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及树脂组合物领域，尤其是指一种高光泽度和高冲击强度聚苯乙烯树脂组合物，是通过连续法制备的具有高光泽度和高冲击强度的橡胶改性聚苯乙烯树脂组合物。

背景技术

通常的橡胶改性HIPS树脂广泛用于家电和办公设备的外壳，但是它们的模制品外观例如光泽和颜色方面不如丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂，在各种制品包括包装容器用的片材中均需要用高光泽度的模制品，因而HIPS外观的缺点已经成为这种树脂广泛应用的障碍。

通常，分散在聚苯乙烯中的橡胶颗粒越小，则韧性和表面光泽越好，但冲击强度越差，然而，分散在聚苯乙烯中的橡胶颗粒越大，则抗冲击强度越好，但韧性和表面光泽越差。因此，人们为获得优选的橡胶改性HIPS树脂已进行了广泛的研究，日本专利公开No.4-100810指出一种使用两种不同顺式含量的橡胶聚合物来控制橡胶粒度的方法，该日本专利申请的树脂实现了良好的抗冲击强度，但表面光泽不好。

Schwaben等人的美国专利4839418公开了一种由硬聚苯乙烯基体和软相组成的热塑性模制材料，软相被分布于硬相之中，其粒径小于0.8um，虽然此模制材料具有良好的光泽度，但它存在抗冲击强度低的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高光泽度和抗冲击强度的橡胶改性聚苯乙烯树脂，同时提供这种聚苯乙烯树脂组合物的制备方法。

具体是这样实施的：一种高光泽度和高冲击强度聚苯乙烯树脂组合物，其特征在于原料组份的重量配比为：

低顺式聚丁二烯橡胶 6~8wt%

白油 1~2wt%

苯乙烯 90-93wt%

所述的低顺式聚丁二烯橡胶由径粒为2-3μm、4-6μm的二种低顺式聚丁二烯橡胶组成，两者的重量比为7-9：1-3；

所述的白油是经超深度精制脱除芳烃、硫和氮等杂质而得到的矿物油品，由分子量为300～400的烷烃和环烷烃组成，属润滑油馏分。它具有无色、无味、无臭、化学惰性及优良的光、热安定性。聚苯乙烯生产使用高粘度白油，其作用是提高注塑时的流动性并留在产品中做内部润滑剂。

制备方法如下：

1）将低顺式聚丁二烯橡胶破碎溶于苯乙烯总量的75-80%单体中，50℃以下搅拌40~45小时，再打入白油和剩余的苯乙烯继续溶解，搅拌1-2小时，形成第一种混合物；

2）将第一种混合物移入第一反应器中，升温至90~120℃，使苯乙烯单体转变为苯乙烯聚合物；

3）当苯乙烯单体的转化率达25~30%时（此时低顺式聚丁二烯橡胶开始以分散的橡胶颗粒存在），将第一反应器内的混合物转移至后续的反应器中继续反应，后续的反应器连续设置若干个，阶梯式上升逐段控制各反应器的反应温度和转化率；

4）末段反应器的温度控制为160-170℃，当苯乙烯单体的转化率达到75-85%时，将末段反应器中的混合物转移至脱挥槽，在240~260℃的高温下回收未反应的苯乙烯单体，最后将聚合物拉条切粒。

为了获得理想的聚合物，本制备方法中可设置3-5段反应器。

设置3段反应器时，各反应器控制的温度分别是90-120℃，130-150℃，160-170℃，各段反应器控制的转化率依次为25~30%，45-60%，75-85%。

设置4段反应器时，各反应器控制的温度分别是90-120℃，120-140℃，140-160℃，160-170℃，各段反应器控制的转化率依次为25~30%， 40-50%，55-65%，75-85%。

最佳设置为5段反应器，各反应器控制的温度分别是90-120℃，120-130℃，130-145℃，145-160℃，160-170℃，各段反应器控制的转化率依次为25~30%，35-40%，45-50%，65-70%，75-85%。

在制备方法中，在末段反应器中加入常规的抗氧化剂、增塑剂、着色剂等外加添加剂。

本发明方法可生产适合形成高冲击、高光泽产品的树脂，该树脂中至少有两种不同粒度聚丁二烯橡胶颗粒分散于聚苯乙烯基体中，分散的橡胶颗粒平均粒径有约0.2~0.8um和1.2~5.0um两种不同平均粒径，易于大规模连续进行。

