[发明专利]一种低气味高耐热聚苯乙烯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚苯乙烯组合物，具体涉及一种低气味高耐热聚苯乙烯树脂及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯树脂是由德国I.G法本公司(BASF公司前身)于1930年实现工业化。作为五大通用塑料之一，它具有成型性优良、质硬、透明、刚性、电绝缘性、低吸湿性、容易染色和价格低廉等优点。HIPS是在GPPS中引入少量弹性体后产生出来的，其克服了GPPS性脆的缺点，因而广泛用于电子、汽车、家电、仪表、日用品、玩具等行业。

但由于合成方法及生产条件所限，聚苯乙烯树脂产品中往往残留几百个ppm以上的苯乙烯单体。根据美国FDA21CFR 177.1640及中国GB 9692 88，HIPS树脂中苯乙烯残余单体(简称残单)含量≤5000ppm，乙苯含量≤3000ppm均符合标准要求，所以一般市售HIPS树脂中苯乙烯残单均在1000ppm左右。

由于苯乙烯单体具有刺激性气味，在空气中含量为200～400ppm就能明显感觉到苯乙烯气味存在，令人产生不愉快感。过去一直认为苯乙烯的毒性比苯小，虽然大量吸入可引起头晕头痛、食欲减退、乏力、红血球和血小板减小，但还不至于造成慢性中毒。其原因是苯乙烯在生物体内被氧化成苯甲酸、苯乙酸、苯基甘醇等，进一步反应生成马尿酸，或葡萄糖酸酯而被排出体外。空气中最高容许浓度为420g/m³，因此在工业和实验室中的短时接触，没有特别危害。

但最新研究表明，对于苯乙烯的毒性评价与以前截然不同。1996年，世界卫生组织(WHO)的国际癌症研究小组对苯乙烯进行深入的研究后得出结论，苯乙烯的确有致癌作用。呼吸苯乙烯气体会使人产生淋巴瘤、造血系统瘤和非瘤疾病，尤其是中枢神经系统的疾病，后者具有潜伏性。随着呼吸苯乙烯气体时间的持续和剂量的积累，致使危险性更大。

随着公众环保健康意识增强，人们对室内气味及空气质量提出更高要求。作为家用电器及办公设备，如电视机、显示器、录像机、复印机、传真机、打印机、空调器、电冰箱等使用较多的材料，聚苯乙烯树脂降低其中苯乙烯残单显得尤为重要。

目前，降低聚苯乙烯树脂中残余苯乙烯单体的方法主要是从HIPS合成工艺中的脱挥工艺及技术上进行改进。这方面的技术如：日本公开特许公报，昭56-100601(1981年)；昭58-37005(1983年)；昭61-97302(1986年)；昭61-203103(1986年)；昭61-203102(1986年)；昭62-36401(1987年)；平5-17516(1993年)；昭62-179508(1987年)；平6-157640(1994年)；平7-88326(1995年)及EP0369708(1990年)；EP 0452093(1991年)；EP0359432(1990年)；EP0352727(1990年)；US5185400(1993年)；EP0583082(1993年)；US5350813(1994年)；US5380822(1995年)等专利均有报道。

但由于苯乙烯沸点较高，与聚苯乙烯相容性良好，亨利系数不大，因此脱挥过程通常需在高温、高真空下操作，随着脱挥的进行，挥发分含量不断下降，体系粘度不断上升，输送成为一个难题，且高温操作容易引起聚合物降解或碳化。因此，尽管不同厂家的脱挥工艺及装置虽然经过不断改进，但由于苯乙烯性质所限，HIPS树脂中苯乙烯残单一般只能保证在1500ppm左右。

另外，德国BASF公司在专利WO 2006/09740中公开了具有降低的苯乙烯残余单体含量的聚苯乙烯和交联聚乙烯吡咯烷酮组成的共混物的制备方法；在专利WO 2008/031779中公开了制备由聚苯乙烯和交联聚乙烯吡咯烷酮组成的且具有降低的残余苯乙烯单体含量的共挤出物的方法。浙江工业大学在专利CN 101220109A公开了一种聚苯乙烯超临界流体的脱挥方法，采用反应体系中加入超临界CO₂的方法降低聚苯乙烯中残余苯乙烯单体。但上述方法均存在操作困难，成本较高以及工业化难以实现的问题。

另一方面，随着电器产品越来越大型化及薄壁化，以及生产效率的要求，注塑时需要通过提高注塑温度来达到上述目的。但是提高注塑温度往往会引起HIPS树脂的降解，产生挥发性气体影响注塑件表面及车间环境，热氧及剪切导致降解所产生的醛酮类化合物也会产生挥发份及气味等问题。

结合以上情况，迫切需要一种具有较低苯乙烯残单及高耐热的聚苯乙烯材料，以满足家用电器及办公设备中所用聚苯乙烯材料的环保要求及高生产效率要求。

发明内容