一种弹性体和有机刚性粒子协同增韧聚苯乙烯及其制备方法属于高分子材料技术领域，具体为一种由聚苯乙烯和协同增韧组分经熔融共混得到的增韧聚苯乙烯及其制备方法。其中，协同增韧组分为顺丁橡胶（ＰＢ）弹性体和有机刚性粒子（ＰＳＤＭ），后者是由苯乙烯（Ｓｔ）、二乙烯基苯（ＤＶＢ）和甲基丙烯酸甲酯（ＭＭＡ）经乳液聚合制备获得。该方法制备的增韧聚苯乙烯，与纯聚乙烯相比，在基本保持拉伸强度的情况下，冲击强度有较大幅度的提高，可用于塑料工业中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料
，具体为一种增韧聚苯乙烯及其制备方法。技术背景聚苯乙烯塑料具有高刚性、易染色性及易加工成型性等优点，广泛用于电气、仪器 仪表、包装装潢和日常生活等方面。但是聚苯乙烯属于脆性塑料，抗冲性能较低，限制 了其在高抗冲制品方面的应用。为此，长期以来人们对聚苯乙烯增韧改性进行了大量的 工作，大致经历了弹性体共混改性、热塑性树脂共混改性、无机纳米粒子共混改性和有 机刚性粒子改性四个阶段。下面将分别做一介绍(1) 弹性体共混改性早在20世纪20年代，按照F.E.Matttea于1912年提出的利用橡胶对树脂改性的方法 (F.E.Matthea, Brit，1912， 16, 278.)，人们已经开始利用橡胶对苯乙烯树脂进行共混改性。 目前已用于改性的弹性体有聚丁二烯，天然橡胶，三元乙丙橡胶等；改性的方式也由最 初的共混，扩展到了接枝聚合。这类增韧方式在工业上取得了很大的成功，但仍存在难 以克服的问题，如刚度、强度、热变形温度都有较大幅度的降低。典型地，例如抗冲击 型聚苯乙烯(HIPS)的切口Izod冲击强度是聚苯乙烯(PS)的4.5倍，但是抗张模量仅 为聚苯乙烯(PS)的46%。(2) 热塑性树脂共混改性Paul (Barlow J. W., Paul D. R. Polym. Eng. Sci. 1974， 24(8), 525 )， Barentsen (Barentsen W. M., Heikens D. Polymer, 1974, 15, 119)和Heikens (Sjoerdsma S. D.， Heikens D. et al. Polymer, 1980, 21 ， 1469)等人研究了 LDPE对PS的增韧改性，发现加入PE-g-St或PS-g-E 接枝共聚物后，有利于LDPE和PS之间的兼容力的提高，从而提高共混物的力学性能。同样，在研究聚丙烯(PP)对聚苯乙烯的改性中，由于PP和PS不兼容，共混时也必 须加入增容剂。研究发现用表面处理后的硅填充PS/PP体系能增加聚合物接口间的粘 合力，提高PS/PP体系的拉伸强度(方征平，许承威，项义崇，BR和DCP在PS/LLDPE/SBS 体系中的协同作用，高等学校化学学报，1996， 17(12)， 1959.); RPS-MPP(马来酸酐官 能化聚丙烯)对PS/PP体系有较好的反应增容效果(方征平，查琳琳，马国维，许承威， EPDM和PE协同增韧聚苯乙烯，合成橡胶工业，2002, 25(4)， 251);熔融共混制取的 PS/PP体系有PS-g-PP接枝共聚物生成，从而很好地增容共混体系，提高了共混物的力 学性能(Scherbakoff, Natalia, et al. J. Adhes. 1997, 64, 203)。(3) 无机纳米粒子共混改性无机纳米粒子与聚合物复合不仅使聚合物的强度、刚性、韧性得到了明显的改变， 而且可以增加聚合物的防水性、阻隔性、耐热性及抗老化性等功能特性。目前已经制备 的纳米粒子/聚合物复合材料有PS/Al203复合材料，PS/PbS纳米聚合物光学材料，具 有良好抗磨性的PS/Ti02纳米复合材料，PS/Ce02纳米杂化材料，PS/CaC03纳米复合材料 和PS/粘土纳米材料等。 (4)有机刚性粒子改性有机刚性粒子增韧是一种塑料增韧的新途径，这种方法可以在提高基体韧性的同时 提高材料的强度、刚性和耐热性，且无加工性能下降的不足，达到既增韧又增强的目的， 克服了弹性体增韧出现的问题。研究较多的增韧聚苯乙烯的有机刚性粒子为核壳结构微粒，包括硬核软壳和软核硬 壳两种结构，核含有烯基芳烃链段、丙烯酸酯链段和交联剂，壳为含有烯基芳烃的链段， 壳的链段通过交联剂的一端与核相连结(杨柏，沈家骥，黄金满，卢文奎，核壳微粒增 韧聚苯乙烯材料，CN1194994A)。
