CN108314858A - 一种pp-ps复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种pp-ps复合材料及其制备方法 Download PDF

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刘凯
吴向东
王添琪
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Abstract

本发明涉及一种PP‑PS复合材料及其制备方法，由PS、PP、PS‑g‑ACM及抗氧剂组成。本申请制备了以ACM为核，壳体为PS的改性材料PS‑g‑ACM，它在加工时与树脂基体能保持很好的分散性，与树脂本身的相容性也很好，最后改性制得物理性能优异的PS‑PP复合材料，并且工艺简单，物理性能优异，便于推广应用。

Description

一种PP-PS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种PP-PS复合材料及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯(PS)是一种重要的热塑性聚合物，广泛应用于家用电器、机械配件、办公用品和通讯器材等领域。聚苯乙烯(PS)具有热力学性能优异、耐化学品性好，还有自润滑性等优点。PP具有质轻、无毒、无臭，化学稳定性好，且在常温下不溶于一般溶剂，吸水性小等优点。将两者互补做成PS-PP复合材料成为目前研究的一个热点。
在使用PS与PP进行制备的复合材料的物理性能，取决于改性剂的不同，通过研究可知，在不同的改性剂的情况下，PS-PP复合材料的性能是有相当大的不同的，而这样的不同，并没有一定的规律可以确定，因此，不同的改性剂是制备不同的PS-PP复合材料的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种PP-PS复合材料及其制备方法，以提高PP-PS复合材料的物理性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种PP-PS复合材料，按重量份由以下组分组成：
所述PS-g-ACM的制备步骤如下：
(1)称取一定量的焦磷酸钠、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铁、氢氧化钠、甲基磺酸乙酯、去离子水放入三口烧瓶中，置于70-90℃的温水浴中反应6-8h，得到混合溶液A；
(2)称取一定量的苯乙烯、过氧化氢异丙苯放入三口烧瓶中，与溶液A进行混合，在80-100℃反应10-12h，得混合溶液B；
(3)称取一定量的硫酸镁，加入三口烧瓶中，在常温下对溶液B进行破乳、凝聚，再进行抽滤、洗涤、干燥，最后得到PS-g-ACM。
步骤(1)中的焦磷酸钠、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铁、氢氧化钠、甲基磺酸乙酯及去离子水质量比为(0.1-0.5)：(40-60)：(1-2)：(1-3)：(0.2-0.4)：(400-600)。
步骤(2)中的苯乙烯、过氧化氢异丙苯及溶液A的质量比为(100-160)：(0.1-0.3)；(180-240)。
步骤(3)中的硫酸镁与溶液B的质量比为(6-8)：(80-100)。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
上述任一种PS-PP复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取80份-100份的PS、20份-30份PP、6份-10份PS-g-ACM、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS-PP复合材料。
所述步骤(2)具体为：将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度220～240℃，三区温度220～240℃，四区温度220～240℃，五区温度220～240℃，六区温度220～240℃，机头温度220～240℃,螺杆转速200～280r/min。
本发明的有益效果有：
1、本申请制备了以ACM为核，壳体为PS的改性材料PS-g-ACM，它在加工时与树脂基体能保持很好的分散性，与树脂本身的相容性也很好，最后改性制得物理性能优异的PS-PP复合材料。
2、本申请制得的PS-PP复合材料工艺简单，物理性能优异，便于推广应用。
具体实施方式
以下通过具体实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本技术方案所要求保护的PP-PS复合材料，主要是通过加入特定的改性剂来实现的，在现有技术中，PP-PS复合材料中的PP或PS的用量范围并不是本申请重点要求保护的技术方案，本技术方案要求保护的是通过特定的改性剂来制备的PP-PS复合材料。
本发明各实施例中所用的原料如下：
PS(型号125)，沙特sabic；PP(型号Z30S),茂名石化；焦磷酸钠，泰州兴华化学；硫酸亚铁，绍兴立鑫化工；氢氧化钠，沧州弘亚化工；甲基磺酸乙酯，合肥博美生物科技；丙烯酸酯乳胶，广州淇盛化工；苯乙烯，廊坊瑞洋化工；过氧化氢异丙苯，江阴万千化学；硫酸镁，莱州晨峰化工；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。
本发明所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
本申请提供一种PP-PS复合材料，按重量份由以下组分组成：
其中PS-g-ACM的制备步骤如下：
(1)称取一定量的焦磷酸钠、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铁、氢氧化钠、甲基磺酸乙酯、去离子水放入三口烧瓶中，置于70-90℃的温水浴中反应6-8h，得到混合溶液A；焦磷酸钠、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铁、氢氧化钠、甲基磺酸乙酯及去离子水质量比为(0.1-0.5)：(40-60)：(1-2)：(1-3)：(0.2-0.4)：(400-600)。
(2)称取一定量的苯乙烯、过氧化氢异丙苯放入三口烧瓶中，与溶液A进行混合，在80-100℃反应10-12h，得混合溶液B；苯乙烯、过氧化氢异丙苯及溶液A的质量比为(100-160)：(0.1-0.3)；(180-240)。
(3)称取一定量的硫酸镁，加入三口烧瓶中，在常温下对溶液B进行破乳、凝聚，再进行抽滤、洗涤、干燥，最后得到PS-g-ACM。硫酸镁与溶液B的质量比为(6-8)：(80-100)。
的抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称
Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或几种的混合。
上述任一种PS-PP复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取80份-100份的PS、20份-30份PP、6份-10份PS-g-ACM、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS-PP复合材料。
步骤(2)具体为：将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度220～240℃，三区温度220～240℃，四区温度220～240℃，五区温度220～240℃，六区温度220～240℃，机头温度220～240℃,螺杆转速200～280r/min。
实施例1
(1)称取80份PS、20份PP、6份PS-g-ACM、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS-PP复合材料P1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度180℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取100份PS、30份PP、10份PS-g-ACM、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS-PP复合材料P2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度240℃，机头温度240℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
(1)称取90份PS、25份PP、8份PS-g-ACM、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS-PP复合材料P3。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度190℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，机头温度230℃；螺杆转速240r/min。
实施例4
(1)称取95份PS、24份PP、7份PS-g-ACM、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS-PP复合材料P4。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度195℃，二区温度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃，机头温度225℃；螺杆转速250r/min。
实施例5
(1)称取85份PS、22份PP、9份PS-g-ACM、0.1份Irganox1010、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS-PP复合材料P5。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度185℃，二区温度235℃，三区温度235℃，四区温度235℃，五区温度235℃，六区温度235℃，机头温度235℃；螺杆转速255r/min。
对比例1
(1)称取90份PS、20份PP、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS-PP复合材料D1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度185℃，二区温度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃，机头温度225℃；螺杆转速255r/min。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1制备的PS-PP复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表：
从上表可以看出，从表中还可以看出实施例1-5的物理性能要好于对比例1。对于扩展PS-PP复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (8)

