一种聚苯乙烯与聚氨酯弹性体相容剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚苯乙烯与聚氨酯弹性体相容剂的制备方法，本发明专利技术根据高分子“相似相容”原理和界面改性机理，制备了一种分子链两端具有聚苯乙烯链段和聚氨酯链段的新型相容剂，该相容剂制备方法为：苯乙烯单体、引发剂、聚氨酯预聚物、封端剂等其他助剂按一定比例混合，采用本体聚合‑逐步聚合原位法制备出聚苯乙烯与聚氨酯相容剂。本发明专利技术相容剂在聚苯乙烯和聚氨酯起到“架桥”作用，可有效的改善两者的相容性，使聚苯乙烯与聚氨酯可以很好的相容，且效果稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯乙烯与聚氨酯弹性体相容剂的制备方法
本专利技术一种合成树脂助剂，具体为一种聚苯乙烯与聚氨酯的相容剂的制备方法。
技术介绍
高分子合金，是指由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系，各组分之间“取长补短”、“协同作用”，极大地弥补了单一组分的缺点，可获得综合性能优于任何单一组分的复合材料；同时，具有开发周期短、费用低、风险小等优点。这使得高分子合金技术近年来备受广大科研院校和制造商的关注，已经被广泛应用于汽车、电子、电气、机械、铁路、建筑等领域。然而，由于不同种类的高分子材料分子的极性、分子结构、分子量等差异较大，故多数聚合物相容性差。因此，为获得良好的共混物性能，添加相容剂成为一种常用的技术。聚苯乙烯（PS），是最早工业化的合成树脂之一。它具有良好的透明性、刚性、尺寸稳定性、加工流动性等，被广泛应用于工程、汽车工业、家用电器等领域。但因其差的断裂韧性，耐环境应力开裂性，耐溶剂型和耐热性等限制了其应用。近年来，研究人员采用不同的聚合物通过共混对聚苯乙烯进行改选制备成聚苯乙烯合金材料，由此获得更好的理化性能，这方面的理论和实践研究十分活跃,并取得了一些重要的进展。聚氨酯（PU）是指分子结构中含有氨基甲酸酯基团的聚合物，也是一类产品形态多样的多用途合成树脂。分子结构中大量氢键的存在是聚氨酯一个显著的结构特点，使得其具有良好的弹性、机械强度和形态的多样性等。由此，把聚氨酯和聚苯乙烯制成合金可提高聚苯乙烯的抗冲击、粘合和涂装性能。但是，由于聚苯乙烯为非极性物质，聚氨酯为极性物质，一般不容易简单共混。目前最有效的方法是采用添加界面相容剂来改善这两者之间的相容性。文献聚氨酯/聚苯乙烯互穿网络膜的实验研究，山东化工,2,4-7（2002）报道了利用PS-马来酸（MA）作为增溶剂加入聚氨酯弹性体中制备出冲击强度高于PS的合金材料；文献Syndiotacticpolystyrene/thermoplasticpolyurethaneblendsusingpoly(styrene-b-4-vinylpyridine)diblockcopolymerasacompatibilizer.40,3399-3406（1999）报道了以poly(styrene-b-4-vinylpyridine)作为相容剂制备了TPU/sPS（间规苯乙烯）合金。现有用作聚苯乙烯与聚氨酯的相容剂大多数是与聚苯乙烯相容较好的嵌段共聚物，与聚氨酯相容性不佳，不能较好的分散在两相界面起到良好的增加相容性的效果，只是靠其橡胶特性增韧共混物。所以需要专利技术一种新的相容剂改善聚苯乙烯与聚氨酯的相容性。
技术实现思路
为了聚苯乙烯与聚氨酯充分相容，本专利技术提供一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法。本专利技术的思路：利用聚氨酯预聚物上的异氰酸酯基团（NCO）与烯丙基聚醚醇反应，使得聚氨酯分子中含有双键，苯乙烯单体含有双键，在引发剂作用下发生聚合反应，使得相容剂分子链两端具有聚苯乙烯链段和聚氨酯链段，从而起到聚苯乙烯与聚氨酯相容的目的。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：本专利技术的一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，相容剂是由苯乙烯、引发剂、聚氨酯预聚物、封端剂为主要成分构成的聚合物之间达到分子级别的共混体。进一步的，上述相容剂制备所需的原料质量份数为：苯乙烯单体：100份引发剂：0.1-1份聚氨酯预聚物：40-60份封端剂：10-20份上述引发剂为偶氮二异丁腈。上述聚氨酯预聚物为具有异腈酸根封端的分子量为2000~5000的聚氨酯预聚物。上述封端剂为烯丙基聚醚醇。本专利技术的一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，制备方法如下：（1）聚氨酯预聚物取一定量聚酯多元醇或聚醚多元醇，于100℃下真空脱水2h，降温至60℃，加入二异腈酸酯后，缓慢升温至80℃，真空脱泡30min，制备出NCO质量分数为8%的聚氨酯预聚物。（2）在步骤（1）中加入封端剂在步骤（1）中的聚氨酯预聚物中加入适量的封端剂，即烯丙基聚醚醇，继续搅拌，反应15~30min；（3）在步骤（2）中加入苯乙烯单体在步骤（2）中加苯乙烯单体，继续搅拌，溶解30~40min，得到均匀的混合体系；（4）在步骤（3）中加入引发剂在步骤（3）中加适量引发剂，即偶氮二异丁腈，溶解在小量的乙苯中，继续搅拌，溶解30~40min；（5）聚合反应将步骤（4）的混合体系进行聚合反应：在氮气保护下，聚合反应温度为75~80℃，转速为150~300rpm，反应持续4~5h，获得所需产物。