CN103059432A

CN103059432A - 一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法

Info

Publication number: CN103059432A
Application number: CN2012105849487A
Authority: CN
Inventors: 张明连; 赵宁; 牛茂平; 刘机关; 金海木; 欧阳晓琛
Original assignee: QINGDAO RICH PLASTIC NEW MATERIAL CO Ltd
Current assignee: QINGDAO RICH PLASTIC NEW MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2032-12-31
Also published as: CN103059432B

Abstract

一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法，属于高分子材料改性技术领域。本发明以GPPS为基体树脂原料，以MBS、油性增韧剂为主要的功能助剂，添加透明颜料和各种加工助剂，所有物料混合均匀后，经双螺杆挤出机混炼，水环热切粒机切粒，得到透明增韧聚苯乙烯功能色母料颗粒，将该功能色母料颗粒与GPPS原料混合使用，能够提高材料的韧性，显著改善制件因应力开裂产生的不良，同时赋予GPPS材料各种透明颜色效果，而对材料的透明度几乎无影响，在家电、办公用品、电子电气、包装等领域具有广阔的应用前景，特别适用于注塑透明冰箱抽屉件。

Description

一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法。

背景技术

通用级聚苯乙烯（GPPS）是一类常用的塑料，具有透明性好，价格低等优点，其作为通用塑料使用，最主要的缺点是质脆易裂、冲击强度低。以聚丁二烯橡胶为增韧剂，通过聚合反应制得的高抗冲性聚苯乙烯(HIPS)，在电子、电气、办公、日用品等领域有着广泛的应用，然而这种材料也存在明显的缺点，主要是由于材料中引入了聚丁二烯橡胶，导致材料几乎不透明。

为了改善GPPS的韧性，同时不显著影响材料的透明度，人们采用丁二烯、丙烯酸酯类化合物为改性剂，通过聚合反应得到透明性和韧性兼具的材料，目前已实现工业化的产品有：丁二烯/苯乙烯共聚物（K树脂）、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物（MBS）、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物（MS）等，这类材料与GPPS比较，其韧性有了显著的提高，但是刚性明显不足，透明度也有一定程度下降，其价格也远高于GPPS，再加上通过聚合反应批量生产时，无法赋予材料各种复杂的透明颜色效果，其应用受到较大限制。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法。

本发明的技术方案为：透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法的步骤如下：

步骤一：将GPPS与油性增韧剂混合;

步骤二：加入MBS、透明颜料和其他加工助剂，混合；

步骤三：将所有物料进行混炼、切粒；

所述油性增韧剂为植物油和/或矿物油。

优化的，各组分的重量份为：

GPPS 30～70份

MBS 10～50份

油性增韧剂 2～20份

透明颜料 0.1～5份

其他加工助剂 1～5份

本发明对GPPS无特殊要求，可以通过多种商业渠道购得。优化的，所述GPPS的粒径为30～200目。可以先将购买的GPPS原料用塑料磨粉机磨成30-200目的粉体GPPS。

本发明对植物油和/或矿物油和无特殊要求，可以通过多种商业渠道购得。优化的，所述的植物油选自橄榄油、玉米油、大豆油、棉籽油、桐油、亚麻油、苏子油、大麻油、葵花油、蓖麻油、妥尔油中的一种或多种；所述矿物油可以是主要成分为含碳原子数16～30的烃类化合物。优化的，所述矿物油选自液体石蜡油、环烷油、芳烃类矿物油中的一种或几种。优化的，所述透明颜料选自透明氧化铁颜料、透明酞青颜料、透明偶氮颜料中的一种或几种。

优化的，所述其他加工助剂选自抗氧剂、润滑剂、分散剂中的一种或多种。

优化的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，受阻酚类抗氧剂选自四β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸季戊四醇酯、β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯中的一种，亚磷酸酯类抗氧剂选自三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、双十八烷基季戊四醇二亚磷酸酯中的一种；所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺和硬脂酸锌的混合物；所述分散剂为改性EBS，其结构式为RCONXCH₂-CH₂NXCOR，X为高级脂肪酸根，R为高级烷烃。

