一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物及其复合材料和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物，由以下重量份含量的组分组成：无色透明的苯乙烯系聚合物100、用于接枝在苯乙烯系聚合物上的接枝体0.4～1.5、过氧化物引发剂活性氧含0.003～0.01，所述苯乙烯系聚合物的熔融指数为16.97～45.34g/10min，所述接枝物的熔融指数为苯乙烯系聚合物的熔融指数的3倍以内，同时，所述接枝物的接枝率在0.40％以上。本发明专利技术通过反应挤出的手段对苯乙烯系聚合物进行有机酸(酸酐或者酯或两种以上的混合物)接枝功能化，在共混、接枝时，作为主体的苯乙烯系聚合物材料在接枝反应中的降解可控，从而最终形成的相容剂的性能得以保持；另外，将该接枝物作为相容剂与PC及其衍生物共混得到的复合材料具有优良的物理机械性能。

Grafting of an acid modified styrene based polymer and its composite and Application

The invention discloses an acid modified graft of styrene series polymer, which is composed of the following components by weight: colorless and transparent styrene series polymer 100, graft for grafting on styrene series polymer 0.4-1.5, active oxygen of peroxide initiator 0.003-0.01, melting index of styrene series polymer 16.97-45.34g/10min, grafting The melt index of the graft copolymer is less than 3 times of that of styrene polymer, and the grafting rate of the graft copolymer is more than 0.40%. In the invention, styrene series polymer is grafted with organic acid (anhydride or ester or more than two kinds of mixture) by reactive extrusion. When blending and grafting, the degradation of styrene series polymer material as the main body is controllable in the grafting reaction, so that the performance of the final compatibilizer can be maintained. In addition, the grafted polymer is used as compatibilizer with PC and its derivatives The composite obtained by blending has excellent physical and mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物及其复合材料和应用
本专利技术涉及功能复合材料领域，更具体地说，它涉及一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物及其复合材料和应用。
技术介绍
苯乙烯系聚合物是指聚合物中含有-CH(C6H5)-CH2-结构单元，其改性物在工程塑料改性领域中具备广泛的应用价值。它可以有效增加复合材料不同组分间的相容性，以提高其物理机械性能及光学性能。小分子相容剂有很好的增容效果，但是也不可避免得影响复合材料的综合机械性能，如模量、韧性下降等。大分子相容剂虽然本身具备足够的物理机械性能，但通常情况下，其增容效果有限，导致复合杂化体系的物理机械性能无法实现有效的协同提升。PC(聚碳酸酯)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，目前芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产，应用广泛。PC材料有几个突出优点：1，透明性好，几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性；2，韧性好，PC树脂的悬臂梁缺口冲击强度为600～900J/m；3，耐热性好，纯树脂的热变形温度大约为130℃；4，刚性好，PC的弯曲模量可达400MPa以上。基于以上优点，PC能够很好的应用于高透明光学材料中。PS(聚苯乙烯)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，是一种无毒、无臭、无色透明的热塑性塑料，其制品具有极高的透明度，透光率可达90％以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等，并且其成本低廉，其原料价格几乎只有PC的50％。但是其性脆高，韧性低。在受到挤压或拉伸外力时，PS材料极易开裂，无法满足生产及使用要求。SAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物)常用于家庭用品、器械附件、汽车部件、医用制品以及特殊产品，是一种坚硬、透明的材料。苯乙烯成份使SAN坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使苯乙烯-丙烯腈共聚物具有化学稳定性和热稳定性。其比聚苯乙烯有较高冲击强度，并改善了耐热性，耐油性，耐化学腐蚀和抗应力开裂性能。苯乙烯-丙烯腈共聚物具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性。但是随着生产力的发展，工业产品的使用需求不断提高，苯乙烯-丙烯腈共聚物的强度、韧性以及抗形变已渐渐无法满足使用需求。SMMA(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物)是一种透明、无毒的热塑性塑料，不仅具有良好的透明度、光泽度；而且易于成型加工，广泛用于照明材料、建筑材料等领域。苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物材料的透明度与聚苯乙烯相近，但是其冲击强度较低、限制了其应用领域。专利CN201110453000、CN201210221227和CN201310021103等公开了苯乙烯系聚合物的复合材料，但是其物理机械性能仍然存在一些缺陷，如易断裂，韧性差或者冲击强度低等。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术在于将苯乙烯系聚合物进行有机酸(酸酐或者酯或两种以上的混合物)接枝功能化，并将接枝物应用在复合材料中使其复合材料保持良好的物理机械性能。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物，由以下重量份含量的组分组成：无色透明的苯乙烯系聚合物100用于接枝在苯乙烯系聚合物上的接枝体0.4～1.5过氧化物引发剂活性氧含量0.003～0.01所述接枝体包括有机酸、酸酐和酯中的一种或者多种；所述苯乙烯系聚合物的熔融指数为16.97～45.34g/10min，所述接枝物的熔融指数为苯乙烯系聚合物的熔融指数的3倍以内。作为优选，所述接枝物的接枝率在0.40％以上。作为优选，所述苯乙烯系聚合物为聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-二甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或者两种以上。作为优选，所述接枝物的熔融指数为苯乙烯系聚合物的熔融指数的2.5倍以内。作为优选，所述接枝物是通过反应挤出的方式将接枝体接枝在苯乙烯系聚合物上形成的。作为优选，所述过氧化物引发剂具有-O-O-基团，且能够在反应中提供活性氧原子，包括过氧化异丁酸叔丁酯、二-(叔丁基过氧异丙基)苯、异丙基过氧化氢、环亚己基二(1，1-二甲基丙基)过氧化物、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化顺式丁烯二酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二叔丁基、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢中的一种或者两种以上的混合物。作为优选，所述用于接枝在苯乙烯系聚合物上的接枝体为丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸酐、衣康酸酐、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的一种或者两种以上的混合物。作为优选，所述接枝物的黄变指数小于10。作为优选，所述接枝物的接枝体的接枝效率在50％以上。一种复合材料，包括以下组分及重量份含量，聚碳酸酯和/或其衍生物60～70接枝物30～40所述接枝物选自上述所述接枝物。作为优选，所述聚碳酸酯和/或其衍生物的重量份含量优选62～65。一种如上所述的复合材料在光学元器件及偏光领域的应用。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过反应挤出的手段对苯乙烯系聚合物进行有机酸(酸酐或者酯或两种以上的混合物)接枝功能化，在共混、接枝时，作为主体的苯乙烯系聚合物材料在接枝反应中的降解可控，从而最终形成的相容剂的性能得以保持，包括机械强度、耐高温性以及加工成型性能等；2、本专利技术的接枝物在共混、接枝时，作为主体的苯乙烯系聚合物材料在接枝反应中的黄变程度可控，从而最终形成的相容剂可以应用在高透明性光学元器件等；3、本专利技术的接枝物作为相容剂与PC及其衍生物共混得到的复合材料具有优良的物理机械性能。具体实施方式以下，通过具体实施方式以及实施例说明本专利技术，但本专利技术并不受它们的限制，只要不脱离本专利技术的宗旨，也可以在以下的实施方式或实施例的基础上进行适当的变更。本专利技术中的术语“共混”，如无特别说明，是指用挤出机进行高温挤出混合的方式。但也可以使用其他的混合方式，只要能使混合在分子水平上均匀、透彻即可。本实施例公开了一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物，由以下重量份含量的组分组成：无色透明的苯乙烯系聚合物100用于接枝在苯乙烯系聚合物上的接枝体0.4～1.5过氧化物引发剂活性氧含量0.003～0.01所述接枝体包括有机酸、酸酐和酯中的一种或者多种；所述苯乙烯系聚合物的熔融指数为16.97～45.34g/10min，所述接枝物的熔融指数为苯乙烯系聚合物的熔融指数的3倍以内。接枝物的制备：(i)原料预混，使用混合机将有机酸(酸酐或者酯或两种以上的混合物)、过氧化物引发剂与苯乙烯系聚合物预混，在混合过程中，有机酸(酸酐或者酯或两种以上的混合物)和过氧化物引发剂会被均匀包覆在苯乙烯系聚合物上；(ii)反应挤出，将上述预混物料加入26mm长径比为56的双螺杆挤出机中进行反应接枝；(iii)出料整形，包括牵条、冷却、干燥、切粒、包装等(这一步可以根据最终产品的形态的要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物，其特征是：由以下重量份含量的组分组成：/n无色透明的苯乙烯系聚合物 100/n用于接枝在苯乙烯系聚合物上的接枝体 0.4～1.5/n过氧化物引发剂活性氧含量 0.003～0.01/n所述接枝体包括有机酸、酸酐和酯中的一种或者多种；/n所述苯乙烯系聚合物的熔融指数为16.97～45.34g/10min，所述接枝物的熔融指数为苯乙烯系聚合物的熔融指数的3倍以内。/n