上述方案中，相容剂的分子链两端具有聚苯乙烯链段和聚氨酯链段，能够是聚苯乙烯与聚氨酯相互混合。本专利技术的有益效果为：本专利技术根据高分子“相似相容”原理和界面改性机理，制备了一种分子链两端具有聚苯乙烯链段和聚氨酯链段的新型相容剂，该相容剂具有“架桥”作用，能够使聚苯乙烯与聚氨酯具有很好的相容性，效果显著。具体实施方式：下面结合各实施例详细描述本专利技术，但应当理解所举的实施例只是为了解释本专利技术，而非用于限制专利技术的保护范围。下述各个实施例及对比例最终产品的性能测试中，拉伸屈服应力/MPa，检测方法：ISO527-2；断裂拉伸应变/%，检测方法：ISO527-2；悬臂梁缺口冲击强度/kJ/m2，检测方法：GB/T1843。实施例1聚氨酯预聚物制备，取一定量聚酯多元醇（或聚醚多元醇）与100℃下真空脱水2h，降温至60℃，加入二异腈酸酯后，缓慢升温至80℃，真空脱泡30min，制备出NCO质量分数为8%的聚氨酯预聚物。称取聚氨酯预聚物40份加入适量的烯丙基聚醚醇，搅拌，继续反应，反应15min；再加入苯乙烯单体100份，搅拌，溶解30min，得到均匀的混合体系；加适量的入引发剂偶氮二异丁腈（溶解在小量的乙苯中），搅拌，溶解30min；然后，在氮气保护下，聚合反应温度为75℃，转速为150rpm，反应持续5h，获得所需相容剂，干燥备用。将干燥好的上述产物与工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体混合，混合均匀后使用双螺杆挤出机挤出造粒。得到聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料。其中制备的相容剂用量占复合材料质量的5%，工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体两者质量比为70/30。将烘干的聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料通过注塑机注塑拉伸和冲击样条，进行力学性能测试。实施例2聚氨酯预聚物制备，取一定量聚酯多元醇（或聚醚多元醇）与100℃下真空脱水2h，降温至60℃，加入二异腈酸酯后，缓慢升温至80℃，真空脱泡30min，制备出NCO质量分数为8%的聚氨酯预聚物。称取聚氨酯预聚物50份加入适量的烯丙基聚醚醇，搅拌，继续反应，反应15min；再加入苯乙烯单体100份，搅拌，溶解30min，得到均匀的混合体系；加适量的入引发剂偶氮二异丁腈（溶解在小量的乙苯中），搅拌，溶解30min；然后，在氮气保护下，聚合反应温度为75℃，转速为150rpm，反应持续5h，获得所需相容剂，干燥备用。将干燥好的上述相容剂与工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体混合，混合均匀后使用双螺杆挤出机挤出造粒。得到聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料。其中制备的相容剂用量占复合材料质量的5%，工业级聚苯乙烯和聚氨酯弹性体两者质量比为70/30。将烘干的聚苯乙烯/聚氨酯弹性体复合材料通过注塑机注塑拉伸和冲击样条，进行力学性能测试。实施例3聚氨酯预聚物制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，其特征在于，相容剂是由苯乙烯、引发剂、聚氨酯预聚物、封端剂为主要成分构成的聚合物之间达到分子级别的共混体。

【技术特征摘要】
1.一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，其特征在于，相容剂是由苯乙烯、引发剂、聚氨酯预聚物、封端剂为主要成分构成的聚合物之间达到分子级别的共混体。2.一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，其特征在于，其制备所需的原料质量份数为：苯乙烯单体：100份；引发剂：0.1-1份；聚氨酯预聚物：40-60份；封端剂：10-20份。3.根据权利要求书1或2所述的一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈。4.根据权利要求书1或2所述的一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯预聚物为具有异腈酸根封端的分子量为2000~5000的聚氨酯预聚物。5.根据权利要求书1或2所述的一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，其特征在于，所述封端剂为烯丙基聚醚醇。6.根据权利要求书1或2所述的一种聚苯乙烯与聚氨酯相容剂的制备方法，其特征在于，制备方法如下：（1）聚氨酯预聚物取一定量聚酯多元醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐井水，黄伟汕，张朝益，
申请(专利权)人：广东美联新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44