本发明还提供一种透明增韧聚苯乙烯材料，由GPPS和透明增韧聚苯乙烯功能色母料构成，所述透明增韧聚苯乙烯功能色母料由本发明任一实施例的制备方法制得。将本发明的功能色母料与GPPS原料混合使用，能够提高材料的韧性，显著改善制件因应力开裂产生的不良，同时赋予GPPS材料各种透明颜色效果，同时对材料的透明度几乎无影响。

上述所述物质均为市售产品，本发明对所述物质没有特殊要求，可以通过多种商业渠道购得。

本发明的有益效果：1，本发明用MBS为增韧剂，对GPPS的增韧效果明显；2，本发明用植物油或/和矿物油为增韧剂，原料易得，成本较低，植物油还具有无毒的特点；3，本发明制备的聚苯乙烯功能色母料兼具透明性和韧性；4，本发明的功能色母料与GPPS原料混合使用，能够提高材料的韧性，显著改善制件因应力开裂产生的不良，同时赋予GPPS材料各种透明颜色效果，同时对材料的透明度几乎无影响；5，本发明的功能色母料能够应用在家电、办公用品、电子电气、包装等领域，特别适用于注塑透明冰箱抽屉件。

具体实施方式

下面通过实施例具体说明本发明，并制备成聚苯乙烯材料，然后进行性能测试。需要说明的是，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

聚苯乙烯材料的制备和性能测试：本发明的实施例制得的透明增韧聚苯乙烯功能色母料和对比例普通透明聚苯乙烯色母料，分别与GPPS原料按照1:25的重量比混合，并注塑成GB/T1843、GB/T1040测试标准要求的拉伸、冲击样条和长80mm×宽45mm×厚4mm的薄片，进行如下测试：1，按照GB/T1843、GB/T1040测试标准，在相同条件下，分别测定各拉伸样条的断裂伸长率和冲击样条的冲击强度，记录在表1中。2，按照GB/T2410测试标准，在相同条件下，测定各薄片的透光率，记录在表1中。

冲击强度和断裂伸长率的数值越大说明被测样品的韧性越好，薄片的透光率数值越大说明薄片越透明。

实施例1

本实施例的透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法的步骤如下：

步骤一：先将GPPS原料，加入塑料磨粉机中，磨成50～150目的粉体GPPS，再和植物油、矿物油在转速为500r/min的高速混合机中混合30分钟，使粉体GPPS充分吸油。

步骤二：将MBS、抗氧剂、润滑剂、分散剂和透明颜料加入高速混合机中，在800r/min的转速下高速混合3分钟。

步骤三：将混合均匀的所有物料，在180～230℃条件下，经双螺杆挤出机混炼，水环热切粒机切粒，得到透明增韧聚苯乙烯功能色母料颗粒。

本实施例的植物油采用橄榄油；矿物油采用液体石蜡油；抗氧剂采用四β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸季戊四醇酯和三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。本实施例的所有组分总重量为200kg，各组分的重量份比为：

粉体GPPS 40份

MBS 50份

橄榄油 3份

液体石蜡油 5份

四β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸季戊四醇酯 0.2份

三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯 0.2份

润滑剂EBS 0.3份

润滑剂ZnSt 0.3份

分散剂改性EBS 0.5份

透明酞青兰颜料 0.5份

将制得的透明增韧聚苯乙烯功能色母料颗粒与GPPS原料按照1:25的重量比混合，注塑成GB/T1843、GB/T1040测试标准要求的拉伸、冲击样条和长80mm×宽45mm×厚4mm的薄片。然后进行性能测试。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的植物油采用玉米油；矿物油采用液体石蜡油；抗氧剂采用四β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸季戊四醇酯和三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。本实施例的所有组分总重量为200kg，各组分的重量份比为：

粉体GPPS 50份

MBS 42份

玉米油 3份

液体石蜡油 3份

四β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸季戊四醇酯 0.2份

三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯 0.2份

润滑剂EBS 0.3份

润滑剂ZnSt 0.3份

分散剂改性EBS 0.5份

透明偶氮类黄颜料 0.5份

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的植物油采用桐油；矿物油采用环烷油；抗氧剂采用β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯和三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。本实施例的所有组分总重量为200kg，各组分的重量份比为：

