本发明一种合成树脂助剂，具体为一种聚苯乙烯与聚氨酯的相容剂的制备方法。
背景技术
高分子合金，是指由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系，各组分之间“取长补短”、“协同作用”，极大地弥补了单一组分的缺点，可获得综合性能优于任何单一组分的复合材料；同时，具有开发周期短、费用低、风险小等优点。这使得高分子合金技术近年来备受广大科研院校和制造商的关注，已经被广泛应用于汽车、电子、电气、机械、铁路、建筑等领域。然而，由于不同种类的高分子材料分子的极性、分子结构、分子量等差异较大，故多数聚合物相容性差。因此，为获得良好的共混物性能，添加相容剂成为一种常用的技术。
聚苯乙烯（ps），是最早工业化的合成树脂之一。它具有良好的透明性、刚性、尺寸稳定性、加工流动性等，被广泛应用于工程、汽车工业、家用电器等领域。但因其差的断裂韧性，耐环境应力开裂性，耐溶剂型和耐热性等限制了其应用。近年来，研究人员采用不同的聚合物通过共混对聚苯乙烯进行改选制备成聚苯乙烯合金材料，由此获得更好的理化性能，这方面的理论和实践研究十分活跃,并取得了一些重要的进展。聚氨酯（pu）是指分子结构中含有氨基甲酸酯基团的聚合物，也是一类产品形态多样的多用途合成树脂。分子结构中大量氢键的存在是聚氨酯一个显著的结构特点，使得其具有良好的弹性、机械强度和形态的多样性等。由此，把聚氨酯和聚苯乙烯制成合金可提高聚苯乙烯的抗冲击、粘合和涂装性能。但是，由于聚苯乙烯为非极性物质，聚氨酯为极性物质，一般不容易简单共混。目前最有效的方法是采用添加界面相容剂来改善这两者之间的相容性。文献聚氨酯/聚苯乙烯互穿网络膜的实验研究，山东化工,2,4-7（2002）报道了利用ps-马来酸（ma）作为增溶剂加入聚氨酯弹性体中制备出冲击强度高于ps的合金材料；文献syndiotacticpolystyrene/thermoplasticpolyurethaneblendsusingpoly(styrene-b-4-vinylpyridine)diblockcopolymerasacompatibilizer.40,3399-3406（1999）报道了以poly(styrene-b-4-vinylpyridine)作为相容剂制备了tpu/sps（间规苯乙烯）合金。现有用作聚苯乙烯与聚氨酯的相容剂大多数是与聚苯乙烯相容较好的嵌段共聚物，与聚氨酯相容性不佳，不能较好的分散在两相界面起到良好的增加相容性的效果，只是靠其橡胶特性增韧共混物。所以需要发明一种新的相容剂改善聚苯乙烯与聚氨酯的相容性。
技术实现要素：
为了聚苯乙烯与聚氨酯充分相容，本发明提供一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法。
本发明的思路：利用聚氨酯预聚物上的异氰酸酯基团（nco）与烯丙基聚醚醇反应，使得聚氨酯分子中含有双键，苯乙烯单体含有双键，在引发剂作用下发生聚合反应，使得相容剂分子链两端具有聚苯乙烯链段和聚氨酯链段，从而起到聚苯乙烯与聚氨酯相容的目的。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
本发明的一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，相容剂是由苯乙烯、引发剂、聚氨酯预聚物、封端剂为主要成分构成的聚合物之间达到分子级别的共混体。
进一步的，上述相容剂制备所需的原料质量份数为：
苯乙烯单体：100份
引发剂：0.1-1份
聚氨酯预聚物：40-60份
封端剂：10-20份
上述引发剂为偶氮二异丁腈。
上述聚氨酯预聚物为具有异腈酸根封端的分子量为2000~5000的聚氨酯预聚物。
上述封端剂为烯丙基聚醚醇。
本发明的一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，制备方法如下：
（1）聚氨酯预聚物
取一定量聚酯多元醇或聚醚多元醇，于100℃下真空脱水2h，降温至60℃，加入二异腈酸酯后，缓慢升温至80℃，真空脱泡30min，制备出nco质量分数为8%的聚氨酯预聚物。
（2）在步骤（1）中加入封端剂
在步骤（1）中的聚氨酯预聚物中加入适量的封端剂，即烯丙基聚醚醇，继续搅拌，反应15~30min；
（3）在步骤（2）中加入苯乙烯单体
在步骤（2）中加苯乙烯单体，继续搅拌，溶解30~40min，得到均匀的混合体系；
（4）在步骤（3）中加入引发剂
在步骤（3）中加适量引发剂，即偶氮二异丁腈，溶解在小量的乙苯中，继续搅拌，溶解30~40min；
（5）聚合反应
将步骤（4）的混合体系进行聚合反应：在氮气保护下，聚合反应温度为75~80℃，转速为150~300rpm，反应持续4~5h，获得所需产物。
上述方案中，相容剂的分子链两端具有聚苯乙烯链段和聚氨酯链段，能够是聚苯乙烯与聚氨酯相互混合。
本发明的有益效果为：本发明根据高分子“相似相容”原理和界面改性机理，制备了一种分子链两端具有聚苯乙烯链段和聚氨酯链段的新型相容剂，该相容剂具有“架桥”作用，能够使聚苯乙烯与聚氨酯具有很好的相容性，效果显著。
