CN115521554A - 一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，包括以下组分：丁苯透明抗冲树脂、低顺式聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯；所述丁苯透明抗冲树脂由75%苯乙烯和25%丁二烯制成；所述低顺式聚丁二烯橡胶是以碱金属、烷基锂或其他负离子聚合引发剂引发丁二烯聚合制成，本发明的有益效果是：通过在普通的聚苯乙烯中加入丁苯透明抗冲树脂和低顺式聚丁二烯橡胶与其共聚改性，可明显提高其冲击韧性和断裂伸长率，且随着丁苯透明抗冲树脂含量的提高，改性后聚苯乙烯的力学性能呈递增趋势，同时，在丁苯透明抗冲树脂的作用下还可以保证改性后聚苯乙烯的透光率，因此其可以用在需要物理力学性能优良又要透明性良好的产品中。

Description

一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及技术领域，具体为一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯材料简称PS，其具有透明性好、硬度高、易于成型加工的特点，主要分子的主链为饱和碳链，侧链为共轭苯环结构，因为分子链中含有苯环结构，导致其出现应力开裂，所以PS材料脆且容易开裂，为增加其使用性能改善其脆性断裂在聚合时加入聚丁二烯橡胶增加其韧性，称为高抗冲聚苯乙烯（HIPS），性能上接近ABS等工程塑料，应用行业如包装容器、器械、电动产品、电信、电子、家电，计算机等，由于弹性体增韧剂聚丁二烯橡胶透光率低，与聚苯乙烯的折光率相差很大，在PS基质中形成较大颗粒，分布不均匀，所以聚丁二烯橡胶/聚苯乙烯共混的高抗冲聚苯乙烯不能慢满足光泽度要求较高的产品，中国专利201210567254.2公布了一种增韧聚苯乙烯材料，其包含下列组成部分，聚苯乙烯60-80份，邻苯二甲酸二丁酯3-8份，磷酸三丁基酯4-7份，磷酸三乙基酯5-8份，聚乙酸乙烯酯5-12份，三氧化二锑1-2份，所述聚苯乙烯材料还包括三聚氰胺1-2份，聚磷酸铵0.2-0.8份，季戊四醇0.5-3份，该方案通过在聚苯乙烯塑料中添加增韧剂，可以使聚苯乙烯塑料变得柔韧不易断裂，增加聚苯乙烯塑料的机械强度，增塑剂、分散剂可以增加聚苯乙烯塑料的塑性和光泽，胶粘剂可以提高聚苯乙烯塑料的粘性，使之方便与其他产品粘合，虽然其可以提高聚苯乙烯才材料的塑形和光泽，但是其增加的材料会对其透光率，从而制约了聚苯乙烯树脂材料的用途。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料及其制备方法，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透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，包括以下组分：丁苯透明抗冲树脂、低顺式聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯；
所述丁苯透明抗冲树脂由75%苯乙烯和25%丁二烯制成；
所述低顺式聚丁二烯橡胶是以碱金属、烷基锂或其他负离子聚合引发剂引发丁二烯聚合制成；
所述聚苯乙烯由下述组份按重量份制备而成：聚苯乙烯树脂50-100份、弹性体增韧剂5-35份、橡胶粉增韧剂1-5份、光稳定剂0.5-1.0份、抗氧剂0.1～0.5份、着色母粒0.5-2份和润滑剂3-5份。
作为优选，所述丁苯透明抗冲树脂的透明度为92%，折射率为5.6%。
作为优选，所述低顺式聚丁二烯橡胶的制备方法为：
在有机溶剂中将丁二烯连续地引入反应容器以进行阴离子溶液聚合反应；
将阴离子聚合反应产物与二乙烯基苯进行偶联反应，以碱金属、烷基锂或其他负离子聚合引发剂引发丁二烯聚合，聚合完毕后即可制得低顺式聚丁二烯橡胶。
作为优选，所述聚苯乙烯的制备方法为：
称取聚苯乙烯树脂、弹性体增韧剂、橡胶粉增韧剂、光稳定剂、抗氧剂、着色母粒和润滑剂；
将称好的聚苯乙烯树脂、弹性体增韧剂、橡胶粉增韧剂、光稳定剂、抗氧剂、着色母粒倒入高速混合机中搅拌混合，在混合的过程中对原料加热使其熔融，带所有原料熔融混合均匀后得到原料A；
将混合好的原料A加入到挤出机中，再将润滑剂倒入挤出机中与原料A混合，随后通过挤出机将其挤出造粒即可。
作为优选，所述加热温度为90-110℃，所述搅拌转速为1500r/min，且混合时间12-15min。
作为优选，所述聚苯乙烯树脂的粘度为1.5-1.8dl/g，所述聚苯乙烯的折射率为5.9%。
作为优选，所述透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料的共混包括以下步骤：
S1、预处理：根据配方称取对应剂量的丁苯透明抗冲树脂、低顺式聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯，采用热风循环干燥去除材料中多余的水分；
S2、预混合：将干燥后的材料倒入立式高速搅拌器进行均匀混合，得到原料A1；
