CN109280113A - 聚苯乙烯树脂及其制备方法和应用 - Google Patents

聚苯乙烯树脂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚苯乙烯树脂及其制备方法和应用。本发明的聚苯乙烯树脂的制备方法，包括如下步骤：1)通过热引发方式使苯乙烯单体发生预聚合反应，得到预聚物；其中，所述苯乙烯单体的水含量≤50μg/g，4‑叔丁基邻苯二酚含量≤1μg/g；2)在内部润滑剂和分子量调节剂存在下，使所述预聚物发生聚合反应，得到聚合产物；3)对所述聚合产物进行处理，使聚合产物中残留单体的含量≤240μg/g，并使聚合产物中低聚物的含量≤2500μg/g，得到聚苯乙烯树脂。上述制备方法无需引入抗氧剂等添加剂，利用该制备方法制备的聚苯乙烯树脂纯净度高、光透射率高、色度低，特别适用于制造导光板。

Description

聚苯乙烯树脂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于合成树脂领域，具体涉及一种聚苯乙烯树脂及其制备方法和应用。
背景技术
导光板用于液晶显示装置的测光型背光，具有将配置于侧面的光源光传导到正面的作用，侧光型背光广泛应用于电视、手机、电脑以及家用LED光源上。侧光方式中，导光板中的透光距离较长，导光板中光的损失较大，为了防止光损失，通常要求制备导光板的材料具有较高的光线透射率。
目前，导光板大多使用甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸类树脂材料，其虽具有较高的光线透射率，然而吸水性高，产品翘曲大，成型尺寸变化大，尤其用作大屏幕尺寸时问题更加突出；此外，PMMA树脂的价格较高，从而大大提高了产品的生产成本。
聚苯乙烯树脂具有较低的吸水率(约0.05％)，因此不存在成品翘曲、尺寸变化等问题，同时聚苯乙烯树脂的价格是PMMA树脂的一半，采用聚苯乙烯生产导光板将大幅降低产品的生产成本。然而，聚苯乙烯树脂的光线透射率与PMMA树脂相比较差，在透光距离变长时，透过聚苯乙烯树脂的光有时会稍带黄色，易对彩色液晶显示中的色调造成影响，此外在用于LED灯时存在中心颜色变暗、光色变黄、光均匀度差等缺陷，因此无法单独作为导光板材料使用。目前，通常将PMMA树脂和聚苯乙烯树脂混合使用。
公开号为CN104245824A的中国专利公开了一种单独用于导光板的聚苯乙烯树脂组合物，该组合物除了含有苯乙烯树脂外，还含有0.02-0.2％质量份的磷或酚抗氧剂以及1-6μg的4-叔丁基邻苯二酚(TBC)，其通过抗氧剂和TBC的共同作用抑制材料发生黄变。上述方法存在以下问题：1)在将抗氧剂加入到脱除单体后的聚苯乙烯浆料的过程中，由于浆料粘度较高，抗氧剂加入过程易造成混合不均，从而致使产品稳定性较差；2)抗氧剂的加入使聚苯乙烯树脂引入了杂质，易对产品本身的透光度造成影响。
发明内容
本发明提供一种聚苯乙烯树脂及其制备方法和应用，该制备方法无需引入抗氧剂等添加剂，利用该制备方法制备的聚苯乙烯树脂纯净度高、光透射率高、色度低，特别适用于制造导光板。
本发明提供一种聚苯乙烯树脂的制备方法，包括如下步骤：
1)通过热引发方式使苯乙烯单体发生预聚合反应，得到预聚物；其中，所述苯乙烯单体的水含量≤50μg/g，4-叔丁基邻苯二酚含量≤1μg/g；
2)在内部润滑剂和分子量调节剂存在下，使所述预聚物发生聚合反应，得到聚合产物；
3)对所述聚合产物进行处理，使聚合产物中残留单体的含量≤250μg/g，并使聚合产物中低聚物的含量≤2500μg/g，得到聚苯乙烯树脂。
本发明人为了解决聚苯乙烯树脂在作为导光板材料时所存在的上述问题而进行了大量的深入研究和实验，结果发现：通过将聚合单体苯乙烯中的水含量和4-叔丁基邻苯二酚(TBC)含量控制在上述适宜的范围，并且通过热引发聚合方式进行聚合反应，同时将聚合产物聚苯乙烯树脂中的残留单体含量和低聚物含量控制在上述适宜的范围，可以解决上述问题，从而完成了本发明。
