一种透明抗冲击聚苯乙烯及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种透明抗冲击聚苯乙烯及其制备方法，特别是一种透明高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法，所述的聚苯乙烯按重量百分含量包括如下组分：GPPS25-40％、K胶50-70％、SMA0.5-1％、增韧剂5-10％、润滑剂0.2-0.5％、偶联剂0.1-0.3％、抗氧剂0.1-0.3％，上述各组分含量之和为100％；所述制备方法包括：先采用高混机将各物料按比例混合均匀，然后采用双螺杆挤出机挤出造粒即得。本发明得到的聚苯乙烯透明度高，产品成型好，具有良好的尺寸稳定性、耐折和抗撕裂性能。
【专利说明】一种透明抗冲击聚苯乙烯及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热塑性材料领域，具体涉及一种聚苯乙烯及其制备方法，尤其涉及一 种透明抗冲击聚苯乙烯及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚苯乙烯（PS)是由苯乙烯（SM)聚合而成的树脂，它主要分为通用级聚苯乙烯 (GPPS)、高抗冲击级聚苯乙烯（HIPS)和发泡聚苯乙烯（EPS)，属五大通用热塑性合成树脂 之一。
[0003] 通用聚苯乙烯（GPPS)树脂因抗冲击性能差，制品易碎而受限。在苯乙烯单体中加 入橡胶进行自由基聚合，可制得化学接枝型的高抗冲击级聚苯乙烯（HIPS)，然而加入橡胶 组分导致HIPS的不透明性又使其在对透明性要求高的包装领域受限。自20世纪70年代 中期，国外开始开发透明高抗冲聚苯乙烯（THIPS)。THIPS因具有一定的冲击强度、透光率 好而在包装领域得到了广泛应用。
[0004] CN1172120A公开了一种高透明抗冲击聚苯乙烯树脂及其制备方法，其采用以苯乙 烯为单体、以高苯乙烯含量的丁二烯、苯乙烯嵌段共聚物为增韧剂，采用自由基聚合方法制 备得到高透明抗冲击聚苯乙烯，该聚苯乙烯的透光率为85. 3-88. 7%，冲击强度为29-42J/ m〇
[0005] CN103059432A公开了一种透明增韧聚苯乙烯功能色母料的制备方法，该方法包括 (1)将GPPS与油性增韧剂混合；（2)加入MBS、透明颜料和其他加工助剂，混合；（3)将所有 物料进行混炼、切粒；所述油性增韧剂为植物油和/或矿物油。上述方法制备得到的聚苯乙 烯透光率为80-90%，冲击强度为3. 13-3. 73kJ/m2。
[0006] CN103232644A公开了一种聚苯乙烯复合材料，该复合材料包括：聚苯乙烯100份； 金属氧化物100-170份；金属氮化物15-23份；增韧剂7-10份；偶联剂5-6份；抗氧剂3-4 份；加工助剂5-8份。该聚苯乙烯的断裂伸长率/%只有2. 2-3. 7。
[0007] 上述涉及到的与透明高抗冲击聚苯乙烯相关文献中，普遍存在透明度差、产品的 韧性、硬度和刚性等力学性能低的缺陷，大大影响了透明高抗冲击聚苯乙烯材料的实际使 用寿命和应用范围，从而制约了其在工程领域的应用。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种聚苯乙烯及其制备方法，特别是一种透明抗冲击聚苯 乙烯及其制备方法。
[0009] 为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
[0010] 一种透明抗冲击聚苯乙烯，按重量百分含量包括如下组分：GPPS25-40%、K胶 50-70 %、SMA0. 5-1 %、增韧剂 5-10 %、润滑剂 0· 2-0. 5 %、偶联剂 0· 1-0. 3 %、抗氧剂 0. 1-0. 3%，上述各组分含量之和为100%。
[0011] 所述GPPS的重量百分含量为25-35%，例如可以是25%、27%、28%、30%、32%、 34%、35% ;优选为30-35%，更优选为32%。
[0012] GPPS为通用级聚苯乙烯，例如可以是奇美的PG-383、台化的GP5500或韩国锦湖的 GP150中的任意一种或至少两种的混合物。
[0013] 所述K胶的重量百分含量为55-70%，例如可以是55%、58%、60%、63%、64%、 65%、67%、68%、70% ;优选为 60-68%，更优选为 64%。
