CN105418935B - 一种接枝聚合物相容剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种接枝聚合物相容剂及其制备方法与应用。接枝聚合物相容剂为以PC为主链，SAN为侧链的接枝聚合物，即PC‑g‑SAN，其包含以下重量份的组分：PC树脂60～90份、SAN树脂10～40份；制备方法为：a、将侧基带有过氧基团的SAN树脂和PC树脂，加入混合搅拌机中进行混合；b、将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入；共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到产品。与现有技术相比，本发明通过分子设计在SAN聚合物链侧基引入可反应的过氧基团，利用反应挤出制备得到，PC‑g‑SAN相容剂可以有效的减小PC/ABS和PC/ASA体系相界面张力从而提高相容性并且有效的改善PC/ABS和PC/ASA合金的冲击性能和耐热性能。

Description

一种接枝聚合物相容剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种相容剂，尤其是涉及一种接枝聚合物相容剂及其制备方法与应用。
背景技术
PC/ABS、PC/ASA合金材料由于其优异的抗冲击、耐热性、耐候性能和耐化学品性，被广泛应用于汽车和电子产品等领域。
在PC/ABS、PC/ASA合金材料中最为关键的问题是如何提高PC和SAN(styreneacrylonitrile copolymer苯乙烯-丙烯共聚物)两相的相容性，以达到合金材料各方面性能的平衡和最优化。相容剂可以显著的减小体系相界面张力从而提高相容性。相容性的改善将导致PC/ABS和PC/ASA合金的冲击性能和耐热性能的提升。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种接枝聚合物相容剂及其制备方法与应用，本发明接枝聚合物相容剂可以有效的减小PC/ABS和PC/ASA体系相界面张力从而提高相容性并且有效的改善PC/ABS和PC/ASA合金的冲击性能和耐热性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种接枝聚合物相容剂，为以PC为主链，SAN为侧链的接枝聚合物(简写为PC-g-SAN)，包含以下重量份的组分：
PC树脂 60～90份，
SAN树脂 10～40份。
优选地，所述的PC树脂的相对分子量为15,000～30,000g/mol，其玻璃化温度为140～150℃。
优选地，所述的SAN树脂为经过过氧化物修饰的苯乙烯-丙烯腈的共聚物，其结构式如下：
m、n、o均为正整数；过氧基团含量在1-10wt％。
优选地，所述的SAN树脂分子量为50,000-105,000g/mol。
一种接枝聚合物相容剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将侧基带有过氧基团的SAN树脂和PC树脂，加入混合搅拌机中进行混合；
b、将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入；共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
所述双螺杆挤出机的机筒温度为200～250℃，螺杆转速为200～600rpm。
所述的接枝聚合物相容剂用于减小PC/ABS或PC/ASA体系相界面张力，从而提高相容性，并且改善PC/ABS或PC/ASA合金的冲击性能和耐热性能。
从PC聚合物结构分析，PC的侧链没有可反应的基团(如：羟基，羧基)，只有在聚合链端基残留的酚羟基。传统的相容剂SAN-g-GMA与PC反应挤出，SAN-g-GMA的环氧基团与PC的端酚羟基反应得到以SAN为主链PC为侧链的接枝聚合物SAN-g-PC，该接枝接枝聚合物可以有效的减小PC相和SAN相的界面张力。在SAN-g-PC分子中，PC分子链分散在聚合物外围，在熔融混合过程中，主要分散在PC相，然后随着熔融混合的进行逐渐扩散到两相界面，从而达到改善界面的效果。PC相的熔体黏度大，不利于SAN-g-PC在PC相的扩散。与该技术相比，本发明利用过氧修饰的SAN挤出过程中进攻PC侧链得到以PC为主链SAN为侧链的接枝聚合物PC-g-SAN相容剂，克服了PC侧链没有反应位点的问题，并且在PC-g-SAN分子中SAN分子量分布在聚合物的外围，在熔融混合过程中，主要分散在SAN相中，由于SAN相的熔体黏度比PC相要小，扩散速度要比SAN-g-PC在PC相的扩散要快，更容易扩散到两相的相界面，故PC-g-SAN增容想过要优于SAN-g-PC。这些效果主要体现在PC/ABS和PC/ASA材料的冲击性能上。
附图说明
图1为相容剂PC-g-SAN的结构示意图。
具体实施方式
接枝聚合物相容剂，为以PC为主链，SAN为侧链的接枝聚合物(简写为PC-g-SAN)，包含以下重量份的组分：PC树脂60～90份，SAN树脂10～40份。该相容剂PC-g-SAN的结构示意如图1所示。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
以下实施例及对比例中选用的PC用帝人旭化成的L-1250Y，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸三元共聚物用日本UMG公司的S601N(MW＝105K，甲基丙烯酸单体投料量占10％)，叔丁基过氧化氢、二氯亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲苯购于国药化学试剂有限公司。
实施例1
SAN树脂为经过过氧化物修饰的苯乙烯-丙烯腈的共聚物，其合成方法包括以下步骤：
将苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸三元共聚物S601N(100g)溶解在无水溶剂(二甲基甲酰胺，二甲基亚砜，四氢呋喃，甲苯，1,4-二氧六环中的任意一种)中，用冰水浴降温到零度，用恒压滴液漏斗缓慢加入二氯亚砜(27.6g)，保持反应体系在温度不超过十五摄氏度条件反应1小时，缓慢加入碳酸氢钠(19.5g)和叔丁基过氧化氢70％水溶液(15g)的混合溶液，保持反应体系在温度不超过十五摄氏度条件反应过夜，用甲醇反复沉淀得到过氧化修饰的SAN，并在室温下真空烘箱干燥。
实施例2
PC为主链SAN为支链的接枝聚合物相容剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：
PC：60，实施例1所得过氧基团修饰SAN：30；加入混合搅拌机中进行混合；
(2)混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入；共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到产品，挤出温度为200～250℃，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到(PC-g-SAN)相容剂。
