CN111732793A - 一种改性聚苯乙烯灯具板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性聚苯乙烯灯具板材及其制备方法，其中改性聚苯乙烯灯具板材包括如下重量份的原料制备而成：包括如下重量份的原料制备而成：聚苯乙烯：70％‑90％，苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物：5％‑15％，剩下的5％‑15％为助剂，所述助剂包括高极性分散剂、极性增韧剂、抗氧剂；本发明通过苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物(SBC)的嵌段共聚原理，使其不再含有双键，且苯乙烯基团与聚苯乙烯具有良好的相容性，大幅提高聚苯乙烯的抗冲性能，且在同样的抗冲性能下SBC与SBS比较可节省30‑50％的添加量。

Description

一种改性聚苯乙烯灯具板材及其制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种聚苯乙烯灯具板材，具体是一种改性聚苯乙烯灯具板材。
背景技术
聚苯乙烯具有无色透明、能自由着色、具有优异的电性能、光稳定性，且其熔融时的热稳定性和流动性非常好，所以易成型加工，成型收缩率小，成型品尺寸稳定性也较好，上述性能使其在照明灯具板材中的应用十分广泛。但是，由于聚苯乙烯自身的脆性较大，所以在实际应用中通常会采用橡胶类热塑性弹性体进行改性，目前应用最多的是聚苯乙烯与SBS热塑性丁苯橡胶聚合改性。
但是，由于SBS中存在丁二烯的双键，因此其对氧的敏感性较强，其耐候性较差，在加工后极容易产生老化、氧化，导致板体出现泛黄的情况。此外，SBS双键的存在导致其容易在加工过程中出现中间链段交联。该交联过程会使分子链僵化、结团，使共聚物不能充分熔融，另外，当SBS的双键断裂时，其会直接破坏大分子链的连续性，导致其产生降解的现象，大大降低了板材的耐热性能。
因此，针对上述问题，我们需要一种化学稳定性强、具有优异的耐候性、耐热性及耐氧化性的改性聚苯乙烯灯具板材。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性聚苯乙烯灯具板材，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种改性聚苯乙烯灯具板材，包括如下重量份的原料制备而成：聚苯乙烯：70％-90％，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物：5％-15％，剩下的5％-15％为助剂，所述助剂包括高极性分散剂、极性增韧剂、抗氧剂。
更进一步的方案：所述高极性分散剂包括硬脂酸金属类和低分子蜡类的一种或多种组合。
更进一步的方案：所述硬脂酸金属类包括硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸镉或硬脂酸铜的一种或多种组合。
更进一步的方案：所述极性增韧剂包括POE接枝马来酸酐增韧剂，POE接枝马来酸酐增韧剂以聚烯烃弹性体POE为主料，多组分复配经熔融反应挤出接枝马来酸配制得，并可以进行多单体接枝，可改相容性、耐应力开裂性及低温冲击韧性。
更进一步的方案：所述抗氧剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂和重金属离子钝化剂，其中主抗氧剂以捕获聚合物过氧自由基为主要功能，又有“过氧自由基捕获剂”和“链终止型抗氧剂”之称，涉及芳胺类化合物和受阻酚类化合物两大系列产品。辅助抗氧剂具有分解聚合物过氧化合物的作用，也称“过氧化物分解剂”，包括硫代二羧酸酯类和亚磷酸酯化合物，通常和主抗氧剂配合使用。重金属离子钝化剂俗称“抗铜剂”，能够络合过渡金属离子，防止其催化聚合物树脂的氧化降解反应，典型的结构如酰肼类化合物等。
本发明的另一目的在于提供一种改性聚苯乙烯灯具板材的制备方法，包括以下步骤：
1.常温常压下，将聚苯乙烯、SBC和助剂添加至搅拌机中，以30-80转/分的转速使其搅拌均匀，形成混合物；
2.常温常压下，把混合物通过料斗送入螺杆挤出机的进料口内；
3.螺杆挤出机的螺杆温度设置为180-230℃逐渐递增，混合物进入螺杆进行熔融并挤出熔融物；
4.熔融物料进入过滤器，过滤器温度为210-230℃；
5.熔融物料通过过滤器后进入熔体泵，其温度为210-220℃；
6.熔融物料通过溶体泵后导入用于板材成型的模具架内并形成板胚，其温度为200-210℃；
7.板胚进入拉伸辊组，拉伸辊组包括上、中、下三根辊的斜辊组，上辊水温105-110℃，中辊水温95-100℃，下辊水温80-90℃，上辊速度：19-22毫米/分，中辊速度：20-24毫米/分，下辊速度：21-25毫米/分，牵引速度为24-27毫米/分，板胚通过拉伸辊组改性聚苯乙烯灯具板材成型。
更进一步的方案：所述上辊、中辊和下辊的速度依次递增。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBC)的嵌段共聚原理，使其不再含有双键，且苯乙烯基团与聚苯乙烯具有良好的相容性，大幅提高聚苯乙烯的抗冲性能，且在同样的抗冲性能下SBC与SBS比较可节省30-50％的添加量，其中设置的高极性分散剂可提高SBC在聚苯乙烯在熔融状态中的分散性能，同时使SBC中的苯乙烯基团极性化，彻底解决其产生意外交联、断链的情况，其中设置的极性增韧剂，在增韧的同时，同样对苯乙烯基团产生极性化效应，避免其意外断链，其中设置的抗氧剂可以防止板材老化、氧化导致板材泛黄的问题。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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
