[发明专利]通过注拉吹塑成型获得的聚苯乙烯中空制品

说明书

本发明涉及一种具有至少250ml容积、壳体由聚苯乙烯构成、且通过注拉吹成型制备的中空制品。 

本发明还涉及制备这种中空制品的方法和这种中空制品的用途。 

聚苯乙烯为不含橡胶或含橡胶的聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物，也可为聚合物和/或嵌段共聚物构成的混合物。 

无橡胶聚苯乙烯也被称为GPPS(通用聚苯乙烯) 

常规的含橡胶的苯乙烯聚合物包含基于二烯、且分散在苯乙烯聚合物构成的硬质基质中的橡胶相。抗冲击性聚苯乙烯(HIPS，高冲击性聚苯乙烯)因此包含硬质聚苯乙烯基质以及分散于其中的例如聚丁二烯橡胶颗粒。其可通过首先——例如在溶液中——制备橡胶并将所述橡胶溶于苯乙烯中，然后聚合该混合物得到HIPS。 

另外，术语聚苯乙烯也包括苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。 

通过聚苯乙烯吹塑制备较小的中空制品是已知的但是很少使用。实例有Yakult的65ml的饮用酸奶容器或乳业公司Campina的商标为 的200ml酸奶罐。然而，这些中空制品的吹胀比低。置于机械载荷下时会导致这些容器在开裂引起的裂缝处损坏。具有较大容积可安全运输的容器不能通过这种技术制备。例如，当从1米的高度掉下来时，容器开裂的趋势随容纳物的体积/重量极其迅速地增加。 

JP 2005-145560描述了通过注吹成型获得的饮用容器。所述容器是用一种抗冲击性聚苯乙烯制备的，所述抗冲击性聚苯乙烯中残余苯乙烯含量低于100ppm，可挥发有机物质的总含量低于150ppm，并且通过萃取法由残余含量较高的聚苯乙烯制得。所述成型容器的容积为138ml。橡胶含量低于1％的制品不再具有需要的感官性质。 

JP 2005-225960提出使用挤出吹塑方法制备较大的容器，例如浴盆。其中，平均分子量为250至300000道尔顿，且具有确定的摩尔质量分布的高分子量HIPS被转化为吹塑制品。挤出吹塑方法不适用于制备诸如容器等具有精确的几何形状-特别是在其螺纹和盖子区域—的中空制品。对于其它方法，如注吹成型，上述的高分子量HIPS的流动性非常小，所以不适用于这些方法。 

因此，较大的中空制品，如容器，至今一直用其他材料制备，特别是PET、PP、PVC或PC。为这些制品开发的制备方法特别是注吹成型和注拉吹成型。注吹成型和注拉吹成型的信息见 http://en.wikipedia.org/wiki/Blow molding。 

饮料行业成功应用的PET瓶，不太适合用作盛装例如酸奶、酸乳酒、乳清等乳制品的容器。其他对氧气或二氧化碳有高渗透性的材料的开裂特性不令人满意。因为这些材料至今在运输中不能保证足够的安全性，所以至今它们极少用作危险品如腐蚀性液体的容器。对诸如强碱性材料的化学抗性也不足。 

本发明的目的在于，特别是为上述用途开发体积大于250ml的高性能容器。 

令人惊讶地，现发现上文所提及的壳体由聚苯乙烯构成、通过注拉吹成型制备的体积至少为250ml的中空制品能达到上述要求。与PET瓶相比，能节省高达25％的重量而容器性质不会明显下降。这能大幅降低运输成本。而且，制备本发明的中空制品只需很低的吹塑压，这降低了设备成本，节省了制备过程。 

优选地，制备本发明中空制品的材料是SAN，特别优选的是聚苯乙烯(GPPS)和抗冲击性聚苯乙烯(HIPS)。 

HIPS的平均分子量优选为150000至240000道尔顿；根据ISO1133在200℃/5kg下测得的流动性优选为2-20ml/10min；其中橡胶含量优选为0.2到10％；残余苯乙烯含量优选低于500ppm，特别优选低于250ppm。 

一个具体配方中使用硫含量低于30ppm、优选低于10ppm的HIPS。因此本发明的方法首次允许提供具有用该低硫含量的抗冲击性聚苯乙烯构成的壳体的中空制品。因而，本发明的一个具体实施方案是由硫含量低于30ppm，优选低于10ppm的HIPS通过注拉吹成型获得的中空制品。 

由抗冲击性的聚苯乙烯构成的注拉吹中空制品含有双轴取向的橡胶颗粒。橡胶颗粒的取向度可借助透射电子显微镜由颗粒的长径比来确定。双轴特征的程度通过比较纵截面和横截面样本的长径比得出。在侧壁的一个典型截面中，由纵截面和横截面得到的平均长径比计算出的商应该小于3，优选小于2，极特别优选小于1.5。因此本发明也包含通过注拉吹成型获得的其中由透射电子显微镜测得的纵截面和横截面得到的双轴取向HIPS橡胶颗粒的平均长径比小于3，优选小于2，极特别优选小于1.5的中空制品。