[0014] K胶为丁苯透明抗冲击树脂，例如可以是众和的SL-803G、雪佛龙的KR-03或雪佛 龙的KR-05中的任意一种或至少两种的混合物。
[0015] 所述SMA的重量百分含量为0. 5-0. 8 %，例如可以是0. 5 %、0. 58 %、0. 6 %、 0· 63%、0· 65%、0· 7%、0· 73%、0· 76%、0· 8% ;优选为 0· 5-0. 7%，更优选为 0· 6%。
[0016] SMA为苯乙烯-马来酸酐共聚物，例如可以是上海华雯电子新材料有限公司的 SMA-700。SMA在本发明中主要起增容作用。
[0017] 所述增韧剂的重量百分含量为5-9%，例如可以是5%、5. 8%、6%、6. 4%、6. 8%、 7%、7· 3%、7· 8%、9% ;优选为 6-9%，更优选为 7%。
[0018] 优选地，所述增韧剂为SBS和/或SEBS。
[0019] 增韧剂SBS可以是岳阳石化生产的792和/或台湾李长荣生产的3540,增韧剂 SEBS可以是台湾台橡的6150。增韧剂在本发明中主要用于提高制品的耐折与抗撕裂性能。
[0020] 所述润滑剂的重量百分含量为0. 3-0. 5%，例如可以是0. 3 %、0. 33 %、0. 36%、 0· 4%、0· 45%、0· 5% ;优选为 0· 3-0. 4%，更优选为 0· 4%。
[0021] 优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡和/或硬脂酸锌中的任意一种或两种的混合物。
[0022] 本发明的聚乙烯蜡可以是科恩蜡粉PE520和/或Honeywell6A蜡。
[0023] 所述偶联剂的重量百分含量为0. 1-0. 25 %，例如可以是0. 1 %、0. 13 %、0. 15%、 0· 18%、0· 2%、0· 21%、0· 23%、0· 25% ;优选为 0· 15-0. 21%，更优选为 0· 18%。
[0024] 优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。
[0025] 本发明的润滑剂与偶联剂主要用于提高产品的加工性能。
[0026] 所述抗氧剂的重量百分含量为0. 1-0. 25 %，例如可以是0. 1 %、0. 13 %、0. 15%、 0· 18%、0· 21%、0· 23%、0· 25% ;优选为 0· 15-0. 21%，更优选为 0· 18%。
[0027] 优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168和/或1010。
[0028] 本发明的抗氧剂可以是巴斯夫的168或1010。
[0029] 本发明的抗氧剂主要用于提高产品的耐温性以及抗老化性能。
[0030] 本发明所述的透明抗冲击聚苯乙烯的制备方法，包括如下步骤：先将GPPS、K胶和 SMA在高混机中混合，然后再加入增韧剂、润滑剂、偶联剂和抗氧剂，混合均匀，再在组合的 双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
[0031] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0032] 1、本发明的聚苯乙烯透明度高，透光率达到90%以上；
[0033] 2、本发明的聚苯乙烯产品成型性好，具有良好的尺寸稳定性；
[0034] 3、本发明的聚苯乙烯具有良好的耐折以及抗撕裂性能。
【具体实施方式】
[0035] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0036] 实施例1
[0037] (1)按照如下重量百分含量配备原料：
[0038] GPPS25%、K 胶 69. 1%、SMA0. 5%、增韧剂 5%、润滑剂 0· 2%、偶联剂 0· 1%、抗氧 剂 〇· 1% ;
[0039] 所述GPPS为奇美的PG-383 ;所述K胶为众和的SL-803G ;所述SMA为上海华雯电 子新材料有限公司的SMA-700 ;所述增韧剂为岳阳石化生产的SBS-792 ;所述润滑剂为科莱 恩蜡粉PE520 ;所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂168 ;