在本发明中，可以理解的是，预聚合反应在苯乙烯单体与聚合溶剂存在下进行的，聚合溶剂例如为乙基苯；其中，苯乙烯单体与聚合溶剂的质量比可以为(85-90)：(10-15)。
在本发明中，残留单体包括残留的苯乙烯单体和残留的聚合溶剂(聚合溶剂可作为单体参与预聚合反应和聚合反应)；在本发明中，低聚物指的是在聚合反应过程中形成的二聚体和三聚体，其中包括但不限于1,3-二苯基丙烷、2,4,6-三苯基-1-己烯、2,4-二苯基-1-丁烷、顺式和反式的1,2-二苯基环丁烷、1a-苯基-4-(1′-苯乙烯基)四氢化奈、三苯基环己烷等。
本发明人经大量研究发现，苯乙烯单体中过高的水含量(>50μg/g)和过高的TBC含量(>1μg/g)均会影响聚合产物聚苯乙烯树脂产品的黄色指数，通过将聚合单体苯乙烯中的水含量和4-叔丁基邻苯二酚(TBC)含量控制在上述适宜的范围能够避免对聚苯乙烯树脂产品的黄色指数造成不利影响。特别是，所述苯乙烯单体的水含量可以为25-50μg/g，4-叔丁基邻苯二酚含量可以为0.5-0.9μg/g。
在本发明中，可以通过本领域的常规方式对苯乙烯原料(水含量通常为400-500μg/g)进行预处理，从而得到满足上述水含量和TBC含量要求的苯乙烯单体。
具体地，苯乙烯原料的预处理可以包括：对苯乙烯原料进行蒸馏处理；并采用吸附剂对经所述蒸馏处理的苯乙烯原料进行吸附处理。其中，蒸馏处理用于去除苯乙烯原料中的水分，对其工艺条件不作严格限制，经蒸馏处理的苯乙烯原料的水含量可以≤80μg/g，例如可以为45-80μg/g；吸附处理用于去除苯乙烯原料中的TBC和少量残留的水，吸附剂例如可以为氧化铝等。具体地，可以在吸附塔中进行上述吸附处理，此时吸附剂可以填充在吸附塔中。
鉴于苯乙烯聚合体系的粘度较大，聚合热不易导出从而易引起局部过热，易导致产品变形从而影响产品质量，严重时甚至会引起爆聚，使聚合反应失败。为了解决上述问题，本发明将苯乙烯的聚合反应分为预聚合和聚合两个阶段进行。
其中，预聚合反应可以在带有搅拌装置的预聚合反应器(CSTR)中进行；预聚合反应的工艺条件可以控制为：预聚合反应的温度为151-157℃；时间为3-3.5h；搅拌速度为19-21r/min。此时，聚合物的转化率为55-60％。
聚合反应可以在聚合反应器中进行；在本发明的具体方案中，为了提高转化率，可以采用依次串联的第一反应器和第二反应器进行所述聚合反应。同时，聚合反应在内部润滑剂和分子量调节剂存在下进行；其中，所述内部润滑剂选自液体石蜡和硬脂酸锌中的至少一种，例如硬脂酸锌，并且可以控制所述预聚物与所述内部润滑剂的质量比为100：(0.5-1.5)，例如100：1；此外，所述分子量调节剂为矿物油，并且可以控制所述预聚物与所述分子量调节剂的质量比为100：(0.1-0.5)，例如100：0.3。
进一步地，聚合反应的工艺条件可以控制为：第一反应器的温度为165-170℃，进一步为165-168℃；第二反应器的温度为165-170℃，进一步为168-170℃；特别是，第二反应器的温度可以高于第一反应器的温度1-3℃。此外，可以控制熔体质量流动速率为5-6g/10min；聚合反应的总时间(即第一反应器和第二反应器中的总停留时间)可以≤80min，例如为70-80min。此时，聚合物的转化率为60-65％。
本发明的上述聚合反应保持较低的停留时间(≤80min)和较低的转化率(60-65％)，其有利于避免形成分子量过高或过低的链段，使得聚苯乙烯树脂产品在下游加工中产生分解氧化变色。
