间规聚苯乙烯/聚酰胺复合材料制造技术

本发明专利技术涉及一种间规聚苯乙烯／聚酰胺复合材料，主要解决以往技术中存在间规聚苯乙烯材料脆性大，冲击强度低，共混物的综合性能差的问题。本发明专利技术通过采用在间规聚苯乙烯／聚酰胺材料中添加磺化间规聚苯乙烯的技术方案，较好地解决了该问题。得到的复合材料具有冲击强度高，且共混物的弯曲强度和拉伸强度好的特点，可用于间规聚苯乙烯／聚酰胺复合材料的工业生产中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及间规聚苯乙烯/聚酰胺复合材料。苯乙烯聚合物可分为无规聚苯乙烯，等规聚苯乙烯，间规聚苯乙烯。无规聚苯乙烯是人们早已熟知的通用塑料，但其耐热性、耐化学性较差，使它很难在工程塑料领域得到应用。1985年，日本出光公司首先使用茂金属催化剂制得了结晶性间规聚苯乙烯(EP210615)。自此以后，在间规聚苯乙烯的制备方面特别是催化剂的研制方面取得了很大的进展(CN1210109A，CN1210108A，CN1210112A)。间规聚苯乙烯是一种新型聚苯乙烯，它和通用聚苯乙烯不同，具有以下优点(1)熔点高，为270℃。(2)结晶度高，结晶温度可以控制在一个较宽的范围，适合常规的塑料加工成型方法。(3)耐热、耐化学性能优良。间规聚苯乙烯是一种新型的工程塑料，具有极好的发展前景，潜在市场非常广阔。间规聚苯乙烯的缺陷是脆性大，因而限制了它的应用范围。必须对其进行改性，以适应结构材料的应用。改进后的间规聚苯乙烯的特征性能是密度低、韧性好、电性能好，可和其它工程塑料竞争。几乎所有PET、PBT、PA、PPS等工程塑料应用的场合，都可以使用间规聚苯乙烯。在电器、电子方面，可以用于高频装置、卫星天线、电话、集成电路、印刷线路板、微波炉具等。在汽车部件方面，可以做保险杆、油箱、耐高温马达部件等。在包装材料方面，可以制耐热、耐油、耐蒸汽容器、食品包装膜等。另外，还可以制高光泽绝缘膜、磁记录体，照相机壳、纤维制品及工业膜等。目前，间规聚苯乙烯的改性研究主要集中在增强和共混改性两方面。前者通常是用玻璃纤维增强(EP508303，EP591823，US5200454，JP10017740)。但由于间规聚苯乙烯是一种非极性高聚物，所以极性玻璃纤维和间规聚苯乙烯的界面粘结差，因此，玻璃纤维表面需要先用偶联剂处理。也有报道(EP591823)在苯乙烯间规聚合时加入少量的α-甲基苯乙烯进行共聚，然后再将共聚物接枝马来酸酐，籍以增强玻璃纤维和间规聚苯乙烯之间的界面粘结。尽管如此，纯粹采用玻璃纤维填充的方法对间规聚苯乙烯冲击性能的提高不是很明显。而且在苯乙烯间规聚合时加入少量的α-甲基苯乙烯进行共聚，将会使聚合工艺变得复杂，同时还会对聚合产物的立构规整性及性能产生不利影响。工业应用不合宜。为了进一步改善间规聚苯乙烯的冲击性能，文献US5391603，JP08319386，JP09052959，EP587098，EP546497，JP08157668等报道了间规聚苯乙烯和弹性体(SEBS)及和PPO共混改性。热塑性弹性体(SEBS)是氢化的苯乙烯一丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其本身即为双相体系，它和间规聚苯乙烯的相容性较差。在二者共混时有必要添加增容剂。比较典型的增容剂有聚苯醚(PPO)和SEBS接枝共聚物以及间规聚苯乙烯和SEBS接枝共聚物，其中以间规聚苯乙烯和SEBS接枝共聚物作为增容剂的共混物的性能较优异。此外，还报道了间规聚苯乙烯和聚酰胺树脂(PA)的共混。PA是典型的极性聚合物而间规聚苯乙烯是典型的非极性聚合物，二者共混时相容性较差，必须添加增容剂。比较典型的增容剂有聚苯醚(PPO)接枝马来酸酐共聚物以及间规聚苯乙烯接枝马来酸酐共聚物。上述共混体系中，除间规聚苯乙烯和聚苯醚(PPO)共混时具有较好的相容性以外，其它共混体系均需要使用增容剂。一般增容剂都是间规聚苯乙烯或聚苯醚(PPO)的接枝共聚物。其中，聚苯醚由于其产量低、价格高而使其应用受到限制。间规聚苯乙烯的接枝共聚物的制备通常是先将其接枝马来酸酐，再通过其它化学反应而得到接枝共聚物。为了使间规聚苯乙烯接枝马来酸酐，必须在苯乙烯间规聚合时加入少量的α-甲基苯乙烯进行共聚。其不利影响使前面已叙及。