【技术特征摘要】
1.一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物，其特征是：由以下重量份含量的组分组成：
无色透明的苯乙烯系聚合物100
用于接枝在苯乙烯系聚合物上的接枝体0.4～1.5
过氧化物引发剂活性氧含量0.003～0.01
所述接枝体包括有机酸、酸酐和酯中的一种或者多种；
所述苯乙烯系聚合物的熔融指数为16.97～45.34g/10min，所述接枝物的熔融指数为苯乙烯系聚合物的熔融指数的3倍以内。


2.根据权利要求1所述的一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物，其特征是：所述接枝物的接枝率在0.40％以上。


3.根据权利要求1所述的一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物，其特征是：所述苯乙烯系聚合物为聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-二甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或者两种以上。


4.根据权利要求1所述的一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物，其特征是：所述接枝物的熔融指数为苯乙烯系聚合物的熔融指数的2.5倍以内。


5.根据权利要求1所述的一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物，其特征在于，所述接枝物是通过反应挤出的方式将接枝体接枝在苯乙烯系聚合物上形成的。


6.根据权利要求1所述的一种酸改性的苯乙烯系聚合物的接枝物，其特征是：所述过氧化物引发剂具有-O-O-基团，且能够在反应中提供活性氧原子，包括过氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩小东，孙宁，杜惟实，周兴鹏，
申请(专利权)人：杭州华聚复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33