[发明专利]结构型耐候高抗冲聚苯乙烯制备方法

说明书

 技术领域

本发明属于聚合物科学领域，涉及耐候高抗冲热塑性聚合物合金新型制备方法，特指利用阳离子接枝技术和“两步”共混增容工艺制备耐候高抗冲聚苯乙烯。

背景技术

 高抗冲聚苯乙烯是尺寸稳定、电绝缘性能好、易成型加工的的热塑性塑料，被广泛用于包装、电器配件、汽车配件、玩具等日用制品中。目前，高抗冲聚苯乙烯制备主要采用聚丁二烯橡胶溶于苯乙烯单体后热聚合形成。由于聚丁二烯主链中含有不饱和双键，其在紫外光等作用下，易氧化和断裂，形成生色基团羰基和羟基，从而使其外观和力学性能大幅度降低。因而该法制得的高抗冲聚苯乙烯耐候性较差，其应用范围和使用寿命受到严重制约。为了改善其耐候性，人们选用了主链中没有双键的饱和橡胶如乙丙三元橡胶代替聚丁二烯橡胶作为反应物，或采用添加防老剂的方法制备耐候高抗冲聚苯乙烯，这两项技术近期均有专利报道，但工艺复杂，制造成本高。采用廉价的就地相容化技术制备高抗冲聚苯乙烯，一直是该领域十分关注的课题。本发明公开了一种耐候性高抗冲聚苯乙烯制备技术，选用主链饱和的橡胶或弹性体为增韧物，采用大分子阳离子接枝技术和“两步”共混增容工艺，产品性能稳定，成本低，具有明显的应用优势。

 

发明内容

本发明涉及一种耐候性高抗冲聚苯乙烯新型制备技术，尤其涉及大分子阳离子接枝技术和“两步”混合工艺，解决了通过原位增容技术制备高性能耐候性高抗冲聚苯乙烯的难题。

 本发明结构型耐候高抗冲聚苯乙烯制备方法，按照下述步骤进行：

1）接枝母料的制备：

在混合设备中加入聚苯乙烯、主链饱和的橡胶弹性体、路易斯酸复合催化剂、助催化剂；在温度为120℃-200℃和转速为20-200转/分条件下进行熔融接枝反应，最终得到橡胶弹性体接枝聚苯乙烯母料；

2) 耐候性高抗冲聚苯乙烯的制备：

 将上述得到的橡胶弹性体接枝聚苯乙烯母料，在温度为160-220℃的混合设备上按适当比例与聚苯乙烯混合，即得到结构型耐候高抗冲聚苯乙烯。

其中步骤（1）所述混合设备为开炼机、密炼机或挤出机，最优密炼机。

其中步骤（1）所述聚苯乙烯为数均分子量在10-20万，分子量分布在1.2-1.5的通用聚苯乙烯；用量为混合树脂总质量的60-40%。

其中步骤（1）所述橡胶弹性体为乙烯、丙烯、丁烯、己烯、辛烯、葵烯、十二碳烯、亚乙基降冰片烯、双环戊二烯、1,4-己二烯的两种或多种共聚物，如三元乙丙橡胶（EPDM）、聚烯烃弹性体(POE)等。用量为混合树脂总质量的40-60%。

其中步骤（1）所述路易斯酸为 AlCl₃、AlI₃、AlBr₃、SbCl₄、FeCl₃、SnCl₄ 、ZnCl₂ 、InCl₃、InBr₃、NiCl₂ 、三甲基氯硅烷或二甲基氯硅烷的一种或几种；用量为混合树脂总质量的0.2-3.0%。

其中步骤（1）所述助催化剂为苯乙烯、双环戊二烯、二乙烯基苯、二氯苯乙烯、氯化石蜡中一种或几种；用量为混合树脂总质量的0.2-5%。

其中步骤（1）所述得到橡胶弹性体接枝聚苯乙烯母料中聚苯乙烯接枝率为20％－35％；

其中步骤（2）中所述混合设备指开炼机、密炼机或双螺杆挤出机，最优为双螺杆挤出机。

其中步骤（2）中所述比例为橡胶弹性体接枝聚苯乙烯母料与聚苯乙烯质量之比，可根据制品性能要求进行调节。

其中步骤（2）中所述聚苯乙烯与步骤（1）中所述的聚苯乙烯相同。

本发明得到的耐候性高抗冲聚苯乙烯，其橡胶含量4%-40%，拉伸强度为12Mpa-40Mpa，悬臂梁冲击强度为50（J/m）-250（J/m），断裂伸长率为5（%）-95（%）。老化箱老化500小时后，其性能基本不变。

本发明制备的高耐候性高抗冲聚苯乙烯，从结构上回避了主链带有双键的聚合物的老化风险，具有永久性，可广泛用于户外制品和有特殊老化要求的场合。

附图说明

图1为三元乙丙橡胶接枝聚苯乙烯红外光谱曲线，

图2为聚烯烃弹性体接枝聚苯乙烯红外光谱曲线，

图3是以三元乙丙橡胶为橡胶弹性体制备的高耐候高抗冲聚苯乙烯断面放大10000倍的SEM照片，