S3、将混合后的原料A1加热到黏流温度以上，并将其转移至密闭式混炼机中，通过密闭式混炼机对其进行熔融共混，得到原料A2；
S4、对原料A2进行冷却，冷却完毕后将其制成粉末或粒子。
作为优选，所述S1中热风干燥循环的温度为45-60℃，且热风干燥循环的时间为30-50分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在普通的聚苯乙烯中加入丁苯透明抗冲树脂和低顺式聚丁二烯橡胶与其共聚改性，可明显提高其冲击韧性和断裂伸长率，且随着丁苯透明抗冲树脂含量的提高，改性后聚苯乙烯的力学性能呈递增趋势，同时，在丁苯透明抗冲树脂的作用下还可以保证改性后聚苯乙烯的透光率，因此其可以用在需要物理力学性能优良又要透明性良好的产品中。
具体实施方式
本发明提供一种技术方案：一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，包括以下组分：丁苯透明抗冲树脂、低顺式聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯；
所述丁苯透明抗冲树脂由75%苯乙烯和25%丁二烯制成；
所述低顺式聚丁二烯橡胶是以碱金属、烷基锂或其他负离子聚合引发剂引发丁二烯聚合制成；
所述聚苯乙烯由下述组份按重量份制备而成：聚苯乙烯树脂50-100份、弹性体增韧剂5-35份、橡胶粉增韧剂1-5份、光稳定剂0.5-1.0份、抗氧剂0.1～0.5份、着色母粒0.5-2份和润滑剂3-5份。
其中，所述丁苯透明抗冲树脂的透明度为92%，折射率为5.6%。
其中，所述低顺式聚丁二烯橡胶的制备方法为：
在有机溶剂中将丁二烯连续地引入反应容器以进行阴离子溶液聚合反应；
将阴离子聚合反应产物与二乙烯基苯进行偶联反应，以碱金属、烷基锂或其他负离子聚合引发剂引发丁二烯聚合，聚合完毕后即可制得低顺式聚丁二烯橡胶。
其中，所述聚苯乙烯的制备方法为：
称取聚苯乙烯树脂、弹性体增韧剂、橡胶粉增韧剂、光稳定剂、抗氧剂、着色母粒和润滑剂；
将称好的聚苯乙烯树脂、弹性体增韧剂、橡胶粉增韧剂、光稳定剂、抗氧剂、着色母粒倒入高速混合机中搅拌混合，在混合的过程中对原料加热使其熔融，带所有原料熔融混合均匀后得到原料A；
将混合好的原料A加入到挤出机中，再将润滑剂倒入挤出机中与原料A混合，随后通过挤出机将其挤出造粒即可。
其中，所述加热温度为90-110℃，所述搅拌转速为1500r/min，且混合时间12-15min。
其中，所述聚苯乙烯树脂的粘度为1.5-1.8dl/g，所述聚苯乙烯的折射率为5.9%。
其中，所述透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料的共混包括以下步骤：
S1、预处理：根据配方称取对应剂量的丁苯透明抗冲树脂、低顺式聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯，采用热风循环干燥去除材料中多余的水分；
S2、预混合：将干燥后的材料倒入立式高速搅拌器进行均匀混合，得到原料A1；
S3、将混合后的原料A1加热到黏流温度以上，并将其转移至密闭式混炼机中，通过密闭式混炼机对其进行熔融共混，得到原料A2；
S4、对原料A2进行冷却，冷却完毕后将其制成粉末或粒子。
其中，所述S1中热风干燥循环的温度为45-60℃，且热风干燥循环的时间为30-50分钟。
实施例1：
一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，各组分按其百分比计数为：丁苯透明抗冲树脂10% 、低顺式聚丁二烯橡胶2.5% 和聚苯乙烯86.5% 。
所述透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料的共混包括以下步骤：
S1、预处理：根据配方称取对应剂量的丁苯透明抗冲树脂10%、低顺式聚丁二烯橡胶2.5%和聚苯乙烯86.5%，采用45-60℃的30-50分钟，从而热风循环干燥去除材料中多余的水分；
S2、预混合：将干燥后的丁苯透明抗冲树脂、低顺式聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯倒入立式高速搅拌器进行均匀混合，得到原料A1；
S3、将混合后的原料A1加热到黏流温度以上，并将其转移至密闭式混炼机中，通过密闭式混炼机对其进行熔融共混，得到原料A2；
S4、对原料A2进行冷却，冷却完毕后将其制成粉末或粒子。
性能测试：
通过对由上述粒子制成的板材进行冲击、拉伸、断面雾度以及透光率检测，得到如下数据：
冲击韧性 断裂伸长率 断面雾度 透光率
1.95kj/㎡ 1.5% 25% 86.6%
实施例2：
一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，各组分按其百分比计数为：丁苯透明抗冲树脂50% 、低顺式聚丁二烯橡胶2.5% 和聚苯乙烯47.5% 。
所述透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料的共混包括以下步骤：