技术实现思路
本专利技术在上述聚苯乙烯增韧改性方法的基础上和启发下，旨在提供一种制备增韧聚 苯乙烯的新方法，即弹性体和有机刚性粒子协同增韧的聚苯乙烯，该制备过程简单，操 作容易，重现性好，易于工业化生产。具体制备过程如下(1) 有机刚性粒子PSDM的制备将缓冲剂(即pH值调节剂NaHC03)和乳化剂(油酸钠SD)、溶剂去离子水加入 三口烧瓶中，缓慢搅拌，使其分散均匀。然后加入单体(苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯)和 交联剂(二乙烯基苯DVB)，快速搅拌以分散。 一个半小时后，开始向三口烧瓶中通 N2 ，同时降低搅拌速率，并加入引发剂(过硫酸钠KPS)，将烧瓶放入78 'C水浴中恒 温加热，同时接通冷却回流装置，开始乳液聚合反应。 一小时后停通氮气。最后待反应 结束，停止搅拌，取出反应容器。将乳液聚合制得的粒子破乳、洗涤、干燥、研磨，制 得粒径在120nm左右的PSDM有机刚性粒子。(2) 协同增韧聚苯乙烯的制备按工业PS, PSDM和顺丁胶以一定质量配比100: (0 1.5): (0 11)混合，在双 辊塑炼机上进行熔融共混约10 30min，前辊150-155'C，后辊150-155t:，制得的共混 体系粉碎后，通过注塑机注塑制得冲击及拉伸样条，进行测试。附图说明图给出了增韧聚苯乙烯制备工艺流程图。具体实施方法以下实施例是仅为更进一步具体说明本专利技术，在不违反本专利技术的主旨下，本专利技术应 不限于以下实验例具体明示的内容。实施例所用原料如下 苯乙烯甲基丙烯酸甲酯 工业PS顺丁橡胶(BR9000) 油酸钠二乙烯基苯(DVB) 过硫酸钠(KPS) NaHCO:,分析纯分析纯山东齐鲁石化有限公司山东齐鲁石化有限公司山东齐鲁石化有限公司山东齐鲁石化有限公司上海试剂一厂上海试剂一厂 上海试剂一厂 北京化学试剂公司共混试样的制备将干燥的工业PS，顺丁胶和PSDM刚性粒子以质量配比100: 7: (0 1.5%)加到 上海第一橡胶机械厂制造的XQLB型双辊塑炼机上熔融共混约15min，通过注塑机注塑 制得冲击及拉伸样条，进行测试。共混试样的性能测试(1) 冲击强度按GB1043-93进行简支梁冲击实验，缺口样品尺寸为70x15 xlO mm3, 缺口宽为3.0mm，深为2.0mm，无缺口样品尺寸为70x15 xlO mm3。(2) 拉伸强度按GB1040-89进行拉伸实验，样品制成哑铃型，在高铁万能材料试验 机上测试，拉伸速度为50mm/min。所有测试实验的温度为23 °C，实验样品数为5个，取平均值。 测试结果如下表表1 PS/PB/PSDM共混物力学性能<table>table see original document page 5</column></row><table><table>table see original document page 6</column></row><table>权利要求1. 一种弹性体和有机刚性粒子协同增韧聚苯乙烯，其特征在于它是由聚苯乙烯、有机刚性粒子PSDM和弹性体按照质量比100∶(0～1.5)∶(0～7)通过熔融共混的方式制备而成。2、 根据权利要求书1所述有机刚性粒子PSDM是由苯乙烯，甲基丙烯酸 甲酯和二乙烯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种弹性体和有机刚性粒子协同增韧聚苯乙烯，其特征在于它是由聚苯乙烯、有机刚性粒子ＰＳＤＭ和弹性体按照质量比１００∶（０～１．５）∶（０～７）通过熔融共混的方式制备而成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董玉华，周琼，张瑛，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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