[发明专利]高抗冲击聚苯乙烯聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料化工技术领域，具体地说，是用POSS增强高抗冲击力学性能的一种聚苯乙烯聚合物及其制备方法。

背景技术

人们在1930年就开始生产聚苯乙烯了。聚苯乙烯是最早工业化生产的热塑性聚合物之一。为了满足材料在韧性上的要求，人们在1950年开发了橡胶改性的聚苯乙烯，即：高抗冲击聚苯乙烯（HIPS），通过将橡胶加入聚苯乙烯基材，可生产出具有不同性能的各种品级的高抗冲击聚苯乙烯。

高抗冲击聚苯乙烯突出的特性是易加工、尺寸稳定性优异、抗冲击强度高并具有较高的刚性。但是，高抗冲击聚苯乙烯（HIPS）在耐热性、氧渗透性、紫外光稳定性和耐油品性等方面的性能有一定的不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高抗冲击聚苯乙烯聚合物；本发明的另一个目的是，提供所述高抗冲击聚苯乙烯聚合物的制备方法，能在不增加生产成本的同时，提高聚苯乙烯聚合物高抗冲击的力学性能，同时解决其耐热性差的问题。

本发明创造的构思：在聚丁二烯及聚苯乙烯-聚丁二烯接枝共聚物的结构上含有未反应的双键，八乙烯基-POSS含有八个含双键的乙烯基，在氩气的保护下，利用接枝共聚物上未反应的双键与八乙烯基-POSS上的双键反应，从而形成聚苯乙烯-聚丁二烯-POSS及POSS-聚丁二烯接枝共聚物。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下。

一种高抗冲击聚苯乙烯聚合物，其特征在于，其组分的重量百分比为：

苯乙烯           80～82.5%；

乙苯             10%；

橡胶             7%；

八乙烯基-POSS    0.5～3%；

双官能团引发剂   300ppm。

进一步，所述组分的重量百分比为：苯乙烯82.5%、乙苯10%、橡胶7%、八乙烯基-POSS 0.5%、双官能团引发剂300ppm。

进一步，所述苯乙烯和乙苯为工业级苯乙烯和工业级乙苯。

进一步，所述橡胶为高顺式聚丁二烯橡胶。

进一步，所述POSS选用八乙烯基笼型倍半硅氧烷。

进一步，所述引发剂选用过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯。

一种高抗冲击聚苯乙烯聚合物，其特征是，其结构式为：

或

式中，为高顺式聚丁二烯，其结构式为：    

；

B为苯乙烯，其结构式为：    

；

C为八乙烯基-POSS，其结构式为：  

。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。

一种高抗冲击聚苯乙烯聚合物的制备方法，其特征是，其步骤包括：

（1）混合高顺式聚丁二烯橡胶和苯乙烯

将高顺式聚丁二烯橡胶加入到已除去阻聚剂的工业级苯乙烯中，通氩气保护，搅拌速率设置为100rpm/分钟，溶胶时间为12小时，将它们混合成均一的混合物； 

（2）在步骤（1）的混合物中加入八乙烯基-POSS单体和溶剂乙苯

在步骤（1）的高顺式聚丁二烯橡胶和苯乙烯混合物中加入八乙烯基-POSS单体，同时加入乙苯溶剂继续搅拌，溶解1小时，得到均一的混合物；

（3）在步骤（2）的混合物中加入双官能团引发剂

在步骤（2）的高顺式聚丁二烯橡胶、苯乙烯、八乙烯基-POSS单体的混合物中加入引发剂过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯；

（4）预聚反应

将步骤（3）的混合物进行预聚反应：在氩气保护下，预聚反应温度为110±1℃，搅拌速率100rpm/分钟，预聚反应持续120分钟；获得预聚反应产物；

所述苯乙烯与高顺式聚丁二烯的反应方程式为：

；

所述苯乙烯、高顺式聚丁二烯与POSS的反应方程式为：

  或

式中，为高顺式聚丁二烯、B为苯乙烯、C为POSS；

（5）终聚反应

将步骤（4）的预聚反应产物进行终聚反应：在氩气保护下，终聚反应温度为140±1℃，转速为50rpm/分钟，终聚反应持续90分钟，获得终聚反应产物；

（6）“脱挥”

将步骤（5）的终聚反应产物在70℃真空条件下进行脱挥4小时，获得目标产物——高抗冲击聚苯乙烯聚合物；

（7）回收脱挥的乙苯及苯乙烯