[发明专利]一种复合橡胶改性的聚苯乙烯系树脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚苯乙烯系树脂领域，具体涉及一种复合橡胶改性的聚苯乙烯系树脂组合物及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯（PS）的分子链内在结构决定了其力学性能上的欠缺，如抗冲击强度不够高、韧性差等，尤其是表现出脆性行为。通常地，在聚合过程中加入橡胶能够提高聚苯乙烯组合物的韧性，获得高抗冲聚苯乙烯（HIPS）。分散于聚苯乙烯基体中的橡胶颗粒的粒径大小和分布则影响着聚合物的综合性能，如机械强度、表面光泽度和耐热性等。

随着HIPS树脂不断应用于家用电器和办公设备的外壳，对其模制品的光泽度要求也越来越高。通常地，分散在聚苯乙烯基体中的橡胶颗粒越小，则表面光泽越好，但抗冲击强度差。因此，人们为获得光泽度和抗冲击强度平衡的HIPS树脂进行了广泛的研究。

美国专利4839418公开了一种由聚苯乙烯基体和弹性体组成的热塑性材料，弹性体分布于聚苯乙烯基体中，其粒径小于0.8μm。虽然此材料具有良好的光泽度，但它仍存在抗冲击强度低的缺点。

US5428106公开了制备高光泽、高抗冲击强度的苯乙烯树脂的方法。该树脂组合物中包含0.25~1μm缠结形态的橡胶颗粒，以及0.1~0.4μm胶囊形态的橡胶颗粒，获得特殊橡胶形态、双峰粒径分布的HIPS树脂。

Dupre的美国专利4146589公开了制备双峰微粒尺寸的HIPS树脂，在该方法中，将第一种二烯橡胶/苯乙烯单体溶液部分地聚合，形成0.5~1μm大小的分散的橡胶颗粒；将第二种二烯橡胶/苯乙烯单体溶液部分地聚合，形成2~3μm大小的分散的橡胶颗粒；然后将形成的这两种部分聚合的混合物合并，继续完成余下的聚合过程，制得具有优良的光泽性和韧性平衡的HIPS树脂。该方法工艺特殊，较难在现有的HIPS工业装置上实施。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼备高光泽度和高抗冲击性能的橡胶改性聚苯乙烯系树脂组合物。

本发明的另一个目的是提供制备上述聚苯乙烯系树脂组合物的方法，此方法工艺简单，可以在现有制备高抗冲聚苯乙烯装置中实施。

根据本发明，提供了一种复合橡胶改性的聚苯乙烯系树脂组合物，以聚苯乙烯系树脂基体为连续相，以复合橡胶为分散相，所述复合橡胶包括：橡胶A：粒径为20~500nm的粉末状橡胶；橡胶B：苯乙烯-二烯烃共聚物；橡胶C：聚丁二烯橡胶；其中，复合橡胶的总含量为基于组合物总重量的1~40wt%。

上述聚苯乙烯系树脂基体优选为以苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯和乙烯基乙基苯中的一种或多种为单体的聚合物；或者是前述单体中的一种或多种与丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种的共聚物。进一步优选的是，该聚苯乙烯系树脂基体以苯乙烯为单体。

在本发明的优选实施方式中，复合橡胶的总含量为基于组合物总重量的3~30wt%，还优选为5~25wt，更优选为5~10wt%；橡胶A的含量为复合橡胶总含量的1~40wt%，更优选为5~20wt%；橡胶B的含量为复合橡胶总含量的5~90wt%，更优选为10~60wt%；橡胶C的含量为复合橡胶总含量的5~90wt%，更优选为10~60wt%。

优选地，橡胶A以实心球形态的颗粒分散于所述聚苯乙烯系树脂基体中，粒径为50~400nm，更优选为80~300nm；橡胶B以包藏苯乙烯聚合物的胶囊形态的颗粒分散于所述聚苯乙烯系树脂基体中，粒径为200~800nm，更优选为300~600nm；橡胶C以包藏苯乙烯聚合物的多孔蜂窝形态的颗粒分散于所述聚苯乙烯系树脂基体中，粒径为0.6~2.0μm，更优选为0.8~1.5μm。

在本发明中，橡胶A的种类并没有任何限制，可以是丁苯橡胶、天然橡胶和丁二烯橡胶中的一种或多种，优先选用粉末丁苯橡胶，该橡胶微粒及其制备方法公开于中国专利CN1152082C中，其全部内容引入本发明作为参考；橡胶A的交联程度较高是有利的，本发明采用本行业公知的测定凝胶含量的方法来表征橡胶的交联程度，优选凝胶含量≥60wt%，优选≥70wt%，还优选≥90wt%；其溶胀指数≤15，优选≤13。有利的是，橡胶A中的每一个微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的，在现有的显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象，其无需加入隔离剂即可自由流动。

橡胶B可以是苯乙烯-二烯烃嵌段共聚物（如丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物）或苯乙烯-二烯烃无归共聚物（如丁苯橡胶），优选为二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物。