[发明专利]聚丙烯/AS共混物及其制备方法和制品的热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚丙烯/AS共混物制备技术领域，特别是涉及一种具有良好相容性的聚丙烯/AS共混物及其制备方法以及共混物制品的热处理方法。

背景技术

聚丙烯为一种无极性的通用热塑性塑料，具有良好的加工性能，较好的综合力学性能和相对低廉的价格，但与工程塑料相比，硬度和刚度相对较低（普通聚丙烯弯曲模量约1000MPa至1500MPa）,限制了其在许多场合的应用。通常采用提高结晶度、进行无机粉体填充改性或纤维增强的方式改善其硬度和刚度，但提高结晶度将增大材料的成形收缩率，无机粉体填充改性或纤维增强一方面增大了材料比重，另一方面降低了制品的表面质量。采用共混改性的方法，参混高刚度、高硬度的其他种类聚合物材料，可提高聚丙烯材料的刚度和硬度，而高刚度、高硬度的聚合物均为极性或刚性分子链的聚合物，与聚丙烯难以相容，因此关键在于提高材料的相容性，才能获得品质均一，综合性能优良的改性材料。

丙烯腈与苯乙烯共聚物（AS）是由丙烯腈和苯乙烯通过本体法、悬浮法或乳液法制得，具有高光泽、高透明、良好的耐热性和机械性能，刚性大，具有较高的化学稳定性，可用于聚丙烯中改善其刚度和硬度，但同样，AS与聚丙烯的相容性较差，难以得到性能良好的聚丙烯/AS共混物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有聚丙烯/AS共混物相容性差的缺陷，提供一种采用环氧树脂增容的聚丙烯/AS共混物及其制备方法，同时还提供共混物制品的热处理方法，该共混物体系相容性良好，具有很好的强度、刚度和硬度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

本发明的聚丙烯/AS共混物，含有聚丙烯和丙烯腈与苯乙烯共聚物，在该共混物中，还含有马来酸酐接枝聚丙烯和环氧树脂。

具体的，按照重量份计算，该共混物是由聚丙烯100份、丙烯腈与苯乙烯共聚物10～40份、马来酸酐接枝聚丙烯5～20份和环氧树脂1～10份加环氧树脂固化剂制备而成。

优选的，前述聚丙烯/AS共混物是由聚丙烯100份、丙烯腈与苯乙烯共聚物20～30份、马来酸酐接枝聚丙烯10～15份和环氧树脂3～8份加环氧树脂固化剂制备而成。

优选的，前述共混物中所用的马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐基团接枝率大于1%。环氧树脂的分子量大于400，环氧值大于0.2。

本发明还提供了前述聚丙烯/AS共混物的制备方法：取聚丙烯、丙烯腈与苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、环氧树脂和环氧树脂固化剂，混合均匀，在160～220℃的加工温度下混炼2～8分钟，造粒或压片，即得共混物。

采用前述聚丙烯/AS共混物制成的制品，采用如下的热处理方法，通过促使环氧树脂的完全固化，可以进一步提高制品性能：将所述制品在90～110℃条件下处理3～9小时。

在上述技术方案中，主要原料聚丙烯为普通均聚或共聚聚丙烯；AS为普通的聚丙烯腈与苯乙烯共聚物；环氧树脂可以选择双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、间苯二酚甲醛环氧树脂、AG-80环氧树脂、AG-90环氧树脂等；环氧树脂固化剂优选采用中温、高温固化剂，包括酸酐类、芳香胺类、咪唑类、硫醇类或多元胺类常温固化剂，可在加工温度和时间的条件下快速固化，其加入量按加入的环氧树脂量及环氧值和固化剂结构进行计算。

在聚丙烯/AS共混物中加入环氧树脂和马来酸酐接枝聚丙烯，在熔融状态下，部分环氧树脂分子的环氧基团与马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐基团产生反应而结合，使环氧树脂接枝到马来酸酐接枝聚丙烯的大分子链上，由于环氧基团与极性的AS分子链具有很好的亲和性，从而大幅度提高了马来酸酐接枝聚丙烯与AS的相容性，而聚丙烯与马来酸酐接枝聚丙烯具备固有的相容性，因此环氧树脂的加入，显著提高了聚丙烯与AS的相容性，利用AS固有的高刚度、高硬度，且环氧树脂固化形成硬质质点，提高了聚丙烯的综合力学性能，尤其使聚丙烯的强度、刚度和表面硬度得到大幅度的提高。

与现有技术相比，本发明采用相对廉价的环氧树脂对聚丙烯/AS/马来酸酐接枝聚丙烯体系增容，取得了较好的结果，使体系的相容性大大提高，从而提高了共混物的强度、硬度和刚度，并可有效减少表面划伤，减小材料的成形收缩率，表面质量良好，具有良好的加工性能，可替代工程塑料，在普通聚丙烯中添加约30%的AS，可使材料的拉伸强度由35MPa增加至45MPa，弯曲模量由1450MPa增加至1860MPa，表面洛氏硬度（R）由75增加至98，本发明工艺简单、成本低、效率高，是提高聚丙烯强度、刚度和硬度的有效方法。