[发明专利]高透明抗冲击聚苯乙烯树脂及其制备方法

说明书

透明抗冲击聚苯乙烯因其抗冲击强度高、透光率好而在包装领域得到广泛的应用，并用于生产杯、管及外壳等制品。透明抗冲击聚苯乙烯树脂制备方法有三种，其一是采用阴离子溶液聚合的方法，用烷基锂为引发苯乙烯、丁二烯进行共聚反应，得到透明抗冲击聚苯乙烯树脂，这种方法由于反应是在无水无氧条件下进行，对原材料纯度、设备及工艺控制要求很高，技术难度大；其二是采用物理共混改性的方法，用少量上述高透明抗冲击聚苯乙烯树脂对通用级透明聚苯乙烯树脂进行改性，两种粒子在螺杆混合器上混合均匀后再造粒使用，这种方法由于是采用两种产品后加工进行改性，成本较高，且由于是物理共混改性，两种树脂间结合力较弱，故高透明抗冲击聚苯乙烯树脂用量较大、增韧效果受到限制；第三种方法是采用自由基聚合方式，将丁二烯、苯乙烯或异戊二烯、苯乙烯嵌段共聚物溶解在苯乙烯中，用自由基引发剂引发聚合，得到透明抗冲击聚苯乙烯树脂，美国专利USP4409369报道了这种方法，该发明所使用的增韧剂均为弹性体苯乙烯、共轭二烯烃嵌段共聚物，苯乙烯含量为20％-70％，共轭二烯烃含量为80％-30％，由于采用的增韧剂均为弹性体，增韧剂本身苯乙烯含量最高仅为70％，导致增韧剂本身的透光率相对较低，最终透明抗冲击聚苯乙烯树脂的透光率受到较大限制，难以得到高透明产物。

本发明的目的在于采用一种高透明的增韧剂来制备一类高透明抗冲击聚苯乙烯树脂，以取得下列明显效果：(1)避免采用阴离子溶液聚合的方式，而采用目前广泛用于生产高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)的自由基聚合工艺；(2)选择极佳的增韧剂，确保透明抗冲击聚苯乙烯树脂的透光率得到显著的提高；(3)以化学接枝改性取代物理共混改性，进而提高增韧剂的增韧效率。

本发明所涉及的高透明抗冲击聚苯乙烯树脂，其特征在于该树脂是以苯乙烯为单体、以高苯乙烯含量的丁二烯、苯乙烯嵌段共聚物为增韧剂、采用自由基聚合方法制备的。上述高透明抗冲击聚苯乙烯树脂，其中苯乙烯含量一般范围为60％-95％(重量百分比)，丁二烯含量一般范围为5％-40％(重量百分比)；苯乙烯含量最佳范围为70％-85％(重量百分比)，丁二烯含量最佳范围为15％-30％(重量百分比)。上述高透明抗冲击聚苯乙烯树脂，其透光率不小于80％，其中丁二烯聚合物微区具有网状形态结构。上述高透明抗冲击聚苯乙烯树脂，其数均分子量范围一般范围为5×10⁴-50×10⁴，最佳范围为15×10⁴-35×10⁴。

本发明所涉及的高透明抗冲击聚苯乙烯树脂制备方法如下：

在苯乙烯中按单体配比将增韧剂加到反应器中，增韧剂用量一般范围为5％-55％(重量百分比，以下相同)，增韧剂用量较佳范围为15％-45％，增韧剂用量最佳范围为20％-40％，引发反应温度为60℃-180℃，采用自由基引发的方法进行聚合，反应结束后加入防老剂(受阻酚类或和亚磷酸酯类的混合物)，采用传统方法对聚合物进行后处理，产品干燥造粒后进行分析测试。自由基聚合引发方法可以采用热引发或引发剂引发。采用自由基引发剂引发时自由基引发剂的用量一般为150PPM-600PPM，自由基引发剂选自一种自由基引发剂或几种自由基引发剂的混合物，在110℃时半衰期不大于60分钟、自由基引发剂一般选自热分解型引发剂，这类引发剂一般为过氧化物和偶氮双腈。

本发明所使用的引发剂为自由基引发剂，自由基引发剂选自一种自由基引发剂或几种自由基引发剂的混合物，一般选自热分解型引发剂，这类引发剂一般为过氧化物和偶氮双腈，过氧化物一般为过氧化二酰(如：过氧化二苯甲酰、过氧化二邻甲基苯甲酰、过氧化乙酰异丁酰等)、过氧化二碳酸酯(如：过氧化二碳酸二异内酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二叔丁基环己酯等)、过氧化羧酸酯(如：过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯等)、烷基过氧化氢(如：叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢等)、过氧化二烷烃(如：过氧化二异丙苯等)，偶氮双腈一般为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈等。