1.一种PP-PS复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成：
2.根据权利要求1所述的PP-PS复合材料，其特征在于，所述PS-g-ACM的制备步骤如下：
(1)称取一定量的焦磷酸钠、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铁、氢氧化钠、甲基磺酸乙酯、去离子水放入三口烧瓶中，置于70-90℃的温水浴中反应6-8h，得到混合溶液A；
(2)称取一定量的苯乙烯、过氧化氢异丙苯放入三口烧瓶中，与溶液A进行混合，在80-100℃反应10-12h，得混合溶液B；
(3)称取一定量的硫酸镁，加入三口烧瓶中，在常温下对溶液B进行破乳、凝聚，再进行抽滤、洗涤、干燥，最后得到PS-g-ACM。
3.根据权利要求2所述的PP-PS复合材料，其特征在于，步骤(1)中的焦磷酸钠、丙烯酸酯乳胶、硫酸亚铁、氢氧化钠、甲基磺酸乙酯及去离子水质量比为(0.1-0.5)：(40-60)：(1-2)：(1-3)：(0.2-0.4)：(400-600)。
4.根据权利要求2所述的PP-PS复合材料，其特征在于，步骤(2)中的苯乙烯、过氧化氢异丙苯及溶液A的质量比为(100-160)：(0.1-0.3)；(180-240)。
5.根据权利要求2所述的PP-PS复合材料，其特征在于，步骤(3)中的硫酸镁与溶液B的质量比为(6-8)：(80-100)。
6.根据权利要求1所述的PP-PS复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
7.上述权利要求1至6中任一种PS-PP复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取80份-100份的PS、20份-30份PP、6份-10份PS-g-ACM、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS-PP复合材料。
8.根据权利要求7所述的PS-PP复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度220～240℃，三区温度220～240℃，四区温度220～240℃，五区温度220～240℃，六区温度220～240℃，机头温度220～240℃,螺杆转速200～280r/min。
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