[0040] ⑵将GPPS、K胶和SMA在高混机中混合，然后再加入增韧剂、润滑剂、偶联剂和抗 氧剂，混合均匀；
[0041] (3)采用双螺杆挤出机熔融挤出造粒。
[0042] 经检测和计算，本发明的透明抗冲击聚苯乙烯透光率为93. 3%。
[0043] 实施例2
[0044] (1)按照如下重量百分含量配备原料：
[0045] GPPS32%、K 胶 62%、SMA0. 5%、增韧剂 5%、润滑剂 0· 2%、偶联剂 0· 15%、抗氧剂 0. 15% ；
[0046] 所述GPPS为台化的GP5500 ;所述K胶为雪佛龙的KR-03 ;所述SMA为上海华雯电 子新材料有限公司的SMA-700 ;所述增韧剂为台湾李长荣生产的3540 ;所述润滑剂为科莱 恩蜡粉PE520 ;所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂168 ;
[0047] (2)将GPPS、K胶和SMA在高混机中混合，然后再加入增韧剂、润滑剂、偶联剂和抗 氧剂，混合均匀；
[0048] (3)采用双螺杆挤出机熔融挤出造粒。
[0049] 经检测和计算，本发明的透明抗冲击聚苯乙烯透光率为95. 1%。
[0050] 实施例3
[0051] (1)按照如下重量百分含量配备原料：
[0052] GPPS36%、K 胶 57%、SMA0. 5%、增韧剂 6%、润滑剂 0· 25%、偶联剂 0· 15%、抗氧 剂 〇· 1% ;
[0053] 所述GPPS为韩国锦湖的GP150 ;所述K胶为雪佛龙的KR-05 ;所述SMA为上海 华雯电子新材料有限公司的SMA-700 ;所述增韧剂为台湾台橡的6150 ;所述润滑剂为 Honeywell6A錯；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂；所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂1010 ;
[0054] (2)将GPPS、K胶和SMA在高混机中混合，然后再加入增韧剂、润滑剂、偶联剂和抗 氧剂，混合均匀；
[0055] (3)采用双螺杆挤出机熔融挤出造粒。
[0056] 经检测和计算，本发明的透明抗冲击聚苯乙烯透光率为93. 8%。
[0057] 实施例4
[0058] (1)按照如下重量百分含量配备原料：
[0059] GPPS38%、K 胶 53%、SMA0. 6%、增韧剂 8%、润滑剂 0. 2%、偶联剂 0. 1%、抗氧剂 0. 1 % ；
[0060] 所述GPPS为奇美的PG-383 ;所述K胶为雪佛龙的KR-03 ;所述SMA为上海华雯电 子新材料有限公司的SMA-700 ;所述增韧剂为台湾李长荣生产的3540 ;所述润滑剂为科莱 恩蜡粉PE520 ;所述偶联剂为钛酸酯偶联剂；所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂1010 ;
[0061] ⑵将GPPS、K胶和SMA在高混机中混合，然后再加入增韧剂、润滑剂、偶联剂和抗 氧剂，混合均匀；
[0062] (3)采用双螺杆挤出机熔融挤出造粒。
[0063] 经检测和计算，本发明的透明抗冲击聚苯乙烯透光率为94. 2%。
[0064] 实施例5
[0065] (1)按照如下重量百分含量配备原料：
[0066] GPPS40%、K 胶 50%、SMA0. 55%、增韧剂 9%、润滑剂 0. 25%、偶联剂 0. 1%、抗氧 剂 〇· 1% ;
[0067] 所述GPPS为台化的GP5500 ;所述K胶为众和的SL-803G ;所述SMA为上海华 雯电子新材料有限公司的SMA-700 ;所述增韧剂为岳阳石化生产的792 ;所述润滑剂为 Honeywell6A錯；所述偶联剂为娃烧偶联剂；所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂168 ;
[0068] (2)将GPPS、K胶和SMA在高混机中混合，然后再加入增韧剂、润滑剂、偶联剂和抗 氧剂，混合均匀；
[0069] (3)采用双螺杆挤出机熔融挤出造粒。
[0070] 经检测和计算，本发明的透明抗冲击聚苯乙烯透光率为94. 9%。
[0071] 对上述实施例1-5所得到的透明抗冲击聚苯乙烯的力学性能进行测定。