本发明实施例中，一种改性聚苯乙烯灯具板材，包括如下重量份的原料制备而成：聚苯乙烯：70％，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBC)：15％，剩下的15％为助剂，所述助剂包括高极性分散剂、极性增韧剂、抗氧剂，常温常压下，聚苯乙烯、SBC和助剂添加至搅拌机中，以30转/分的转速使其搅拌均匀，然后常温常压下，把混合物顺着料斗送入偶感挤出机内，螺杆温度设置为180-230℃递增，螺杆挤出机挤出的熔融物通过过滤器送入熔体泵内，其中过滤器温度设置为210℃，通过熔体泵将熔融物导入用于板材成型的模具架内，熔融物形成板胚，其中熔体泵温度设置为210℃，模具架温度设置为200℃，板胚送入包含上、中、下三根辊的拉伸辊组内进行拉伸，其中上、中、下辊水温依次设置为：108℃、98℃和85℃，其中上、中、下辊速度依次设置为：19毫米/分、20毫米/分和21毫米/分，牵引速度设置为24毫米/分。
实施例2
本发明实施例中，一种改性聚苯乙烯灯具板材，包括如下重量份的原料制备而成：聚苯乙烯：80％，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBC)：10％，剩下的10％为助剂，所述助剂包括高极性分散剂、极性增韧剂、抗氧剂，常温常压下，聚苯乙烯、SBC和助剂添加至搅拌机中，以55转/分的转速使其搅拌均匀，然后常温常压下，把混合物顺着料斗送入偶感挤出机内，螺杆温度设置为180-230℃递增，螺杆挤出机挤出的熔融物通过过滤器送入熔体泵内，其中过滤器温度设置为220℃，通过熔体泵将熔融物导入用于板材成型的模具架内，熔融物形成板胚，其中熔体泵温度设置为215℃，模具架温度设置为205℃，板胚送入包含上、中、下三根辊的拉伸辊组内进行拉伸，其中上、中、下辊水温依次设置为：105℃、95℃和80℃，其中上、中、下辊速度依次设置为：20毫米/分、22毫米/分和23毫米/分，牵引速度设置为25毫米/分。
实施例3
本发明实施例中，一种改性聚苯乙烯灯具板材，包括如下重量份的原料制备而成：聚苯乙烯：90％，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBC)：5％，剩下的5％为助剂，所述助剂包括高极性分散剂、极性增韧剂、抗氧剂，常温常压下，聚苯乙烯、SBC和助剂添加至搅拌机中，以80转/分的转速使其搅拌均匀，然后常温常压下，把混合物顺着料斗送入偶感挤出机内，螺杆温度设置为180-230℃递增，螺杆挤出机挤出的熔融物通过过滤器送入熔体泵内，其中过滤器温度设置为230℃，通过熔体泵将熔融物导入用于板材成型的模具架内，熔融物形成板胚，其中熔体泵温度设置为220℃，模具架温度设置为210℃，板胚送入包含上、中、下三根辊的拉伸辊组内进行拉伸，其中上、中、下辊水温依次设置为：110℃、100℃和90℃，其中上、中、下辊速度依次设置为：22毫米/分、24毫米/分和25毫米/分，牵引速度设置为27毫米/分。
根据添加不同含量的SBC与传统的SBS进行抗冲击性能测试：
根据GB/T 2423.55-2006弹簧冲击锤进行重锤测试，改变添加量：
添加量 5％ 9％ 11％ 13％ 15％
SBS 0.2J 0.24J 0.3J 0.35J 0.35J
SBC 0.42J 0.52J 0.62J 0.68J 0.74J
由测试结果可得，在同样的抗冲性能下SBC与SBS比较可节省30-50％的添加量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种改性聚苯乙烯灯具板材，其特征在于，包括如下重量份的原料制备而成：包括如下重量份的原料制备而成：聚苯乙烯：70％-90％，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物：5％-15％，剩下的5％-15％为助剂，所述助剂包括高极性分散剂、极性增韧剂、抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯灯具板材，其特征在于，所述高极性分散剂包括硬脂酸金属类和低分子蜡类的一种或多种组合。
3.根据权利要求2所述的改性聚苯乙烯灯具板材，其特征在于，所述硬脂酸金属类包括硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸镉或硬脂酸铜的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯灯具板材，其特征在于，所述极性增韧剂包括POE接枝马来酸酐增韧剂。
5.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯灯具板材，其特征在于，所述抗氧剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂和重金属离子钝化剂。
6.根据权利要求1-5任一所述的改性聚苯乙烯灯具板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)常温常压下，将聚苯乙烯、SBC和助剂添加至搅拌机中，以30-80转/分的转速使其搅拌均匀，形成混合物；
(2)常温常压下，把混合物通过料斗送入螺杆挤出机的进料口内；
(3)螺杆挤出机的螺杆温度设置为180-230℃逐渐递增，混合物进入螺杆进行熔融并挤出熔融物；
(4)熔融物料进入过滤器，过滤器温度为210-230℃；
(5)熔融物料通过过滤器后进入熔体泵，其温度为210-220℃；
(6)熔融物料通过溶体泵后导入用于板材成型的模具架内并形成板胚，其温度为200-210℃；
(7)板胚进入拉伸辊组，拉伸斜辊为包括上、中、下三根辊的斜辊组，上辊水温105-110℃，中辊水温95-100℃，下辊水温80-90℃，上辊速度：19-22毫米/分，中辊速度：20-24毫米/分，下辊速度：21-25毫米/分，牵引速度为24-27毫米/分，板胚通过拉伸辊组改性聚苯乙烯灯具板材成型。
7.根据权利要求6所述的改性聚苯乙烯灯具板材的制备方法，其特征在于，所述上辊、中辊和下辊的速度依次递增。
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