具体实施方式

实施例1

将聚丁二烯橡胶6wt%（由径粒为2-3μm、4-6μm的二种低顺式聚丁二烯橡胶组成，二者的重量比为9：1）溶于70wt%的苯乙烯单体中，50℃以下搅拌40-45小时，再打入1 wt%的白油和23 wt%的苯乙烯继续溶解，搅拌1-2小时，形成第一种混合物；

将第一种混合物送入第一反应器预聚合，第一反应器温度控制在90-120℃，转化率控制在25-30%，随后将所得聚合物送入第二、第三、第四、第五反应器，第二、第三、第四、第五反应器控制的温度分别是120-130℃，130-145℃，145-160℃，160-170℃，控制的转化率依次为35-40%，45-50%，65-70%，75-85%；

向末段反应器中加入常规的抗氧化剂、增塑剂、着色剂等外加添加剂，当转化率达到75-85%后，将末段反应器中的混合物转移至脱挥槽，在240~260℃的高温下回收未反应的苯乙烯单体，最后将聚合物拉条切粒。测定了平均粒径、光泽度、悬臂梁式冲击强度和软化温度，并示于表一中。

实施例2

将聚丁二烯橡胶7wt%（由径粒为2-3μm、4-6μm的二种低顺式聚丁二烯橡胶组成，二者的重量比为8：2）溶于72.8wt%的苯乙烯单体中，50℃以下搅拌40-45小时，再打入2 wt%的白油和18.2 wt%的苯乙烯继续溶解，搅拌1-2小时，形成第一种混合物；

将第一种混合物送入第一反应器预聚合，第一反应器温度控制在90-120℃，转化率控制在25-30%，随后将所得聚合物送入第二、第三、第四第应器中，第二、第三、第四反应器控制的温度分别是120-140℃，140-160℃，160-170℃，控制的转化率依次为40-50%，55-65%，75-85%。

实施例3

将聚丁二烯橡胶8wt%（由径粒为2-3μm、4-6μm的二种低顺式聚丁二烯橡胶组成，二者的重量比为7：3）溶于71wt%的苯乙烯单体中，50℃以下搅拌40-45小时，再打入1 wt%的白油和20 wt%的苯乙烯继续溶解，搅拌1-2小时，形成第一种混合物；

将第一种混合物送入第一反应器预聚合，第一反应器温度控制在90-120℃，转化率控制在25-30%，随后将所得聚合物送入第二、第三反应器中，第二、第三反应器控制的温度分别是130-150℃，160-170℃，控制的转化率依次为45-60%，75-85%；

Claims

1.一种高光泽度和高冲击强度聚苯乙烯树脂组合物，其特征在于原料组份的重量配比为：

低顺式聚丁二烯橡胶 6~8wt%

白油 1~2wt%

苯乙烯 90-93wt%

所述的白油是经超深度精制脱除芳烃、硫和氮等杂质而得到的矿物油品，由分子量为300～400的烷烃和环烷烃组成。

2.根据权利要求1所述高光泽度和高冲击强度聚苯乙烯树脂组合物的制备方法，其特征在于：

3）当苯乙烯单体的转化率达25~30%时，将第一反应器内的混合物转移至后续的反应器中继续反应，后续的反应器连续设置若干个，阶梯式上升逐段控制各反应器的反应温度和转化率；

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于制备方法中设置3-5段反应器。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于设置3段反应器时，各反应器控制的温度分别是90-120℃，130-150℃，160-170℃，各段反应器控制的转化率依次为25~30%，45-60%，75-85%。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于设置4段反应器时，各反应器控制的温度分别是90-120℃，120-140℃，140-160℃，160-170℃，各段反应器控制的转化率依次为25~30%， 40-50%，55-65%，75-85%。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于设置5段反应器时，各反应器控制的温度分别是90-120℃，120-130℃，130-145℃，145-160℃，160-170℃，各段反应器控制的转化率依次为25~30%，35-40%，45-50%，65-70%，75-85%。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于在末段反应器中加入常规的抗氧化剂、增塑剂、着色剂等外加添加剂。