一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法技术

一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法，属于聚合物合成技术领域。包括如下步骤：1）制备液体丁二烯-苯乙烯共聚物：采用正丁基锂作为引发剂，四氢呋喃作为结构调节剂，丁二烯和苯乙烯为单体，在聚合溶剂中进行阴离子聚合反应，制得丁二烯-苯乙烯共聚物；2）在镍-铝催化剂存在的条件下，将丁二烯和丁二烯-苯乙烯共聚物在有机溶剂中进行聚合反应，聚合结束，加终止剂，制得丁苯接枝镍系顺丁橡胶胶液。该聚苯乙烯的增韧剂：为丁苯接枝镍系顺丁橡胶，单体转化率≥80%，分子量72000~110000，分子量分布3.5~6.5，其1,4结构含量≥95%。该聚苯乙烯的增韧剂与聚苯乙烯相容性好，并且能明显提升聚苯乙烯的韧性，强度保持率好。强度保持率好。

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法


[0001]本专利技术属于聚合物合成
，具体涉及一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法。

技术介绍

[0002]聚苯乙烯，别名PS树脂，是一种似玻璃状的脆性热塑性树脂材料。聚苯乙烯具有透明、廉价、刚性、绝缘、印刷性好及易加工成型等优点，广泛用于轻工市场，如日用装磺、照明指示和包装等方面，是当今广泛应用的大品种合成树脂之一。在电气方面更是良好的绝缘材料和隔热保温材料，可以制作各种仪表外壳、灯罩、光学化学仪器零件、透明薄膜、电容器介质层等。这种传统的聚苯乙烯的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，价格低廉等优点，聚苯乙烯的玻璃化转变温度较高约为80-100℃，因而质脆，易产生应力脆裂。目前，为了提高聚苯乙烯的抗冲性能，增加其韧性，聚苯乙烯与弹性体以共聚方式形成了抗冲击聚苯乙烯工业产品，典型的有苯乙烯一丁二烯共聚物或者加氢苯乙烯一丁二烯共聚物。这种方法合成复杂，成本较高。
[0003]专利CN 106188546A“一种聚苯乙烯抗冲增韧改性剂及其制备方法”提出聚有机硅氧烷是目前耐低温最好的弹性体材料,其主链Si-O键不仅键能高而且柔顺性好,少量的聚二甲基硅氧烷就能明显提高聚苯乙烯的抗冲性和韧性。但因为硅氧烷和PS的相容性不好，所以在冲击强度提高的同时，拉伸强度和弯曲强度明显下降。
[0004]目前，迫切需要一种能解决聚苯乙烯脆性大的问题，并尽量拉伸强度和弯曲强度不下降，且生产成本较低的增韧剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术的上述不足，提供一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法，该聚苯乙烯的增韧剂与聚苯乙烯相容性好，并且能明显提升聚苯乙烯的韧性，强度保持率好。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：该聚苯乙烯的增韧剂的制备方法，包括如下步骤：1）制备丁二烯-苯乙烯共聚物：采用正丁基锂作为引发剂，四氢呋喃作为结构调节剂，丁二烯和苯乙烯为单体，在聚合溶剂中进行阴离子聚合反应，制得丁二烯-苯乙烯共聚物（液体）；2）制备丁苯接枝镍系顺丁橡胶胶液：在镍系催化剂存在的条件下，将丁二烯和丁二烯-苯乙烯共聚物在有机溶剂中进行聚合反应，聚合反应结束，加终止剂，制得丁苯接枝镍系顺丁橡胶胶液。
[0007]步骤1）所述的丁二烯-苯乙烯共聚物的数均分子量为6500~26000，分子量分布1.0~1.2，其丁二烯结构单元中1,2-结构含量为63.0~66%质量百分比。
[0008]步骤1）所述的丁二烯-苯乙烯共聚物的数均分子量为6700~25000，分子量分布1.1，其丁二烯结构单元中1,2-结构含量为63.6~65.5%质量百分比。
[0009]步骤1）所述的聚合溶剂为正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷中的一种或两种以上的任意比例混合物。