此外，本发明人研究发现：聚合产物中残留的单体以及低聚物等物质会加剧光化学反应，成为聚苯乙烯树脂变色的重要因素；原因可能在于，聚苯乙烯受到紫外光的作用，表面逐渐变黄，进而使其力学性能和电气性能下降，其中318nm波长的紫外光辐射最易引发聚苯乙烯的光降解，而聚苯乙烯中含有的残留单体，在紫外光波长291.5nm具有特征吸收，此外低聚物在后续下游加工过程中易分解产生杂质从而引起聚苯乙烯变色，因此本发明严格地将聚合产物中残留单体和低聚物的含量控制在上述适宜的范围，有效避免了聚苯乙烯树脂变色。
本发明可以采用本领域的常规方法对所述聚合产物进行处理，从而使聚合产物中残留单体和低聚物的含量满足上述范围要求。具体地，所述处理可以包括脱挥处理和净化处理；其中，所述脱挥处理用于回收残留的苯乙烯单体；脱挥处理可以在温度为210-240℃、绝对压力为0.1-8kpa的条件下进行。所述净化处理用于控制低聚物的含量，例如可以为蒸馏处理；净化处理可以在净化塔(例如蒸馏塔)中进行，并且控制净化塔塔底温度为50-60℃，排放量为40-100kg/h。
进一步地，脱挥处理可以分三段进行，其中第一段脱挥处理的温度为215-220℃、绝对压力为0.1-0.2kpa；第二段脱挥处理的温度为225-230℃、绝对压力为7-8kpa；第三段脱挥处理的温度为235-240℃、绝对压力为7-8kpa；该方式易于将残留的单体含量控制在上述范围。
特别是，聚合产物中残留单体的含量可以控制为140-230μg/g，聚合产物中低聚物的含量可以控制为1800-2100μg/g。
本发明还提供一种聚苯乙烯树脂，采用上述任一所述的制备方法制得。可以理解的是，该聚苯乙烯树脂中4-叔丁基邻苯二酚的含量≤1μg/g，进一步为0.5-0.9μg/g；残留单体的含量≤250μg/g，进一步为140-230μg/g；低聚物的含量≤2500μg/g，进一步为1800-2100μg/g。
上述聚苯乙烯树脂的透射率>88％；黄色指数为-4至-6。
本发明还提供一种导光板，由上述的聚苯乙烯树脂制得。对导光板的成型方式不作严格限制，例如可以采用挤出成型、压缩成型、注射成型等常规成型方式。特别是，可以理解的是，本发明的导光板不含有除上述聚苯乙烯树脂之外的其它添加剂，例如抗氧剂等，既不会对产品本身的透光度造成影响，此外保证了产品质量的稳定性。
本发明的实施，至少具有以下优势：
1、本发明通过将聚合单体苯乙烯中的水含量和TBC含量控制在上述适宜的范围，并且通过热引发聚合方式进行聚合反应，同时将聚合产物聚苯乙烯树脂中的残留单体含量和低聚物含量控制在上述适宜的范围，从而使制备得到的聚苯乙烯树脂能够单独作为导光板材料进行使用，大幅降低了产品的生产成本。
2、本发明的聚苯乙烯树脂在作为导光板材料进行使用时无需额外添加其它的添加剂，既不会对产品本身的透光度造成影响，此外保证了产品质量的稳定性。
3、本发明的聚苯乙烯树脂在作为导光板材料时不存在成品翘曲、尺寸变化等问题，此外聚苯乙烯树脂的纯净度高、光透射率高、色度低，特别适用于制造导光板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的聚苯乙烯树脂的制备方法，步骤如下：
1、苯乙烯原料的预处理
采用蒸馏塔对水含量为440μg/g左右的苯乙烯原料进行精馏除水，其中塔底压力为-0.13MPa，塔顶温度为52℃，精馏后苯乙烯原料的水含量降低至68μg/g。
随后，通过填充有氧化铝的吸附塔进一步对苯乙烯原料进行吸附处理，以脱除苯乙烯原料中的TBC和少量残留的水，得到水含量为48μg/g、TBC含量0.9μg/g的苯乙烯单体。
2、预聚合反应
将上述苯乙烯单体与乙基苯以质量配比85：15置于带有搅拌装置的预聚合反应器(CSTR)中，通过热引发方式使苯乙烯单体发生预聚合反应，其中搅拌速度为19r/min，预聚合反应的温度为151℃，反应时间为3.5h，得到预聚物；聚合物的转化率为56％。
3、聚合反应
