[发明专利]一种线性聚丙烯与聚苯乙烯共混物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以聚丙烯/聚苯乙烯接枝共聚物(PP-g-PS)为相容剂的线性聚丙烯与聚苯乙烯共混物及其制备方法。

背景技术

线性聚苯丙烯具有优良的刚性和耐折叠性，耐腐蚀性和电绝缘性优异，而且价格便宜，来源丰富，被广泛应用于汽车、家电、日用品及家具、包装等各个领域。但是传统聚丙烯也具有一些缺点，比如成型收缩率大、低温易脆裂、冲击强度低等，这些缺点限制了聚丙烯进一步的应用。对聚丙烯进行改性，可改善这些缺点，形成综合性能优异的聚丙烯合金，能将聚丙烯从通用塑料扩展到工程应用上去，用价格低廉的PP合金替代成本高昂的工程塑料，满足对聚丙烯日益增长的性能要求。然而，由于聚丙烯分子链的非极性，导致它与极性高分子材料相容性差，直接共混很难形成综合性能良好的合金，一般需要在共混体系中加入适当的相容剂。聚丙烯和聚苯乙烯是一对典型不相容共混物，它们的简单共混物表现出很差的力学性能，尤其是冲击强度很低，如何提高两相聚合物的相容性和界面稳定性是共混物制备的关键所在。最有效和常用的方法是加入含有极性基团的功能化聚丙烯接枝或嵌段共聚物作为共混相容剂，降低两相界面张力，加强两相界面的联结，从而得到综合性能优异的聚合物合金。例如Montell公司开发的Hivalloy合金，专利号US005140074A，US005539057A。这种合金是在聚丙烯多空颗粒中原位制备PP-g-PS共聚物和PS均聚物。其中PP-g-PS共聚物作为相容剂有效的改善了聚丙烯和聚苯乙烯两相间的相互作用力，他们生产的Hivalloy合金其综合性能超过了普通的聚丙烯树脂。由此可见PP-g-PS共聚物作为PP、PS两相相容剂的优越性。

PP-g-PS共聚物的制备方法有很多种，详见《石油化工》(2007，36(12).1295-1299)。我们使用配位聚合和阴离子聚合方法，有效合成了一种结构可控的聚丙烯接枝聚苯乙烯共聚物，这种共聚物可以作为聚丙烯/聚苯乙烯共混得相容剂。本专利将详细论述使用聚丙烯接枝聚苯乙烯共聚物作为相容剂制备的聚丙烯/聚苯乙烯共混物以及制备方法。这种共混物综合了聚丙烯和聚苯乙烯的优点。在聚丙烯接枝聚苯乙烯共聚物存在下，使聚丙烯、聚苯乙烯的回收再利用更方便，不用再严格区分聚丙烯和聚苯乙烯，只要加入聚丙烯接枝聚苯乙烯，两种材料就可以直接共混回收再利用，并且可以得到性能优异的材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以聚丙烯与聚苯乙烯接枝共聚物(PP-g-PS)为相容剂的线性聚丙烯与聚苯乙烯的共混物及其制备方法。

本发明提供的以PP-g-PS接枝共聚物为相容剂的线性聚丙烯与聚苯乙烯的共混物中聚苯乙烯重量百分比为5-50wt％，PP-g-PS为0.5-30wt％，优选为1.5-15wt％，其余为线性聚丙烯。

所述的聚丙烯与聚苯乙烯接枝共聚物的主链是聚丙烯与对烯丙基甲苯的共聚物，支链是聚苯乙烯，其结构式如下(式1)所示：

(式1)

所述的聚丙烯与聚苯乙烯接枝共聚物的主链由丙烯和对烯丙基甲苯单体单元组成，对烯丙基甲苯的结构式如下(式2)所示：

(式2)

原则上，所有可挤出的线性聚丙烯料都可用于本发明的共混方法。一般情况下可选用均聚聚丙烯，或者根据使用要求选择不同冲击强度的含有乙烯单元的共聚聚丙烯。最优选的是具有一定冲击强度的共聚聚丙烯。聚丙烯树脂可以以颗粒或粉料的形式使用，优选为粒料。优选的共聚聚丙烯的密度在0.88-0.95g/cm³，熔体流动速率在0.5-50g/10min.(根据ASTM D 1238在190℃和2.16kg负荷条件下测定)。

本发明使用的接枝共聚物PP-g-PS由配位聚合-阴离子聚合制备，先将丙烯与对烯丙基甲苯进行配位聚合制备出丙烯/对烯丙基甲苯共聚物，再通过锂化反应将共聚物中苄基碳锂化，加入苯乙烯，进行阴离子接枝聚合，得到PP-g-PS接枝共聚物。其数均分子量在5000-1000000的范围内，分子量分布在1.0-20.0之间。聚丙烯与聚苯乙烯接枝共聚物(PP-g-PS)的主链中对烯丙基甲苯单元占总的单体单元数(对烯丙基甲苯单元和丙烯单元的总合)的摩尔含量为0.01-0.30，优选为0.01-0.15，再优选为0.01-0.10。聚丙烯与聚苯乙烯接枝共聚物(PP-g-PS)中的侧链聚苯乙烯的平均聚合度为20-300，优选为30-150，再优选为40-120。聚苯乙烯支链的数目、支链长度可以通过调节配位聚合-阴离子聚合的反应条件来控制。