[发明专利]一种聚丙烯/聚苯乙烯合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚丙烯/聚苯乙烯合金及其制备方法。

背景技术

聚丙烯和聚苯乙烯为广泛应用的高分子材料，其均有各自的性能优点和应用领域。其中，聚丙烯具有价格低、密度小、无毒、耐化学腐蚀和力学性能优良等特点，但其存在成型收缩率大，易缩水变形的特点，从而限制了其应用范围。而聚苯乙烯的收缩率小，刚性大，但其本身较脆，冲击强度低，易出现应力开裂。因此，希望能通过将上述两种聚合物共混，得到兼具两者共同优点的高性能聚丙烯/聚苯乙烯合金。

然而，聚丙烯和聚苯乙烯是完全不相容的两种聚合物，要制备聚丙烯/聚苯乙烯合金，首先要解决的是两者的相容性问题。目前主要是通过在两种聚合物中添加第三组份(嵌段共聚物、改性填料)来改善两者的相容性。比如公开号为CN103497421A的专利申请公开了一种聚丙烯-聚苯乙烯合金材料的制备方法，其采用外加复配相容剂来改善聚丙烯和聚苯乙烯的相容性。但这种方法所加的相容剂很难均匀分散在聚合物中，易产生团聚，从而影响到制品的综合性能。而公开号为CN102492096A的专利申请则公开了另外一种聚丙烯-聚苯乙烯树脂的制备方法，其采用预辐照法在聚丙烯分子链上产生过氧化物，再利用悬浮法将苯乙烯聚合到聚丙烯大分子链上。但此方法存在工艺过程复杂，副反应较多等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种在反应过程中原位改善聚丙烯/聚苯乙烯共混物相容性及制备性能优异的聚丙烯/聚苯乙烯合金的制备方法，以解决现有技术的不足。

本发明提供一种聚丙烯/聚苯乙烯合金的制备方法，其包括如下步骤：

a称取聚丙烯50～90重量份，聚苯乙烯10～50重量份，带有多官能团的丙烯酸酯单体1～5重量份，抗氧剂0.1～0.5重量份，引发剂0.01～0.5重量份；

b将所述带有多官能团的丙烯酸酯单体、抗氧剂、引发剂加入有机溶剂中预混和得到预混溶液，再将预混溶液与聚丙烯和聚苯乙烯混合得到混合物；

c将所述混合物加入一螺杆挤出机内，并在螺杆挤出机的螺杆的1/5～1/3处通入超临界态的二氧化碳，熔融挤出得到聚丙烯/聚苯乙烯合金。

步骤b中所述有机溶剂为乙醇、丙酮、氯仿中的至少一种，所述引发剂与所述有机溶剂的重量比为1：30～1：180。

步骤c中，螺杆的前半区的温度为185℃～210℃，螺杆的后半区的温度为150℃～185℃。

步骤c中所述超临界态的二氧化碳的质量占所述混合物的总质量的4％～15％，所述超临界态的二氧化碳的注入压力为8MPa～18MPa。

步骤c中在螺杆挤出机的螺杆的1/4处通入超临界态的二氧化碳。

所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或两者以任意比例混合的共混物，所述聚丙烯的熔融指数为0.1g/10min～50g/10min(测试条件为2.16Kg/190℃)。

所述聚苯乙烯的熔融指数为0.5g/10min～20g/10min(测试条件为5.0Kg/200℃)。

所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二碳酸双(4-叔丁基己酸)、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化氢异丙苯、过氧化二碳酸双2-乙基乙酸酯中的至少一种。

所述抗氧剂为1，6-己二醇二丙烯酸酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N'-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、硫代二乙撑双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种，所述带有多官能团的丙烯酸酯单体为季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

本发明还提供一种上述制备方法得到的聚丙烯/聚苯乙烯合金，所述聚丙烯/聚苯乙烯合金的分散相尺寸为0.1μm～3μm，界面张力为0.5mN/m～4mN/m。