[发明专利]具有改进耐磨性的单乙烯基芳族化合物

说明书

本发明涉及具有低摩擦性、耐磨性，用于录像带壳和录音带盒、饮料杯和食品包装容器这类产品的单乙烯基芳族化合物的制备。此单乙烯基芳族化合物包括已掺合了高分子量聚乙烯蜡的抗冲击聚苯乙烯。

录像带壳通常由几种材料制成。这类材料中的一种采用加有硅油的高抗冲击聚苯乙烯。此材料的特征在于低摩擦和高抗冲击性，但由于在加工过程中引起的潜在问题，它存在着在工业中能否被接受的问题。这类材料的一个例子是聚(二甲基硅氧烷)的含量为至多为2000ppm的材料。

这类要求具有低摩擦和高耐磨性的材料的另一种是在聚苯乙烯基质中分散有未知组分小颗粒或＂坑＂的材料。从熔点分析可知，此组分是Mn分子量低于的800的低分子量蜡。在此材料中低分子量组分的含量为约1％重量。

对用于制造带盒壳和计算机盘的材料的主要判断标准是此材料呈现低的摩擦系数(COF)。

通常用作录像带盒壳和其他方面例如计算机软盘，录音带盒壳，饮料杯和食品包装容器方面的材料一个主要问题，是它们在使用中不够耐磨，不足以防止表面材料＂扬尘＂。这种＂扬尘＂生成称作＂细粒＂的极细的颗粒，在带盒的情况时，它们进入电子设备中，使录放头变髒，并引起其他电子学上的问题。在过去，解决这一问题的一种方法是使用昂贵材料例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)共聚物。使用很便宜材料例如聚苯乙烯的企图失败了，因为与ABS相反，使用聚苯乙烯很难获得低摩擦系数和高耐磨性。

在饮料杯和食品包装容器的情况时，在制造过程中产生的＂尘＂和＂毛＂虽然是化学惰性的和无毒的，但确实引起容器内容物的＂美学污染＂，导致消费者对这些产物不满意。

这表明，解决带盒磨损问题和容器污染的关键在于当容器离开注模和当它被传送到装配线时，防止材料被磨损，已被橡胶改性的单乙烯基化合物例如抗冲击聚苯乙烯(IPS)通常用注塑法制成部件例如食品容器，带盒壳和软盘，在其中，熔融聚合物在压力下被注入水冷模子中，生成部件。在约220-240℃的温度下，熔融物被注入模中，然后冷至约100℃，以使模制出的部件固化。之后将模制出的部件从模中取出，并放到传送带上。当部件由100℃冷至室温时，它特别易被磨损，生成细粒。对常用材料来说，因为用来获得低COF的蜡和油在100℃时仍熔在模制出的部件中，因而根本不抗磨，并且当物件受到摩擦力时，具有有点粘的或粘的表面。

因此需要低摩擦，抗磨的聚合物材料用来制造饮料杯，食品容器，录像带或录音带的盒或壳，压实盘和计算机盘，这种材料应具有低磨擦系数和高抗磨性外，还应具有好的弹性和韧性，以防止柔曲时断裂。重要的或许关键的是，此材料在约100℃高注塑温度时，必需成功地抗磨。此外，在低温包括在室温甚至在冰箱和冷冻机温度，此材料也应显示良好的＂滑爽性＂和抗＂扬尘＂性。

制造食品容器，带盒壳和计算机软盘的通常方法包括在比利时专利第816985中所描述的方法，后者提出了使用分子量(Mw)为2000-12000之间、熔点(MP)为82-98℃的蜡。美国专利4,961,800披露了在塑料窗中使用蜡作为抗雾添加剂。U.S.2,681,323提出了使用蜡例如蜂蜡、巴西蜡和BE Square(固体石蜡)来制造COF较低的唱片的方法，而这些蜡的MP低于约90℃，而Mw小于1000。U.S.3,876,645提出用长链脂肪酸酰胺和环氧乙烷衍生物作为抗静电剂。因而，使用蜡作为COF改进剂的通常制造并未告知使用在100℃温度范围内能抗磨损的蜡。这些通常制法甚至未提出在高于环境温度下的磨损问题。

人们也已发现，通过加入蜡类添加剂以试图改善聚合物COF的通常制法，采用了添加剂，后者在橡胶和/或聚苯乙烯中溶解很好，因而在聚合物基体中不能成分离颗粒存在。因此它们的润滑作用因为它们溶于一种或另一种聚合物组分中而被削弱了或被消除了。本发明提供了一种廉价的基于单乙烯基芳族材料，后者在高温下显示了所希望的摩擦系数和高抗磨性，以及良好的强度和韧性。

本发明披露了一种具有高抗冲击性的低摩擦抗磨单乙烯基芳族材料，它特别适用于制造饮料杯，食品容器，带盒壳和计算机软盘，此单乙烯基芳族材料是一种高抗冲击聚合物，后者具有橡胶粒子以赋予抗冲击强度，它还具有大量高分子量聚乙烯蜡(其范围为Mn＝1000～7000)以提供很低的摩擦系数，并还防止此材料被磨损成为细粒。所选择的特殊蜡的熔点温度(MP)高于约90℃，优选超出约100℃。所述聚乙烯蜡的熔点大于105℃，较好为120℃，数均分子量大于2000，较好为2800，而针入度值为小于0.1至0.5，较好为小于0.5。