[发明专利]具有高熔体流动指数和高维卡软化温度的聚苯乙烯

说明书

相关申请的交叉引用

无。

技术领域

本发明一般涉及单亚乙烯基(monovinylidene)芳族聚合物，例如通用聚苯乙烯(GPPS)的生产。

背景技术

通用聚苯乙烯(GPPS)，也称为晶体级聚苯乙烯，由苯乙烯制备，苯乙烯是一种可由石油生产的乙烯基芳族单体。GPPS可用于各种用途。例如，它可用作用品的硬质外壳、运动设备的涂层，或者可发泡形成泡沫材料，此外它还具有许多其它用途。GPPS的一种普通用途是注塑，用于生产模制塑料产品，例如杯子和器具。

注塑一般涉及将塑料聚合物(例如小球形式)通过漏斗加入含旋转螺杆的卧式桶中。借助螺杆迫使塑料通过桶，螺杆的剪切力以及施加的热量能够使塑料熔化。在到达螺杆的前部时，熔融塑料可通过一个或多个门射入模具。模具可由两半组成，这两半在互相接触时形成与模制产品所需形状相反的形状。模制周期通常包括闭合模具、填充熔融塑料、保持和冷却、打开模具以及排出塑料产品。

有一些性质影响塑料是否适合注塑应用。缩短注塑周期的性质通常是所需的。如果周期缩短，在给定的时间内从模具排出的塑料产品的数量就增多，因而模制塑料的生产可以获得更高的效率。

会明显影响周期的一种塑料性质是熔体流动速率，也称为熔体流动指数(MFI)。通过提高MFI，熔融塑料可更快地流过一个或多个引导熔融塑料进入模具的模具门，并且能更快地填充模具。因此，模塑周期可缩短。可通过各种方式提高熔体流动指数。一种方法是降低塑料的分子量。分子量受多种因素影响，例如聚合时间、引发剂、链转移剂的使用。较低的分子量通常导致较低的粘度，使熔融塑料更容易流过桶，进入模具。还可使用各种添加剂来调节MFI，例如增塑剂和流动改性剂。周期还受材料的热性质影响，该热性质通常用材料的维卡(Vicat)软化温度表示。理想的是缩短周期，提高批量生产量(mass throughput)，同时保持类似的机械性质，例如拉伸或挠曲模量。

提高MFI可能造成不利的影响，即降低塑料的物理性质。例如，MFI增加通常伴随熔体强度和伸长率的降低。本领域的目标通常是平衡加工性和物理性质，目前人们已提出多种方法实现这种平衡，例如通过最大程度地减少交联来降低凝胶含量，缩小分子量分布或降低多分散度，使用乙酸糠酯和丙烯酸酯之类的添加剂。

在本领域中总是希望找到新方法，在不牺牲物理性质的情况下提高加工性。因此，希望形成一种新颖的单亚乙烯基芳族聚合物，该聚合物具有高熔体流动指数，而机械性质没有明显的下降。

发明概述

本发明的实施方式一般包括一种单亚乙烯基芳族共聚物，该共聚物是第一单体和第二金属共聚单体的聚合产物，该共聚物的熔体流动指数至少为7克/10分钟，维卡软化温度至少为200℉。在一些实施方式中，熔体流动指数可在7-30克/10分钟的范围内，维卡软化温度可在200℉-300℉的范围内。提高的熔体流动指数和高维卡软化温度对获得周期缩短的注塑方法是有利的。增加的MFI能使熔融塑料更快地进入模具中。增加的维卡软化温度能使模制品在冷却后能更快地固化。而同时具有高MFI和维卡软化温度能同时缩短注塑周期和提高加工效率。此外，提高MFI同时又保持较高的热性质可防止机械性质(例如强度)的明显损失。

单亚乙烯基芳族聚合物可以是通用聚苯乙烯，其中苯乙烯类单体是苯乙烯或取代的苯乙烯化合物。单亚乙烯基芳族聚合物还可以是高抗冲聚苯乙烯，其中1，3-共轭二烯分散在苯乙烯类基质中。

单亚乙烯基芳族聚合物可包括减少量的矿物油和增加量的二甲基丙烯酸锌(ZnDMA)，以优化其加工性和机械性质。该聚合物可包含小于4重量％，任选小于2重量％，任选0重量％的矿物油。该聚合物可包含至少100ppm，任选500-2000ppm的ZnDMA。该聚合物可含有其它添加剂，例如硬脂酸锌和正十二烷基硫醇(NDM)。该聚合物可包含100-4000ppm，任选1000-2000ppm，任选1000-1500ppm的硬脂酸锌。该聚合物可含有至少100ppm，任选100-500ppm的NDM。