[0072] 测定标准：
[0073] 按照ASTM D638标准测试拉伸强度和断裂伸长率，拉伸速度和断裂伸长率均为 50mm/min ;按照ASTM D790标准测试弯曲强度和弯曲模量，弯曲强度和弯曲模量均为20mm/ min ;按照ASTM D256标准测试悬臂梁缺口冲击强度；同时在200°C /5kg测熔融指数；按照 ASTM D792标准测试比重。
[0074] 按照计算上述实施例1-5共5次测试结果的平均值得到最后的测试结果，结果如 表1所示。
[0075] 表 1
[0076]
【权利要求】
1. 一种透明抗冲击聚苯乙烯，其特征在于，所述聚苯乙烯按重量百分含量包括如下组 分：6--525-40%、1(胶 50-70%、5麻0.5-1%、增韧剂5-10%、润滑剂0.2-0.5%、偶联剂 0. 1-0. 3%、抗氧剂0. 1-0. 3%，上述各组分含量之和为100%。
2. 根据权利要求1所述的聚苯乙烯，其特征在于，所述GPPS的重量百分含量为 25-35 %，优选为30-35 %，更优选为32% ; 优选地，所述GPPS为奇美的PG-383、台化的GP5500或韩国锦湖的GP150中的任意一种 或至少两种的混合物，优选为奇美的PG-383。
3. 根据权利要求1或2所述的聚苯乙烯，其特征在于，所述K胶的重量百分含量为 55-70 %，优选为60-68 %，更优选为64% ; 优选地，所述K胶为众和的SL-803G、雪佛龙的KR-03或雪佛龙的KR-05中的任意一种 或至少两种的混合物，优选为众和的SL-803G。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的聚苯乙烯，其特征在于，所述SMA的重量百分含量为 0· 5-0. 8 %，优选为 0· 5-0. 7 %，更优选为 0· 6 % ; 优选地，所述SMA为SMA-700。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的聚苯乙烯，其特征在于，所述增韧剂的重量百分含 量为5-9 %，优选为6-9 %，更优选为7 % ; 优选地，所述增韧剂为SBS和/或SEBS ; 优选地，所述SBS为岳阳石化生产的792和/或台湾李长荣生产的3540 ; 优选地，所述SEBS为台湾台橡的6150。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的聚苯乙烯，其特征在于，所述润滑剂的重量百分含 量为0. 3-0. 5 %，优选为0. 3-0. 4 %，更优选为0. 4 % ; 优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡和/或硬脂酸锌； 优选地，所述聚乙烯蜡为科莱恩蜡粉PE520和/或Honeywell6A蜡。
7. 根据权利要求1-6任一项所述的聚苯乙烯，其特征在于，所述偶联剂的重量百分含 量为(λ 1-0. 25%，优选为(λ 15-0. 21 %，更优选为(λ 18% ; 优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。
8. 根据权利要求1-7任一项所述的聚苯乙烯，其特征在于，所述抗氧剂的重量百分含 量为(λ 1-0. 25%，优选为(λ 15-0. 21 %，更优选为(λ 18% ; 优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168和/或1010 ; 优选地，所述抗氧剂168为巴斯夫抗氧剂168 ; 优选地，所述抗氧剂1010为巴斯夫抗氧剂1010。
9. 一种权利要求1-8任一项所述的聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，具体步骤为：先 将GPPS、Κ胶和SMA在高混机中混合，然后再加入增韧剂、润滑剂、偶联剂和抗氧剂，混合均 匀，再在组合的双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
【文档编号】C08L9/06GK104086911SQ201410333470
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】王玉庭, 邹全亮 申请人:东莞市德诚塑化科技有限公司