CN1197815A - 轻度交联增容聚苯乙烯(ps)/聚乙烯(pe)共混物的制备方法 - Google Patents

轻度交联增容聚苯乙烯(ps)/聚乙烯(pe)共混物的制备方法 Download PDF

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本发明涉及不相容聚合物共混物的增容技术,具体地指一种轻度交联增容聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物的制备方法。它选用苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为增容剂,选用微量过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,分步加入按重量份计10～20份的聚乙烯(PE),70～85份的聚苯乙烯(PS),5～15份苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和0.01～1份的微量过氧化物交联剂,在150℃～250℃下,分别共混各2～10分钟。与现有技术相比,本法所制备的共混物性能有显著提高,可替代HIPS使用,制造成本显著降低,原材料全部国产化,有利于PS/PE合金的工业化生产。

Description

轻度交联增容聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物的制备方法
本发明涉及不相容聚合物共混物的增容技术，具体地指一种轻度交联增容聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物的制备方法。
开发聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)合金技术关键在于采用合适的相容化技术对其进行有效的增容。但就目前国内外对该共混体系所使用的增容方法而言，添加过氧化物反应挤出，方法简单，但由于很难使PE、PS内部交联和链降解达到最小的最佳条件，对共混物性能的提高极为有限；采用带有官能团的聚合物反应增容，虽然无需使用增容剂，但是由于涉及到带有官能团聚合物的首先合成，并且在加工过程中官能团间的反应缓慢，不仅导致较高的制造成本，而且对共混物性能的改善，效果也不理想；加入接枝或嵌段共聚物增容，虽然可获得拉伸性能较好的合金材料，但却难以提高共混物的抗冲性能，且所使用的增容剂的价格昂贵。
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，选用一定分子结构的增容剂并配以微量的过氧化物，在提高共混物的界面粘合的同时，引入界面弹性层，从而提供一种制造成本低廉、所获产品综合力学性能优异的轻度交联增容聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物的制备方法。
本发明的目的是通过如下措施来达到的：
一种轻度交联增容聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物的制备方法，其特征在于选用苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为增容剂，选用微量过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂，分步加入按聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物重量份计，10～20份的聚乙烯(PE)，70～85份的聚苯乙烯(PS)，5～15份作增容剂用的苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和0.01～1份的微量过氧化物交联剂，在150℃～250℃下，分别共混各2～10分钟。
上述组份分步加入的制备方法，还有：
制备方法1：按配方量，将聚乙烯(PE)、微量过氧化物交联剂过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二异丙苯(DCP)和聚苯乙烯(PS)在150℃～250℃下共混2～10分钟，然后在保持上述温度下加入增容剂苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)共混2～10分钟。
制备方法2：按配方量，将聚乙烯(PE)和微量过氧化物交联剂过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二异丙苯(DCP)在150℃～250℃下共混2～10分钟，然后在保持上述温度下加入增容剂苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)共混2～10分钟，最后在保持上述温度下加入聚苯乙烯(PS)再共混2～10分钟。
制备方法3：按配方量，首先将聚乙烯(PE)和微量过氧化物交联剂过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二异丙苯(DCP)在150℃～250℃下共混2～10分钟，然后加入聚苯乙烯(PS)，在保持上述温度下充分混合，最后加入增容剂苯乙烯--丁二烯--苯乙烯(SBS)在150℃～250℃下共混2～10分钟。
制备方法4：按配方量，将聚乙烯(PE)和微量过氧化物交联剂过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二异丙苯(DCP)在150℃～250℃下共混2～10分钟，然后在保持上述温度状态下加入聚苯乙烯(PS)和增容剂苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)共混2～10分钟。
本发明采用的各组份分步加入的目的在于：使PE与PS之间，以及PE与SBS之间、PS和SBS之间发生交联反应，这样不仅使SBS成为该共混体系有效的增容剂，并且PE与PS之间的交联反应、生成的接枝共混物也可起到增容的作用。同时由于本发明采用微量的过氧化物，SBS虽然与PE以及PS之间发生了交联反应，但尚保留了部分双键，在界面起到弹性层的作用。当试样受到外力作用时。界面弹性层既可起到吸收能量，又可起到减缓应力传递速率，推迟PE粒子形变速率的作用，从而使PE粒子在高速冲击测试过程中充分地发生松弛变形，进而显著提高PS/PE共混物的抗冲击性能。
本发明与现有技术相比具有如下显著优点：
1、本法选用SBS配以微量的过氧化物，使所制备的共混物性能显著提高，与现有技术制备的共混物相比，拉伸强度68提高了40～100％，冲击强度Is提高了1200～2000％和断裂伸张率εs提高了750～1500％。实现了近30年来人们试图利用PE增韧PS的设想。
2、采用本发明制造成本显著下降，与现有技术制备的共混物相比，其制造成本降低了70～120％。
3、所采用的原材料，来源丰富，全部国产化，有利于PS/PE合金的工业化生产，具有显著的社会效益和经济效益。
4、本发明所制备的PS/PE合金的各项性能指标均达到或超过了相应牌号的HIPS，所以该合金材料不仅可替代HIPS使用，同时在包装材料、含油脂量高的食品容器、冷冻装置和发泡材料等方面具有良好的应用前景。
结合以下实施例对本发明的制备方法作进一步的详述：
实施例1
10份线性低密度聚乙烯(LLDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)、1份过氧化二异丙苯(DCP)或过氧化苯甲酰(BPO)和79份聚苯乙烯(PS)在180℃下共混5分钟后，加入10份苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物SBS再混合5分钟，采用LLDPE、LDPE所得共混物的冲击强度分别为：108.4J/M和94.4J/M。
实施例2
10份线性低密度聚乙烯(LLDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)与0.5份过氧化二异丙苯(DCP)或过氧化苯甲酰(BPO)在200℃下共混7分钟，加入10份苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物SBS共混2分钟，最后加入79.5份聚苯乙烯PS再混合5分钟，采用LLDPE、LDPE所得共混物的冲击强度分别为：114.6J/M和102.5J/M。
实施例3
20份线性低密度聚乙烯(LLDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)与0.1份过氧化二异丙苯(DCP)或过氧化苯甲酰(BPO)在175℃下共混8分钟，然后加入70份聚苯乙烯PS再混合5分钟，最后加入10份苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物SBS混合5分钟采用LLDPE、LDPE所得共混物的冲击强度分别为：110.2J/M和100J/M。
实施例4
15份线性低密度聚乙烯LLDPE或低密度聚乙烯LPPE与0.03份过氧化二异丙苯(DCP)或过氧化苯甲酰(BPO)在165℃下共混2分钟，然后加入70份聚苯乙烯(PS)和15份苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物SBS再混合10分钟，采用LLDPE、LDPE所得共混物的冲击强度分别为：123.2J/M和114.6J/Mm。

