[发明专利]高光泽高抗冲聚苯乙烯材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种高光泽高抗冲聚苯乙烯材料及其制备方法。本发明的高光泽高抗冲聚苯乙烯材料含有两种不同尺寸和形态的聚丁二烯橡胶，分别为粒径为0.8μm～1.0μm的胶囊颗粒和粒径为1.2μm～4.4μm的微孔颗粒，聚丁二烯橡胶的体积平均粒径为1.6μm～2.2μm，胶囊颗粒和微孔颗粒的体积比在1:13～1:17之间，聚丁二烯橡胶占聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯总重的6％～12.5％。本发明的高光泽高抗冲聚苯乙烯材料通过本体连续法制备，具有良好的光泽度和冲击性能，可以满足刚度、延展性以及尺寸稳定性等应用所需的关键要求。

技术领域

本发明属于聚合物材料领域，具体涉及一种高光泽高抗冲聚苯乙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯(polystyrene，PS)是一种应用广泛性仅次于聚烯烃和PVC的热塑性材料。由于其独特的性能，苯乙烯聚合物被列在商用和特殊用途聚合物之间。苯乙烯系树脂发展初期，只生产通用聚苯乙烯(general purpose polystyrene，GPPS)，其质硬而脆、机械强度不高、耐热性较差且易燃。为此，人们进行了大量的改进工作。由此，一个庞大的苯乙烯系树脂体系应运而生，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、高抗冲聚苯乙烯(high impactpolystyrene，HIPS)、苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物(SMA)等，其中以HIPS应用最为广泛，HIPS是由分散相橡胶和连续相(或基体)聚苯乙烯组成的两相体系，为白色不透明的热塑性树脂，在保留了GPPS的刚性、加工性能和着色性等优点外，橡胶的引入使其冲击强度大幅度上升。

随着人们生活水平的提高，高光泽的家电产品越来越受到人们的欢迎，特别是在平板电视机、电话、冰箱、计算机等领域，高光泽的外壳已成为市场的主流产品。HIPS虽然具有较高的冲击强度，但橡胶的引入会导致产品光泽度的降低。常规的HIPS树脂中，橡胶粒子的粒径一般在1～3μm，而橡胶粒径的大小是决定材料光泽度的主要因素。HIPS树脂的光泽可以通过减小橡胶粒径尺寸的方式获得，但小粒径橡胶粒子的比例提高又会导致HIPS树脂抗冲性能的损失。所以，既要兼顾HIPS树脂的韧性，又要使HIPS树脂具有较高的光泽度，一直是高光泽HIPS树脂开发的技术难点。

在国内外的文献上提到过高光泽高抗冲聚苯乙烯的生产方法。US5334658A公开了一种双峰HIPS树脂组合物，该树脂组合物包含有质量分数75～97％的聚苯乙烯和质量分数3～25％的弹性(共)聚合物颗粒，该组合物通过将熔体在挤出机中掺混制备。US5428106A公开了一种HIPS组合物，它包括质量分数55～90％的聚苯乙烯和质量分数10～45％的接枝和包藏的二烯基橡胶颗粒，且该申请的实施例公开了在连续线性的三个搅拌管式反应器体系中制备该树脂的方法。

CN101613440A公开了一种高抗冲高光泽双峰聚苯乙烯的制备方法，该聚苯乙烯含有质量分数为4～15％的聚丁二烯橡胶分散相，且0.5～1.0μm的聚丁二烯橡胶分散相与1.5～5.0μm的聚丁二烯橡胶分散相的重量比在1:5～1:15之间。在该专利的实施例中，采用ASTM D2457测得的光泽度不高于55％。CN104558429A公开了一种聚苯乙烯组合物的生产方法，该方法在单一反应器中设置第一搅拌器和第二搅拌器，通过改变搅拌桨型式和搅拌速度形成搅拌力场，由此得到分散有两种不同粒径橡胶的聚苯乙烯组合物。该专利公开的实施例与对比例均在5L的实验室规模的反应器中进行，没有提供工业化装置的实施例与对比例。CN1145652C公开了一种制备具有高光泽和高冲击强度的双峰HIPS的现场方法，该方法包含三个串联的反应区，苯乙烯原料单体和苯乙烯-丁二烯共聚物在预相转化条件下的第一反应区中接触混合且不形成胶囊颗粒，胶囊颗粒在后相转化条件下的第二反应区中形成，在后相转化条件下的第三反应区中加入聚丁二烯形成微孔颗粒，最终进入脱挥段或进一步聚合得到高光泽高抗冲的双峰HIPS。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种高光泽高抗冲聚苯乙烯材料，其含有聚苯乙烯和聚丁二烯橡胶，所述聚丁二烯橡胶包括胶囊颗粒和微孔颗粒，所述胶囊颗粒与所述微孔颗粒的体积比在1:13～1:17之间，且所述聚丁二烯橡胶的体积平均粒径为1.6μm～2.2μm。