[发明专利]一种原位增容的聚烯烃/聚苯乙烯合金及其制法与应用

说明书

技术领域

本发明属于热塑性塑料改性领域，具体涉及一种高性能、低收缩的原位增容PO/PS合金及其制备方法与应用。

背景技术

聚烯烃(PO)通用塑料，如PP、HDPE、LDPE、LLDPE等，具有优良的综合性能、良好的化学稳定性、较好的成型加工性能和低廉的价格；但它也存在着强度差、模量低、硬度低，成型收缩率大等缺点。与PO相比，PS具有较高的硬度及低的收缩率，印刷性优良，但是PS耐环境应力开裂性、韧性和耐溶剂性较差。为了获得综合性能优良的材料，人们对PO与PS进行改性研究，试图制备出将两者优良性能集于一体的塑料合金。

众所周知，PO与PS是典型的不相容体系，如果将它们直接共混，将会发生严重的相分离，导致共混材料容易断裂，力学性能很差，缺乏使用价值。因此解决PO与PS之间的相容性和界面粘结性，是制备性能优良的PO/PS合金的关键。国内外学者采用物理和化学方法对PO与PS的共混改性做了大量的研究工作，其中一种常用的方法是加入相容剂。一般为两种不相容性均聚物的嵌段或接枝共聚物，如SBS、SEBS、SIS、SEPS、PP-MAH、PE-MAH、PS-g-PP、PS-g-PE等。当嵌段或接枝聚合物在两不相容界面上存在时，它能达到乳化剂作用，并降低界面张力，从而提高PO相与PS相的相容性。在相关的研究中发现，加入SBS、SEBS、SIS、SEPS等嵌段共聚物作增容剂时，添加量至少要达10phr以上才能达到较好的增容效果，而过多的加入此类增容剂会使得合金的力学性能，尤其强度和模量下降严重；加入PP-MAH、PS-g-PE、PS-g-PP等接枝物作增容剂时，虽然增容效果显著，但其合成较难，成本较高，难以应用在工业化生产中。

另一种方法是加入反应型增容剂，通过本身带有活性反应基团的聚合物，或者加入小分子引发剂等，使共混组份之间发生化学反应，从而生成接枝或嵌段共聚物作为增容剂，达到对不相容共混物原位增容的目的。在PS/聚烯烃共混物中引入官能团进行反应性增容，其增容效果十分明显。但是，为了引入反应性官能团所选用的通常是比较昂贵的试剂或结构特殊的共聚物。虽然与非反应型增容剂相比，其用量十分小，但还是在一定程度上限制了其在工业生产中应用。因此，研发出一种既有效又低成本的PO/PS合金增容方法具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种原位增容的PO/PS合金，该合金具备高性能、低收缩、生产成本较低等特点。

本发明的另一目的在于提供上述原位增容的PO/PS合金的制备方法，该方法是在共混挤出的过程中将接枝交联引发剂和助接枝交联剂加入到合金体系中，原位生成具有增容作用的组分，从而获得高性能的PO/PS合金。

本发明的再一目的在于提供上述原位增容的PO/PS合金的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种原位增容的PO/PS合金，由以下质量百分比的组分制备得到：

聚烯烃：      45～65％

聚苯乙烯：    10～30％

增容引发母液：2～5％

加工助剂：    20～25％。

所述的聚烯烃为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、乙烯辛烯共聚物(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)或乙丙橡胶(EPR)中的两种以上；所述聚烯烃的熔体流动速率为2～20g/10min。所述的聚烯烃还起到增韧合金的作用，提高合金的增容效果及减轻自由基引发PO降解。

所述的聚苯乙烯为通用级聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯；所述聚苯乙烯的熔体流动速率为2～20g/10min；优选熔体流动速率为5～20g/10min的聚苯乙烯，这样的聚苯乙烯其熔体粘度更接近聚烯烃的熔体粘度，有利于熔融共混过程中两相的均匀分散和动态硫化增容的进行。

所述的增容引发母液是将交联剂和助交联剂溶于油状载体后得到的；其中，交联剂与助交联剂的质量和占增容引发母液质量的20～50％，交联剂与助交联剂的质量比为1∶(1～4)；

所述的交联剂又称接枝交联引发剂，为含有过氧基团的物质，优选2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己炔、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷(又称双二五)或过氧化二异丙苯中的一种以上；特别优选2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷(双二五)；双二五为油状液体，有利于在物料中的预混分散，能更有效引发PO相和PS相的接枝交联。