具体实施方式：
下面结合各实施例详细描述本发明，但应当理解所举的实施例只是为了解释本发明，而非用于限制发明的保护范围。
下述各个实施例及对比例最终产品的性能测试中，拉伸屈服应力/mpa，检测方法：iso527-2；断裂拉伸应变/%，检测方法：iso527-2；悬臂梁缺口冲击强度/kj/m2，检测方法：gb/t1843。
实施例1
聚氨酯预聚物制备，取一定量聚酯多元醇（或聚醚多元醇）与100℃下真空脱水2h，降温至60℃，加入二异腈酸酯后，缓慢升温至80℃，真空脱泡30min，制备出nco质量分数为8%的聚氨酯预聚物。称取聚氨酯预聚物40份加入适量的烯丙基聚醚醇，搅拌，继续反应，反应15min；再加入苯乙烯单体100份，搅拌，溶解30min，得到均匀的混合体系；加适量的入引发剂偶氮二异丁腈（溶解在小量的乙苯中），搅拌，溶解30min；然后，在氮气保护下，聚合反应温度为75℃，转速为150rpm，反应持续5h，获得所需相容剂，干燥备用。
将干燥好的上述产物与工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体混合，混合均匀后使用双螺杆挤出机挤出造粒。得到聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料。其中制备的相容剂用量占复合材料质量的5%，工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体两者质量比为70/30。
将烘干的聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料通过注塑机注塑拉伸和冲击样条，进行力学性能测试。
实施例2
聚氨酯预聚物制备，取一定量聚酯多元醇（或聚醚多元醇）与100℃下真空脱水2h，降温至60℃，加入二异腈酸酯后，缓慢升温至80℃，真空脱泡30min，制备出nco质量分数为8%的聚氨酯预聚物。称取聚氨酯预聚物50份加入适量的烯丙基聚醚醇，搅拌，继续反应，反应15min；再加入苯乙烯单体100份，搅拌，溶解30min，得到均匀的混合体系；加适量的入引发剂偶氮二异丁腈（溶解在小量的乙苯中），搅拌，溶解30min；然后，在氮气保护下，聚合反应温度为75℃，转速为150rpm，反应持续5h，获得所需相容剂，干燥备用。
将干燥好的上述相容剂与工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体混合，混合均匀后使用双螺杆挤出机挤出造粒。得到聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料。其中制备的相容剂用量占复合材料质量的5%，工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体两者质量比为70/30。
将烘干的聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料通过注塑机注塑拉伸和冲击样条，进行力学性能测试。
实施例3
聚氨酯预聚物制备，取一定量聚酯多元醇（或聚醚多元醇）与100℃下真空脱水2h，降温至60℃，加入二异腈酸酯后，缓慢升温至80℃，真空脱泡30min，制备出nco质量分数为8%的聚氨酯预聚物。称取聚氨酯预聚物60份加入适量的烯丙基聚醚醇，搅拌，继续反应，反应15min；再加入苯乙烯单体100份，搅拌，溶解30min，得到均匀的混合体系；加适量的入引发剂偶氮二异丁腈（溶解在小量的乙苯中），搅拌，溶解30min；然后，在氮气保护下，聚合反应温度为75℃，转速为150rpm，反应持续5h，获得所需相容剂，干燥备用。
将干燥好的上述相容剂与工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体混合，混合均匀后使用双螺杆挤出机挤出造粒。得到聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料。其中制备的相容剂用量占复合材料质量的5%，工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体两者质量比为70/30。
将烘干的聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料通过注塑机注塑拉伸和冲击样条，进行力学性能测试。
对比例1
将预先干燥好的工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体按照两者质量比70/30均匀后，使用双螺杆挤出机熔融共混，切粒干燥后，用注塑机注塑拉伸和冲击样条，进行力学性能测试。
将烘干的聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料通过注塑机注塑拉伸和冲击样条，进行力学性能测试。
实施例1-3和对比例1的样品力学性能测试结果如下表1。
通过共混物力学性能测试发现，采用本发明中增容的方法可显著提高共混物的力学性能，增加聚苯乙烯和聚氨酯弹性体的相容性。