Claims (5)

1、一种轻度交联增容聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物的制备方法，其特征在于选用苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为增容剂，微量过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂，分步加入按聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物重量份计，10～20份的聚乙烯(PE)，70～85份的聚苯乙烯(PS)，5～15份作增容剂用的苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和0.01～1份的微量过氧化物交联剂在150℃～250℃下，分别共混各2～10分钟。
2、根据权利要求1所述的一种轻度交联增容聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物的制备方法，其特征在于其分步加入各组份的方法，还有按配方量，将聚乙烯(PE)、微量过氧化物交联剂过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二异丙苯(DCP)和聚苯乙烯(PS)在150℃～250℃下共混2～10分钟，然后在保持上述温度下加入增容剂苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)共混2～10分钟。
3、根据权利要求1所述的一种轻度交联增容聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物的制备方法，其特征在于其分步加入各组份的方法，还有按配方量，将聚乙烯(PE)和微量过氧化物过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二异丙苯(DCP)在150℃～250℃下共混2～10分钟，然后在保持上述温度下加入增容剂苯乙烯--丁二苯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)共混2～10分钟，最后在保持上述温度下加入聚苯乙烯(PS)再共混2～10分钟。
4、根据权利要求1所述的一种轻度交联增容聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物的制备方法，其特征在于其分步加入各组份的方法，还有按配量首先将聚乙烯(PE)和微量过氧化物交联剂过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二异丙苯(DCP)在150℃～250℃下共混2～10分钟，然后加入聚苯乙烯(PS)，在保持上述温度下充分混合，最后加入增容剂苯乙烯--丁二苯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)在150℃～250℃下共混2～10分钟。
5、根据权利要求1所述的一种轻度交联增容聚苯乙烯(PS)/聚乙烯(PE)共混物的制备方法，其特征在于其分步加入各组份的方法，还有按配方量将聚乙烯(PE)和微量过氧化物交联剂(BPO)或(DCP)在150℃～250℃下共混2～10分钟，然后在保持上述温度状态下聚苯乙烯(PS)和增容剂苯乙烯--丁二烯--苯乙烯嵌段共聚物(SBS)共混2～10分钟。
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