采用依次串联的第一反应器和第二反应器进行聚合反应；
将上述预聚物、矿物油(分子量调节剂)、硬脂酸锌(内部润滑剂)按质量比为100：0.3：1加入第一反应器中进行聚合反应，控制第一反应器的温度为165℃，第一反应器的反应产物随后在第二反应器中继续进行聚合反应，控制第二反应器的温度为168℃，熔体质量流动速率为5.3g/10min，聚合反应的总时间(即在第一反应器和第二反应器中的总停留时间)为80min，得到聚合产物；聚合物的转化率提高至61％。
4、脱挥处理
将上述聚合产物依次在第一脱挥器、第二脱挥器和第三脱挥器中进行脱挥处理；其中，第一脱挥器的温度为215℃、绝对压力为0.13kpa；第二脱挥器的温度为225℃、绝对压力为8kpa；第三脱挥器的温度为235℃、绝对压力为8kpa；经上述脱挥处理后的聚合产物中残留单体的含量(即苯乙烯单体与乙基苯的总含量)为223μg/g。
5、净化处理
使经上述脱挥处理后的聚合产物进入净化塔中进行净化处理，其中控制净化塔塔低的温度控制为53℃，塔底低聚物排放量为90kg/h；经上述净化处理后的聚合产物中低聚物的含量为2100μg/g，即制得聚苯乙烯树脂。
6、性能检测
对上述制备的聚苯乙烯树脂的性能进行检测，结果见表1。
各参数的检测方法如下：
熔体质量流动速率：采用ISO1133:2005方法进行检测；
TBC含量：按照GB/T 12688.8-2011工业用苯乙烯试验方法第8部分:阻聚剂方法进行检测；
水含量：按照G B/T 6283方法测试；
残留单体含量：按照ISO 2561：2006方法进行检测；
低聚物含量：将制得的聚苯乙烯树脂产品在37℃温度下浸入环己烷与2-丙醇的混合溶液(V：V＝1:1)中充分溶解，加入甲醇进行沉淀，离心分离并取上清液；利用气相色谱法(GC)对上清液进行测定，根据保留时间的不同对各二聚物、三聚物分别进行分析，通过预先制定标准曲线计算各二聚物、三聚物的浓度；
GC测试条件为：
GC装置：HP4890D
色谱柱：SUPELCOWAX10
注射温度：250℃
检测器温度：280℃
透光率：采用LS116透光仪进行测试，测试光源为380-760nm全波长范围；
黄色指数：采用ASTM E-308-1方法进行检测。
实施例2
本实施例的聚苯乙烯树脂的制备方法，步骤如下：
1、苯乙烯原料的预处理
采用蒸馏塔对水含量为400μg/g左右的苯乙烯原料进行精馏除水，其中塔底压力为-0.14MPa，塔顶温度为51℃，精馏后苯乙烯原料的水含量降低至56μg/g。
随后，通过填充有氧化铝的吸附塔进一步对苯乙烯原料进行吸附处理，以脱除苯乙烯原料中的TBC和少量残留的水，得到水含量为43μg/g、TBC含量0.7μg/g的苯乙烯单体。
2、预聚合反应
将上述苯乙烯单体与乙基苯以质量配比90：10置于带有搅拌装置的预聚合反应器(CSTR)中，通过热引发方式使苯乙烯单体发生预聚合反应，其中搅拌速度为20r/min，预聚合反应的温度为153℃，反应时间为3.1h，得到预聚物；聚合物的转化率为58％。
3、聚合反应
采用依次串联的第一反应器和第二反应器进行聚合反应；
将上述预聚物、矿物油(分子量调节剂)、硬脂酸锌(内部润滑剂)按质量比为100：0.3：1加入第一反应器中进行聚合反应，控制第一反应器的温度为167℃，第一反应器的反应产物随后在第二反应器中继续进行聚合反应，控制第二反应器的温度为168℃，熔体质量流动速率为5.39g/10min，聚合反应的总时间(即在第一反应器和第二反应器中的总停留时间)为75min，得到聚合产物；聚合物的转化率提高至63％。
4、脱挥处理
将上述聚合产物依次在第一脱挥器、第二脱挥器和第三脱挥器中进行脱挥处理；其中，第一脱挥器的温度为218℃、绝对压力为0.13kpa；第二脱挥器的温度为230℃、绝对压力为8kpa；第三脱挥器的温度为235℃、绝对压力为8kpa；经上述脱挥处理后的聚合产物中残留单体的含量(即苯乙烯单体与乙基苯的总含量)为149μg/g。