粉体GPPS 60份

MBS 24份

桐油 8份

环烷油 5份

β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯 0.2份

三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯 0.2份

润滑剂EBS 0.3份

润滑剂ZnSt 0.3份

分散剂改性EBS 0.5份

透明氧化铁红颜料 1.5份

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的植物油采用桐油；矿物油采用液体石蜡油；抗氧剂采用β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯和双十八烷基季戊四醇二亚磷酸酯。本实施例的所有组分总重量为200kg，各组分的重量份比为：

粉体GPPS 70份

MBS 10份

桐油 6份

液体石蜡油 12份

β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯 0.2份

双十八烷基季戊四醇二亚磷酸酯 0.2份

润滑剂EBS 0.3份

润滑剂ZnSt 0.3份

分散剂改性EBS 0.5份

透明酞青兰颜料 0.5份

对比例1

将普通透明聚苯乙烯红色母料与GPPS原料按照1:25的重量比混合，注塑成GB/T1843、GB/T1040测试标准要求的拉伸、冲击样条和长80mm×宽45mm×厚4mm的薄片。

对比例2

将普通透明聚苯乙烯蓝色母料与GPPS原料按照1:25的重量比混合，注塑成GB/T1843、GB/T1040测试标准要求的拉伸、冲击样条和长80mm×宽45mm×厚4mm的薄片。

表1

通过表1中的数据对比可知：用实施例制备的透明增韧聚苯乙烯功能色母料制备的透明增韧聚苯乙烯材料，其冲击强度和断裂伸长率优于对比例，透光率值与对比例相当，因此实施例制备的色母料韧性更好，透光率几乎无变化，本发明的制备方法优于对比例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

本发明实施例中GPPS原料为BASF 生产，牌号为165H；增韧剂MBS为罗门哈斯 EXL-2620；抗氧剂：四β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸季戊四醇酯（抗氧剂1010）、β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯（抗氧剂1076）、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（抗氧剂168）、双十八烷基季戊四醇二亚磷酸酯（抗氧化剂-PEP-8T）为汽巴公司生产；润滑剂：乙烯基双硬脂酰胺（EBS）、硬脂酸锌（ZnSt），分散剂为改性EBS，透明氧化铁颜料、透明酞青颜料、透明偶氮颜料均为市售常见原料。主要设备：塑料磨粉机，由张家港市立邦机械有限公司生产，型号为SMP-600；塑料注塑成型机，由中国海天机械集团生产，型号为SA-600/150；双螺杆挤出机，由南京诺达挤出装备有限公司生产，型号为TDS-30B；高速混合机，由张家港市华林机械厂生产，型号为SHR-500。

Claims

1.一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：将GPPS与油性增韧剂混合;

步骤二：加入MBS、透明颜料和其他加工助剂，混合；

步骤三：将所有物料进行混炼、切粒；

所述油性增韧剂为植物油和/或矿物油。

2.如权利要求1所述的一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法，其特征在于：各组分的重量份为：

GPPS 30～70份

MBS 10～50份

油性增韧剂 2～20份

透明颜料 0.1～5份

其他加工助剂 1～5份。

3.如权利要求1所述的一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法，其特征在于：所述GPPS的粒径为30～200目。

4.如权利要求1所述的一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法，其特征在于：所述的植物油选自橄榄油、玉米油、大豆油、棉籽油、桐油、亚麻油、苏子油、大麻油、葵花油、蓖麻油、妥尔油中的一种或多种；所述矿物油选自液体石蜡油、环烷油、芳烃类矿物油中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法，其特征在于：所述透明颜料选自透明氧化铁颜料、透明酞青颜料、透明偶氮颜料中的一种或几种。

6.如权利要求1所述的一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法，其特征在于：所述其他加工助剂选自抗氧剂、润滑剂、分散剂中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，受阻酚类抗氧剂选自四β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸季戊四醇酯、β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基醇酯中的一种，亚磷酸酯类抗氧剂选自三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、双十八烷基季戊四醇二亚磷酸酯中的一种；所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺和硬脂酸锌的混合物；所述分散剂为改性EBS。

8.一种透明增韧聚苯乙烯材料，其特征在于：由GPPS和透明增韧聚苯乙烯功能色母料构成，所述透明增韧聚苯乙烯功能色母料由权利要求1～7所述的任一项制备方法制得。