专利名称：共催化增容改性的聚苯乙烯合金材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料的处理或配料的工艺过程，具体涉及一种共催化增容改性 的聚苯乙烯合金材料及其制备方法。
背景技术：
聚苯乙烯具有透明、成型性好、刚性高、化学性能及电绝缘性优良、低吸湿性和价 格低廉等优点，广泛应用于包装、建筑、汽车、家电仪表、日用品和玩具等行业，已成为当今 四大通用塑料之。但是聚苯乙烯因其自身不可避免的缺点，如韧性差、不耐环境应力开裂和 溶剂、热变形温度相对较低(70-98°C)等，在工程应用方面受到了一定的限制。为了改变其 质脆，冲击强度不高等缺点，多对聚苯乙烯进行改性，以拓宽其应用领域。纵观各种改性方 法，通过共混法制备聚苯乙烯合金以其投资小、生产加工过程灵活、周期短等优点，一直都 是改性聚苯乙烯的热点。目前，通过聚苯乙烯与聚烯烃制备共混合金，在提高聚苯乙烯冲击 强度和韧性方面已经取得了一定的成效。但是，由于改性聚苯乙烯合金中各共混组份间的 相容性对共混物的许多性能都有着很大的影响，因此，在设计和开发时，相容性是必须要考 虑的问题之一。目前常见的改性聚苯乙烯合金材料多采用直接添加预先制备好的嵌段或接枝共 聚物，这些嵌段或接枝共聚物作为增容剂，在熔融加工过程中通过与基体材料之间的物理 作用，使基体和分散相界面处的高分子链段发生缠结或桥联，减少界面张力，提高界面粘结 性，从而有效地改善了不相容共混体系的相容性。但是，直接添加预先制备好的嵌段和接 枝共聚物作为增容剂存在一些不足(1)大多数嵌段共聚物在共混温度下都呈微相分离状 态，具有很高的黏度，很难在两相界面处充分分散，因此，不利于共混加工；(2)加入的嵌段 共聚物很可能会以微胶囊的形式分散在均相中，而不是相界面处，从而不能起到减少界面 张力，提高界面粘结性，改善不相容共混体系的相容性的目的；(3)嵌段和接枝共聚物类的 相容剂价格昂贵，而且用量较多，不利于降低生产成本。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，而提供一种可减少界面张力、提高界面粘结性、 相容性好，且生产成本低的共催化增容改性的聚苯乙烯合金材料。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下一种共催化增容改性的聚 苯乙烯合金材料，该材料由以下质量百分比的各组分制备而成聚苯乙烯70. 0%- 90. 0%
乙烯_辛烯共聚物9. 5%- 27. 0%
共催化体系0. 3% ‘2. 0%
抗氧剂0. ‘0. 5%
润滑剂0. ‘0. 5%。
本发明上述的共催化体系为质量比为43的无水氯化铝和苯乙烯单体的混合物，即无水三氯化铝与苯乙烯单体以质量比为4 3混合。本发明上述的抗氧剂为质量比为3 1的多酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168 的混合物，即抗氧剂1010与抗氧剂168以质量比为3 1混合。本发明上述的润滑剂为硬脂酸钙。本发明要解决的另一个技术问题，是提供一种上述共催化增容改性的聚苯乙烯 合金材料的制备方法，具体制备步骤如下按配方比例将聚苯乙烯(70.0% 90.0% )， 乙烯-辛烯共聚物(9. 5 % 27. 0 % )，共催化体系(0. 3 % 2. 0 % )，抗氧剂(0. 1 % 0.5% )，润滑剂(0. 0. 5% )加入搅拌机中搅拌至各物料之间混合均勻(5 IOmin 左右)，然后将混合均勻的物料转入双螺杆挤出机中熔融挤出，料筒温度为加料区150 170°C，熔融区165 185°C，反应区170 190°C，模口温度160 185°C，机头压力3 6MPa，螺杆转速60-90rpm，材料挤出后冷却、造粒，根据配比不同即可制得颜色从淡绿色、深 绿色到深棕色的圆柱状颗粒的产品。与现有技术相比，本发明具有的优点和有益的效果是本发明采用乙烯-辛烯共聚物为增韧剂，以无水三氯化铝和苯乙烯单体混合 物作为共催化体系，其中无水三氯化铝起到Lewis酸催化剂的作用，苯乙烯单体则作为 共催化剂为无水三氯化铝提供正离子，从而引发聚苯乙烯和乙烯-辛烯共聚物之间的 Friedel-Crafts烷基化反应，将乙烯-辛烯共聚物接枝到聚苯乙烯的苯环上，则此时获得 的该接枝共聚物可以充当增容剂，对不相容的聚苯乙烯/乙烯-辛烯共聚物进行增容改性， 从而达到共催化增容改性的效果，与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步。