S1、预处理：根据配方称取对应剂量的丁苯透明抗冲树脂50%、低顺式聚丁二烯橡胶2.5%和聚苯乙烯47.5%，采用45-60℃的30-50分钟，从而热风循环干燥去除材料中多余的水分；
S2、预混合：将干燥后的丁苯透明抗冲树脂、低顺式聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯倒入立式高速搅拌器进行均匀混合，得到原料A1；
S3、将混合后的原料A1加热到黏流温度以上，并将其转移至密闭式混炼机中，通过密闭式混炼机对其进行熔融共混，得到原料A2；
S4、对原料A2进行冷却，冷却完毕后将其制成粉末或粒子。
性能测试：
通过对由上述粒子制成的板材进行冲击、拉伸、断面雾度以及透光率检测，得到如下数据：
冲击韧性 断裂伸长率 断面雾度 透光率
4.75kj/㎡ 15% 10% 85.6%
由实施例1和实施例2的参数表可知，随着丁苯透明抗冲树脂含量增加，所制得树脂材料的雾度有很大改善，其透光率相差不大，所以丁苯透明抗冲树脂和聚苯乙烯的光学匹配性良好；
随着丁苯透明抗冲树脂含量增加，可明显增加聚苯乙烯的冲击韧性和断裂伸长率，所以通过丁苯透明抗冲树脂和低顺式聚丁二烯橡胶对聚苯乙烯进行共混改性可得到透明高抗冲的PS合金。
在本发明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、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，其特征在于，包括以下组分：丁苯透明抗冲树脂、低顺式聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯；
所述丁苯透明抗冲树脂由75%苯乙烯和25%丁二烯制成；
所述低顺式聚丁二烯橡胶是以碱金属、烷基锂或其他负离子聚合引发剂引发丁二烯聚合制成；
所述聚苯乙烯由下述组份按重量份制备而成：聚苯乙烯树脂50-100份、弹性体增韧剂5-35份、橡胶粉增韧剂1-5份、光稳定剂0.5-1.0份、抗氧剂0.1～0.5份、着色母粒0.5-2份和润滑剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，其特征在于：所述丁苯透明抗冲树脂的透明度为92%，折射率为5.6%。
3.根据权利要求1所述的一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，其特征在于：所述低顺式聚丁二烯橡胶的制备方法为：
在有机溶剂中将丁二烯连续地引入反应容器以进行阴离子溶液聚合反应；
将阴离子聚合反应产物与二乙烯基苯进行偶联反应，以碱金属、烷基锂或其他负离子聚合引发剂引发丁二烯聚合，聚合完毕后即可制得低顺式聚丁二烯橡胶。
4.根据权利要求1所述的一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，其特征在于：所述聚苯乙烯的制备方法为：
称取聚苯乙烯树脂、弹性体增韧剂、橡胶粉增韧剂、光稳定剂、抗氧剂、着色母粒和润滑剂；
将称好的聚苯乙烯树脂、弹性体增韧剂、橡胶粉增韧剂、光稳定剂、抗氧剂、着色母粒倒入高速混合机中搅拌混合，在混合的过程中对原料加热使其熔融，带所有原料熔融混合均匀后得到原料A；
将混合好的原料A加入到挤出机中，再将润滑剂倒入挤出机中与原料A混合，随后通过挤出机将其挤出造粒即可。
5.根据权利要求4所述的一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，其特征在于：所述加热温度为90-110℃，所述搅拌转速为1500r/min，且混合时间12-15min。
6.根据权利要求1所述的一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，其特征在于：所述聚苯乙烯树脂的粘度为1.5-1.8dl/g，所述聚苯乙烯的折射率为5.9%。
7.根据权利要求1-6所述的一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，其特征在于：所述透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料的共混包括以下步骤：
S1、预处理：根据配方称取对应剂量的丁苯透明抗冲树脂、低顺式聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯，采用热风循环干燥去除材料中多余的水分；
S2、预混合：将干燥后的材料倒入立式高速搅拌器进行均匀混合，得到原料A1；
S3、将混合后的原料A1加热到黏流温度以上，并将其转移至密闭式混炼机中，通过密闭式混炼机对其进行熔融共混，得到原料A2；
S4、对原料A2进行冷却，冷却完毕后将其制成粉末或粒子。
8.根据权利要求7所述的一种透明高抗冲聚苯乙烯树脂材料，其特征在于：所述S1中热风干燥循环的温度为45-60℃，且热风干燥循环的时间为30-50分钟。
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