5、净化处理
使经上述脱挥处理后的聚合产物进入净化塔中进行净化处理，其中控制净化塔塔低的温度控制为55℃，塔底低聚物排放量为60kg/h；经上述净化处理后的聚合产物中低聚物的含量为2020μg/g，即制得聚苯乙烯树脂。
6、性能检测
对上述制备的聚苯乙烯树脂的性能进行检测，结果见表1。
其中，各参数的检测方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例的聚苯乙烯树脂的制备方法，步骤如下：
1、苯乙烯原料的预处理
采用蒸馏塔对水含量为180μg/g的苯乙烯原料进行精馏除水，其中塔底压力为-0.13MPa，塔顶温度为52℃，精馏后苯乙烯原料的水含量降低至45μg/g。
随后，通过填充有氧化铝的吸附塔进一步对苯乙烯原料进行吸附处理，以脱除苯乙烯原料中的TBC和少量残留的水，得到水含量为27μg/g、TBC含量0.5μg/g的苯乙烯单体。
2、预聚合反应
将上述苯乙烯单体与乙基苯以质量配比90：10置于带有搅拌装置的预聚合反应器(CSTR)中，通过热引发方式使苯乙烯单体发生预聚合反应，其中搅拌速度为21r/min，预聚合反应的温度为157℃，反应时间为3.0h，得到预聚物；聚合物的转化率为60％。
3、聚合反应
采用依次串联的第一反应器和第二反应器进行聚合反应；
将上述预聚物、矿物油(分子量调节剂)、硬脂酸锌(内部润滑剂)按质量比为100：0.3：1加入第一反应器中进行聚合反应，控制第一反应器的温度为168℃，第一反应器的反应产物随后在第二反应器中继续进行聚合反应，控制第二反应器的温度为170℃，熔体质量流动速率为5.62g/10min，聚合反应的总时间(即在第一反应器和第二反应器中的总停留时间)为73min，得到聚合产物；聚合物的转化率提高至65％。
4、脱挥处理
将上述聚合产物依次在第一脱挥器、第二脱挥器和第三脱挥器中进行脱挥处理；其中，第一脱挥器的温度为220℃、绝对压力为0.13kpa；第二脱挥器的温度为230℃、绝对压力为8kpa；第三脱挥器的温度为240℃、绝对压力为8kpa；经上述脱挥处理后的聚合产物中残留单体的含量(即苯乙烯单体与乙基苯的总含量)为146μg/g。
5、净化处理
使经上述脱挥处理后的聚合产物进入净化塔中进行净化处理，其中控制净化塔塔低的温度控制为55℃，塔底低聚物排放量为60kg/h；经上述净化处理后的聚合产物中低聚物的含量为1800μg/g，即制得聚苯乙烯树脂。
6、性能检测
对上述制备的聚苯乙烯树脂的性能进行检测，结果见表1。
其中，各参数的检测方法与实施例1相同。
对照例1
本对照例的聚苯乙烯树脂的制备方法，步骤如下：
1、苯乙烯原料的预处理
通过填充有氧化铝的吸附塔对水含量为440μg/g的苯乙烯原料进行吸附处理，以脱除苯乙烯原料中的TBC和少量的水，得到水含量为420μg/g、TBC含量为1μg/g的苯乙烯单体。
2、预聚合反应
将上述苯乙烯单体与乙基苯以质量配比85：15置于带有搅拌装置的预聚合反应器(CSTR)中，通过热引发方式使苯乙烯单体发生预聚合反应，其中搅拌速度为20r/min，预聚合反应的温度为151℃，反应时间为3.5h，得到预聚物；聚合物的转化率为55％。
3、聚合反应
采用依次串联的第一反应器和第二反应器进行聚合反应；
将上述预聚物、矿物油(分子量调节剂)、硬脂酸锌(内部润滑剂)按质量比为100：0.3：1加入第一反应器中进行聚合反应，控制第一反应器的温度为165℃，第一反应器的反应产物随后在第二反应器中继续进行聚合反应，控制第二反应器的温度为168℃，熔体质量流动速率为5.3g/10min，聚合反应的总时间(即在第一反应器和第二反应器中的总停留时间)为80min，得到聚合产物；聚合物的转化率提高至60％。