其 中加入的抗氧剂可以防止材料在加工过程中由于受热而降解，润滑剂则可以改善材料的加 工流动性。而且本发明共催化增容改性的聚苯乙烯合金材料，所选用的共催化体系中的两 种催化剂比较容易获得，而且价格低廉，具有价廉、易于回收、催化效率高等优点，对于回收 利用废弃聚苯乙烯(PS)改性材料具有很大的经济潜力。本发明的共催化增容改性的聚苯乙烯合金材料的制备方法也具有反应条件温和、 工艺简单、易于操作、制备过程容易共混加工的优点。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明做进一步详细描述，但本发明不仅仅局限于以下实 施例。实施例制备步骤如下按配方比例将聚苯乙烯，乙烯_辛烯共聚物，共催化体系，抗氧剂， 润滑剂加入搅拌机中搅拌至各物料之间混合均勻(5 IOmin左右)，然后将混合均勻的物 料转入双螺杆挤出机中熔融挤出，料筒温度为加料区150 170°C，熔融区165 185°C， 反应区170 190°C，模口温度160 185°C，机头压力3 6MPa，螺杆转速60_90rpm，材 料挤出后冷却、造粒得到圆柱状颗粒的产品，各实施例对应具体的实验参数如下表所示本发明实施例的共催化增容改性聚苯乙烯合金材料的配方、加工温度及其产品性 能如下表1所示表1本发明材料实施例1 7组分配比、工艺条件和样品性能 从上表1可知，本发明的共催化增容改性聚苯乙烯合金材料的简支梁冲击强度为 3. 2 9. 8kJ/m2，断裂伸长率在8. 6 28. 5%之间，因此，具有优良的韧性和强度，从而具有 广泛的应用前景。
权利要求
一种共催化增容改性的聚苯乙烯合金材料，其特征在于该材料由以下质量百分比的各组分制备而成聚苯乙烯 70.0％～90.0％乙烯 辛烯共聚物 9.5％～27.0％共催化体系0.3％～2.0％抗氧剂0.1％～0.5％润滑剂0.1％～0.5％。
2.根据权利要求1所述的共催化增容改性的聚苯乙烯合金材料，其特征在于所述的 共催化体系为质量比为43的无水三氯化铝和苯乙烯单体的混合物。
3.根据权利要求1所述的共催化增容改性的聚苯乙烯合金材料，其特征在于所述的 抗氧剂为质量比为3 1的多酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168的混合物。
4.根据权利要求1所述的共催化增容改性的聚苯乙烯合金材料，其特征在于所述的 润滑剂为硬脂酸钙。
5.一种权利要求1所述的共催化增容改性的聚苯乙烯合金材料的制备方法，其特征在 于制备步骤如下将如下质量百分比的各原料聚苯乙烯70. 0% 90. 0%，乙烯-辛烯共 聚物9. 5 % 27. 0 %，共催化体系0. 3 % 2. 0 %，抗氧剂0. 1 % 0. 5 %，润滑剂0. 1 % 0.5%加入搅拌机中搅拌至各物料之间混合均勻，然后将混合均勻的物料转入双螺杆挤 出机中熔融挤出，料筒温度为加料区150 170°C，熔融区165 185°C，反应区170 190°C，模口温度160 185°C，机头压力3 6MPa，螺杆转速60_90rpm，材料挤出后冷却、 造粒，得到圆柱状颗粒的产品。聚苯乙烯乙烯_辛烯共聚物共催化体系·70. 0% 90. 0% 9. 5% 27. 0% 0. 3% 2. 0% 0. 0. 5% 0. 0. 5%。抗氧剂 润滑剂
全文摘要
本发明公开了一种共催化增容改性聚苯乙烯合金材料及其制备方法。采用聚苯乙烯、乙烯-辛烯共聚物、共催化体系、抗氧剂、润滑剂为原料，按配比将原料用搅拌机搅拌5～10min左右至混匀，后转入双螺杆挤出机中熔融挤出，料筒温度为加料区150～170℃，熔融区165～185℃，反应区170～190℃，模口温度160～180℃，机头压力3～6MPa，螺杆转速60-90rpm。材料挤出后冷却、造粒后，根据配比不同即可制得颜色从淡绿色、深绿色到深棕色的圆柱状颗粒的产品。本发明所涉及的合金材料制备方法简单、成本低廉、综合性能优良，可以完全或部分替代改性聚苯乙烯应用于一些工业场合，具有广泛的市场前景。
文档编号C08L25/06GK101921438SQ201010152310
公开日2010年12月22日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者方征平, 郭正虹 申请人:浙江大学宁波理工学院