[发明专利]高耐热高刚性环保型聚苯乙烯树脂组合物及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种聚苯乙烯树脂组合物及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯树脂作为五大通用塑料之一，具有成型性优良、性能适中、电绝缘性、低吸湿性、容易染色和价格低廉等优点，广泛应用于包装、电子、汽车、家电、仪表、日用品、玩具、建筑等行业。但是，聚苯乙烯树脂耐热性及刚性稍差，其热变形温度（HDT）在80℃左右（ASTM D648，负荷1.82MPa），导致聚苯乙烯树脂在高耐热应用领域受到限制，如微波食品包装领域、热饮包装领域及部分电器产品结构部件等。同时，随着电子电器产品壳体越来越大型化、薄壁化及轻量化的发展趋势，要求聚苯乙烯树脂具有良好的刚性及耐热变形性能。

由于在合成、制备、改性以及成型过程中，苯乙烯类聚合物会含有部分挥发物，其来源一般有残留单体、溶剂、添加剂以及降解产生的小分子物质等，上述挥发物归属于VOC，较常见的有：苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、甲醛以及酮类等多个种类。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。苯乙烯类聚合物作为家电、OA，包装材料、日用品、玩具、运动器材、鞋材、线缆、仪器仪表、电子元器件及设备、建筑材料及汽车材料等领域使用较多的材料，尤其是家电、OA、玩具及车用材料，对气味及VOC要求更为严格。

目前，提高聚苯乙烯树脂耐热性及刚性主要途径有：①通过合成聚苯乙烯树脂时提高其分子量，但由于聚苯乙烯树脂一般通过自由基聚合制备，提高分子量需要延长合成时间一方面造成橡胶相交联导致力学性能下降，另一方面会造成生产成本提高；②加入其它耐热性工程塑料形成合金，如聚碳酸酯（PC）树脂、聚苯醚（PPO）树脂以及马来酰亚胺类聚合物等，加入上述树脂一方面导致材料流动性降低、加工温度提高，另一方面导致材料成本明显提高。

降低聚苯乙烯树脂的气味及VOC含量主要途径有：①通过合成后期脱挥工艺进行，但延长脱挥时间或提高脱挥温度，一方面会造成聚苯乙烯树脂交联/降解等副反应发生而影响性能，另一方面延长脱挥时间或提高脱挥温度又会大大提高生产成本。②辅助脱挥，即采用加入汽提剂的方法，也能明显降低苯乙烯类聚合物的气味、残留单体、溶剂及VOC含量。如R. J. 奥尔布莱克《聚合物脱挥》提及采用单螺杆挤出机和双螺杆挤出机同时引入汽提剂的方法进行脱挥。又如美国专利5380822及5350813描述了除掉聚合物中残留单体的方法，它包括向熔体中注水或适当的可冷凝流体，然后让排出物流过闪蒸罐。尽管汽提剂工艺可以实现工业化生产，但由于汽提剂直接加入到原材料时，大量的汽提剂不能浸入到原材料中，一方面加入螺杆挤出机操作困难，另一方面，即便是加入到螺杆挤出机，由于挤出机温度较高，汽提剂在喂料口很容易气化溢出，起不到气提的效果，因此需要采用特殊具有可调节流量及喷射出料功能的注射喷嘴，同时需要添加加压混合区用于改善汽提剂的分配并限制汽提剂蒸汽从目标排气段溢出，导致上述方法均存在成本较高，操作困难等。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明的首要目的在于提供一种高耐热高刚性环保型聚苯乙烯树脂组合物。

本发明的另一目的在于提供上述高耐热高刚性环保型聚苯乙烯树脂组合物的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种高耐热高刚性环保型聚苯乙烯树脂组合物，按重量百分比计，包含如下组分：

聚苯乙烯树脂：59～99%

SMA树脂：0.5～30%

汽提剂母粒：0～10%

抗氧剂：0.01～1%；

所述汽提剂母粒是由基体和汽提剂组成。

其中，所述聚苯乙烯树脂包括通用级聚苯乙烯树脂（GPPS）、高抗冲聚苯乙烯树脂（HIPS）及苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（K胶或K-树脂）中的一种或几种混合物。

所述SMA树脂具有低马来酸酐含量和高分子量特征，其中马来酸酐含量为2～10%，重均分子量Mw为10～30万。

所述汽提剂母粒是由基体和汽提剂组成；所述基体具有一维或多维的多孔结构，其微孔为开口结构，微孔孔径为0.1~100nm；所述汽提剂为在常温25℃及标准大气压下沸点和/或闪点低于200℃的液体物质。

所述汽提剂母粒基体为木粉、植物纤维、淀粉、纸、沸石、分子筛、硅藻土、硅胶、麦饭石、六环石、凹凸棒石黏土、多孔氧化铝、发泡聚苯乙烯、发泡聚丙烯、发泡聚酯和发泡热塑性弹性体中的一种或几种混合物；所述汽提剂为部分醇类、白油、水、溶剂油、食用油、橡胶填充油、润滑油基础油、硅油和增塑剂中的一种或几种混合物。