4、脱挥处理
将上述聚合产物依次在第一脱挥器、第二脱挥器和第三脱挥器中进行脱挥处理；其中，第一脱挥器的温度为215℃、绝对压力为0.13kpa；第二脱挥器的温度为225℃、绝对压力为8kpa；第三脱挥器的温度为235℃、绝对压力为8kpa；经上述脱挥处理后的聚合产物中残留单体的含量(即苯乙烯单体与乙基苯的总含量)为251μg/g。
5、净化处理
使经上述脱挥处理后的聚合产物进入净化塔中进行净化处理，其中控制净化塔塔低的温度控制为53℃，塔底低聚物排放量为90kg/h；经上述净化处理后的聚合产物中低聚物的含量为2800μg/g，即制得聚苯乙烯树脂。
6、性能检测
对上述制备的聚苯乙烯树脂的性能进行检测，结果见表1。
对照例2
本对照例的聚苯乙烯树脂的制备方法，步骤如下：
1、苯乙烯原料的预处理
采用填充有氧化铝的吸附塔对水含量为240μg/g的苯乙烯原料进行预处理，以脱除苯乙烯原料中的TBC和水，得到水含量为220μg/g、TBC含量不超过0.5μg/g的苯乙烯单体。
2、预聚合反应
将上述苯乙烯单体与乙基苯以质量配比85：15置于带有搅拌装置的预聚合反应器(CSTR)中，通过热引发方式使苯乙烯单体发生预聚合反应，其中搅拌速度为20r/min，预聚合反应的温度为157℃，反应时间为3.0h，得到预聚物；聚合物的转化率为60％。
3、聚合反应
采用依次串联的第一反应器和第二反应器进行聚合反应；
将上述预聚物、矿物油(分子量调节剂)、硬脂酸锌(内部润滑剂)按质量比为100：0.3：1加入第一反应器中进行聚合反应，控制第一反应器的温度为168℃，第一反应器的反应产物随后在第二反应器中继续进行聚合反应，控制第二反应器的温度为170℃，熔体质量流动速率为5.62g/10min，聚合反应的总时间(即在第一反应器和第二反应器中的总停留时间)为73min，得到聚合产物，即聚苯乙烯树脂；聚合物的转化率提高至65％。
4、脱挥处理
将上述聚合产物依次在第一脱挥器、第二脱挥器和第三脱挥器中进行脱挥处理；其中，第一脱挥器的温度为200℃、绝对压力为0.1kpa；第二脱挥器的温度为210℃、绝对压力为2kpa；第三脱挥器的温度为215℃、绝对压力为2kpa；经上述脱挥处理后的聚合产物中残留单体(即苯乙烯单体与乙基苯的总含量)的含量为400μg/g。
5、净化处理
使经上述脱挥处理后的聚合产物进入净化塔中进行净化处理，其中控制净化塔塔低的温度控制为46℃，塔底低聚物排放量为40kg/h；经上述净化处理后的聚合产物中低聚物的含量为3400μg/g，即制得聚苯乙烯树脂。
6、性能检测
对上述制备的聚苯乙烯树脂的性能进行检测，结果见表1。
对照例3
本对照例的聚苯乙烯树脂的制备方法，步骤如下：
1、苯乙烯原料的预处理
采用填充有氧化铝的吸附塔对水含量为400μg/g的苯乙烯原料进行预处理，以脱除苯乙烯原料中的TBC和水，得到水含量为380μg/g、TBC含量不超过0.5μg/g的苯乙烯单体。
2、预聚合反应
将上述苯乙烯单体与乙基苯以质量配比90：10置于带有搅拌装置的预聚合反应器(CSTR)中，通过热引发方式使苯乙烯单体发生预聚合反应，其中搅拌速度为21r/min，预聚合反应的温度为157℃，反应时间为3.0h，得到预聚物。
3、聚合反应
采用依次串联的第一反应器和第二反应器进行聚合反应；
将上述预聚物、矿物油(分子量调节剂)、硬脂酸锌(内部润滑剂)按质量比为100：0.3：1加入第一反应器中进行聚合反应，控制第一反应器的温度为168℃，第一反应器的反应产物随后在第二反应器中继续进行聚合反应，控制第二反应器的温度为170℃，熔体质量流动速率为5.62g/10min，聚合反应的总时间(即在第一反应器和第二反应器中的总停留时间)为73min，得到聚合产物，即聚苯乙烯树脂。
4、脱挥处理