其中，挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
实施例3
(1)按重量份称取各组分：PC为L1250Y：70，SAN320：20，增韧剂EXL-2691A：8，PC-g-SAN：2，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS0.2。
(2)将原材料从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为600rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
其中，挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
对比例1
(1)按重量份称取各组分：PC为L1250Y：70，SAN326：20，增韧剂EXL-2691A：8，相容剂SAG008：2，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS0.2。
(2)将原材料从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为600rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
其中，挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
实施例4：实施效果
制备样条前，充分干燥粒子，制备样条后放置24h后测试。
使用海天注塑机进行注射各类测试样条。
Izod冲击强度按照ISO-180标准进行，温度为23℃；
表1对比例1及实施例3产品测试结果
由表1可知，实施例3缺口冲击优异，落球冲击性能优异，热稳定性好。说明PC-g-SAN相容剂的可以有效的改善PC和SAN两相的相界面张力，并且通过界面性质的改善可以提高基底相的刚性和韧性，并且有效的诱导剪切带产生。
实施例5
一种接枝聚合物相容剂，为以PC为主链，SAN为侧链的接枝聚合物(简写为PC-g-SAN)，具有以下重量份的组分：PC树脂60份，SAN树脂40份。
其中，PC树脂的相对分子量为15,000g/mol，其玻璃化温度为140℃。SAN树脂为经过过氧化物修饰的苯乙烯-丙烯腈的共聚物，过氧基团含量在1wt％。SAN树脂分子量为50,000g/mol。
接枝聚合物相容剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将侧基带有过氧基团的SAN树脂和PC树脂，加入混合搅拌机中进行混合；
b、将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入；共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机的机筒温度为200℃，螺杆转速为200rpm。
本实施例的接枝聚合物相容剂用于减小PC/ABS或PC/ASA体系相界面张力，从而提高相容性，并且改善PC/ABS或PC/ASA合金的冲击性能和耐热性能。
实施例6
一种接枝聚合物相容剂，为以PC为主链，SAN为侧链的接枝聚合物(简写为PC-g-SAN)，包含以下重量份的组分：PC树脂90份，SAN树脂10份。
其中，PC树脂的相对分子量为30,000g/mol，其玻璃化温度为150℃。SAN树脂为经过过氧化物修饰的苯乙烯-丙烯腈的共聚物，过氧基团含量在10wt％。SAN树脂分子量为105,000g/mol。
接枝聚合物相容剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将侧基带有过氧基团的SAN树脂和PC树脂，加入混合搅拌机中进行混合；
b、将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入；共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机的机筒温度为250℃，螺杆转速为600rpm。
本实施例的接枝聚合物相容剂用于减小PC/ABS或PC/ASA体系相界面张力，从而提高相容性，并且改善PC/ABS或PC/ASA合金的冲击性能和耐热性能。
实施例7
一种接枝聚合物相容剂，为以PC为主链，SAN为侧链的接枝聚合物(简写为PC-g-SAN)，包含以下重量份的组分：PC树脂75份，SAN树脂25份。
其中，PC树脂的相对分子量为20,000g/mol，其玻璃化温度为145℃。SAN树脂为经过过氧化物修饰的苯乙烯-丙烯腈的共聚物，过氧基团含量在5wt％。SAN树脂分子量为55,000g/mol。
接枝聚合物相容剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将侧基带有过氧基团的SAN树脂和PC树脂，加入混合搅拌机中进行混合；
b、将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入；共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机的机筒温度为220℃，螺杆转速为400rpm。
本实施例的接枝聚合物相容剂用于减小PC/ABS或PC/ASA体系相界面张力，从而提高相容性，并且改善PC/ABS或PC/ASA合金的冲击性能和耐热性能。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种接枝聚合物相容剂，其特征在于，为以PC为主链，SAN为侧链的接枝聚合物，包含以下重量份的组分：
PC树脂 60～90份，
SAN树脂 10～40份；
所述的SAN树脂为经过过氧化物修饰的苯乙烯-丙烯腈的共聚物，其结构式如下：
m、n、o均为正整数；
过氧基团含量在1-10wt％；
所述的PC树脂的相对分子量为15,000～30,000g/mol，其玻璃化温度为140～150℃，所述的SAN树脂分子量为50,000-105,000g/mol。
2.一种如权利要求1所述的接枝聚合物相容剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将侧基带有过氧基团的SAN树脂和PC树脂，加入混合搅拌机中进行混合；
b、将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入；共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
3.根据权利要求2所述的一种接枝聚合物相容剂的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的机筒温度为200～250℃，螺杆转速为200～600rpm。
4.一种如权利要求1所述的接枝聚合物相容剂的应用，其特征在于，所述的相容剂用于减小PC/ABS或PC/ASA体系相界面张力，并且改善PC/ABS或PC/ASA合金的冲击性能和耐热性能。
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