此外，如单纯采用弹性体(SEBS，SIS，SBS等)来改善间规聚苯乙烯的冲击强度，其不利因素主要表现在一是要采用如上所叙及的接枝共聚物作为增容剂，二是虽然对间规聚苯乙烯的冲击强度有所改善，但共混物的综合性能如耐热性、拉伸强度及模量下降较多。本专利技术的目的是为了克服以往技术中存在间规聚苯乙烯材料脆性大，冲击强度低、共混物的综合性能差的缺点，提供一种新的间规聚苯乙烯/聚酰胺复合材料。该复合材料具有冲击强度高，且共混物的弯曲强度和拉伸强度好的特点。本专利技术的目的是通过以下的技术方案来实现的一种间规聚苯乙烯/聚酰胺复合材料，以重量份数计包括以下组份a)间规聚苯乙烯1～99份；b)磺化间规聚苯乙烯0.1～50份；c)聚酰胺树脂0.9～98份；d)无机填料或/和助剂1～50份。上述技术方案中，以重量份数计间规聚苯乙烯量的优选范围为50～95份，间规聚苯乙烯的分子量为15～60万，间规度为大于98％。所用磺化间规聚苯乙烯的磺化度以摩尔百分比计为1～20％。以重量份数计磺化间规聚苯乙烯的量的优选范围为1～20份。所用的聚酰胺树脂选自聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺1010、聚酰胺4、聚酰胺9、聚酰胺46、聚酰胺11、聚酰胺12或芳香聚酰胺，优选方案为聚酰胺6。以重量份数计，聚酰胺树脂用量优选范围为5～60份。无机填料为纤维状填料或粉状填料，其中纤维状填料包括玻璃纤维、碳纤维、有机合成纤维、金属纤维或其它自然纤维；粉状填料包括碳黑、高岭土、硅藻土、白土、蒙脱土、钛白粉、硅微粉、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡、氧化铝、玻璃粉或金属粉。助剂包括抗氧剂、阻燃剂、成核剂或冲击改性剂，其中抗氧剂包括抗氧剂1010、PEP36、Mark Ao-30或BHT；成核剂包括苯甲酸钠或叔丁基苯甲酸铝；冲击改性剂包括丁苯橡胶、苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物、氢化苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物、苯乙烯和异丙烯的嵌段共聚物、ABS或聚氨酯。磺化间规聚苯乙烯是指间规聚苯乙烯分子中的苯环上带有极性磺酸基团或磺酸盐基团的聚合物。磺酸基团或磺酸盐基团一般分布在苯环的对位，但不排除在间位和邻位的反应。磺化间规聚苯乙烯的磺化度一般控制在1～20摩尔％，由于磺酸基团的引入使磺化间规聚苯乙烯具有一定的亲水性，因此使用前需干燥处理。本专利技术使用的磺化间规聚苯乙烯可以是中和或未中和的，中和磺化间规聚苯乙烯所含的金属离子可以是钾、钠、锂、钡、镁、锰、锌、铜、钙、钴、铁、镍等离子。一般磺化间规聚苯乙烯或磺化间规聚苯乙烯聚合物的用量为间规聚苯乙烯用量的0.1～50％，最佳用量为间规聚苯乙烯用量的1～20％。本专利技术中所用的聚酰胺(C)可以是已工业化生产或未工业化生产的品种。包括聚酰胺6(尼龙6)、聚酰胺6(尼龙66)、聚酰胺610(尼龙610)、聚酰胺1010 0(尼龙1010)、聚酰胺4(尼龙4)、聚酰胺9(尼龙9)、聚酰胺46(尼龙46)、聚酰胺11(尼龙11)、聚酰胺12(尼龙12)和芳香聚酰胺等。本专利技术中聚酰胺用量为聚合物总量的0.9～98％，最佳用量为5～60％。如果聚酰胺的用量超过98％，则复合物的吸水率和纯聚酰胺的吸水率接近。本专利技术所涉及的间规聚苯乙烯和聚酰胺树脂的复合物可以根据实际景况的需要加入填料和其他助剂。其中填料可以是纤维状或粉状，纤维状填料包括玻璃纤维、碳纤维、有机合成纤维、金属纤维和其它自然纤维等。粉状填料包括碳黑、高岭土、硅藻土、白土、蒙脱土、钛白粉、硅微粉、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、硫酸镁、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种间规聚苯乙烯／聚酰胺复合材料，以重量份数计包括以下组份： ａ）间规聚苯乙烯１～９９份； ｂ）磺化间规聚苯乙烯０．１～５０份； ｃ）聚酰胺树脂０．９～９８份； ｄ）无机填料或／和助剂１～５０份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林尚安，黎华明，祝方明，周文乐，沈志刚，王进，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]