将上述聚合产物依次在第一脱挥器、第二脱挥器和第三脱挥器中进行脱挥处理；其中，第一脱挥器的温度为220℃、绝对压力为0.13kpa；第二脱挥器的温度为230℃、绝对压力为8kpa；第三脱挥器的温度为240℃、绝对压力为8kpa；经上述脱挥处理后的聚合产物中残留单体(即苯乙烯单体与乙基苯的总含量)的含量为250μg/g。
5、净化处理
使经上述脱挥处理后的聚合产物进入净化塔中进行净化处理，其中控制净化塔塔低的温度控制为55℃，塔底低聚物排放量为60kg/h；经上述净化处理后的聚合产物中低聚物的含量为1450μg/g，即制得聚苯乙烯树脂。
6、性能检测
对上述制备的聚苯乙烯树脂的性能进行检测，结果见表1。
表1各聚苯乙烯树脂的性能检测结果
上述结果表明：
1、本发明各实施例制备的聚苯乙烯树脂的纯净度高、光透射率高、色度低，因此特别适合用于制造导光板；特别是，本发明各实施例制备的聚苯乙烯树脂在作为导光板材料进行使用时无需额外添加其它的添加剂，既不会对产品本身的透光度造成影响，此外保证了产品质量的稳定性。
2、如果不对苯乙烯原料进行相应处理，由于苯乙烯原料中的水含量和/或TBC含量较高，从而易对聚合产物聚苯乙烯树脂产品的黄色指数和透射率造成不利影响。
3、如果不对聚合产物进行相应处理，由于聚合产物中的残留单体和/或低聚物含量较高，易使聚苯乙烯树脂产品变色，从而对产品的黄色指数和透射率造成不利影响。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)通过热引发方式使苯乙烯单体发生预聚合反应，得到预聚物；其中，所述苯乙烯单体的水含量≤50μg/g，4-叔丁基邻苯二酚含量≤1μg/g；
2)在内部润滑剂和分子量调节剂存在下，使所述预聚物发生聚合反应，得到聚合产物；
3)对所述聚合产物进行处理，使聚合产物中残留单体的含量≤250μg/g，并使聚合产物中低聚物的含量≤2500μg/g，得到聚苯乙烯树脂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述内部润滑剂选自液体石蜡和硬脂酸锌中的至少一种，并且控制所述预聚物与所述内部润滑剂的质量比为100：(0.5-1.5)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分子量调节剂为矿物油，并且控制所述预聚物与所述分子量调节剂的质量比为100：(0.1-0.5)。
4.根据权利要求1至3任一所述的制备方法，其特征在于，控制所述预聚合反应的温度为151-157℃，时间为3-3.5h。
5.根据权利要求1至3任一所述的制备方法，其特征在于，采用依次串联的第一反应器和第二反应器进行所述聚合反应。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，控制所述第一反应器的温度为165-170℃，所述第二反应器的温度为165-170℃；并且，控制所述聚合反应的总时间≤80min。
7.根据权利要求1至3任一所述的制备方法，其特征在于，所述处理包括脱挥处理和净化处理；所述脱挥处理在温度为210-240℃、绝对压力为0.1-8kpa的条件下进行，所述净化处理在净化塔中进行，并且控制净化塔塔底温度为50-60℃，排放量为40-100kg/h。
8.根据权利要求1至3任一所述的制备方法，其特征在于，还包括对苯乙烯原料进行预处理，得到所述苯乙烯单体；其中，所述预处理包括：
对苯乙烯原料进行蒸馏处理；
采用吸附剂对经所述蒸馏处理的苯乙烯原料进行吸附处理。
9.一种聚苯乙烯树脂，其特征在于，采用权利要求1至8任一所述的制备方法制得。
10.一种导光板，其特征在于，由权利要求9所述的聚苯乙烯树脂制得。
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