[0010]步骤1）所述的正丁基锂和丁二烯的摩尔比0.02，四氢呋喃和丁二烯的摩尔比5，丁二烯和苯乙烯的质量比为7：3。
[0011]步骤1）所述的阴离子聚合反应的反应条件为：聚合温度55℃~65℃，聚合压力0.1 MPa ~0.4MPa，聚合时间2h~6h。
[0012]步骤2）所述的镍系催化剂含有环烷酸镍、烷基铝、正辛醇和三氟化硼的乙醚络合物；所述的环烷酸镍、烷基铝、正辛醇和三氟化硼的乙醚络合物的摩尔比为 1：10~20：12~40： 12~40。优选的，所述环烷酸镍、烷基铝、正辛醇和三氟化硼的乙醚络合物的摩尔比为 1：12：15： 15。
[0013]步骤2）所述的丁二烯-苯乙烯共聚物和丁二烯质量比为5%。
[0014]该聚苯乙烯的增韧剂，为丁苯接枝镍系顺丁橡胶，单体转化率（简写C%）≥80%，分子量72000 ~110000，分子量分布3.5~6.5，其1,4结构含量≥95%质量百分比。
[0015]优选的，所述的丁苯接枝镍系顺丁橡胶，单体转化率≥98%，分子量73000 ~109000，分子量分布3.6~6.1，其1,4结构为97.4%~99%质量百分比。
[0016]对本专利技术的详细说明如下：步骤1）的阴离子聚合反应和步骤2）的聚合反应均在惰性气体保护下进行。
[0017]本专利技术的制备方法还包括步骤3）将丁苯接枝镍系顺丁橡胶胶液进行沉淀、洗涤、干燥。
[0018]优选的，丁苯接枝镍系顺丁橡胶中：丁苯接枝质量含量≥5%；门尼粘度ML（1＋4）
100℃
：30～60。
[0019]步骤2）所述丁二烯-苯乙烯共聚物和镍系催化剂中的环烷酸镍的摩尔比是2.5~3.0。
[0020]步骤2）所述的镍系催化剂包括镍-铝催化剂陈化液和正辛醇-硼陈化液。在步骤2）的聚合反应中按照镍-铝催化剂陈化液、正辛醇-硼陈化液的顺序依次加入。
[0021]所述的镍-铝催化剂陈化液的制备方法：在惰性气体保护下，将环烷酸镍、烷基铝（简称Al）在有机溶剂中接触并进行陈化， Al/Ni摩尔比1：10~20，陈化温度为40℃~50℃、时间15 min ~30min，即得；优选的，惰性气体为氮气，陈化时所用有机溶剂为正己烷。
[0022]所述的正辛醇-硼陈化液的制备方法：在惰性气体保护下，将三氟化硼乙醚络合物（简称B）、正辛醇在有机溶剂中接触并进行陈化，B/正辛醇摩尔比1：1，陈化温度为40℃~50℃、时间15 min ~30min，即得；优选的，惰性气体为氮气，陈化时所用有机溶剂为正己烷。
[0023]步骤2）所述的有机溶剂为正戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷和正辛烷中的一种或两种以上的任意比例混合物。
[0024]步骤2）所述的聚合反应的反应条件为：聚合温度50℃~70℃，聚合压力0.1 MPa ~0.4MPa，聚合时间2h~6h。
[0025]步骤2）所述的终止剂为质量浓度为3wt%的2,6-二叔丁基对苯二酚的乙醇溶液。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法所具有的有益效果是：1、该聚苯乙烯的增韧剂与聚苯乙烯相容性好。本专利技术采用丁二烯-苯乙烯共聚物作为
接枝剂，制备的丁苯大分子接枝顺丁二烯增韧剂因为含有苯乙烯链段，所以解决了其它增韧剂与PS相容性不好的问题。
[0027]2、该聚苯乙烯的增韧剂为丁苯接枝镍系顺丁橡胶，能明显提升聚苯乙烯的韧性。丁二烯-苯乙烯共聚物中丁二烯链段的加入，能保证聚丁二烯聚集体呈大海岛结构存在体系中，这种大海岛结构具有更强的吸收和耗散能量的能力，能使PS共混料的韧性明显提升。同时强度保持率高。
[0028]3、该聚苯乙烯的增韧剂的制备方法简便易行，能在现有的生产镍系顺丁胶原有装置上进行生产，生产成本低。
附图说明
[0029]图1实施例1~4和对比例1丁苯接枝镍系顺丁橡胶的在不同剪切速率下的动力粘度图，用于说明对比例1和实施例的接枝程度。
[0030]图2 为实施例6和对比例2的PC共混料的电镜照片。
具体实施方式
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）制备丁二烯-苯乙烯共聚物：采用正丁基锂作为引发剂，四氢呋喃作为结构调节剂，丁二烯和苯乙烯为单体，在聚合溶剂中进行阴离子聚合反应，制得丁二烯-苯乙烯共聚物；2）制备丁苯接枝镍系顺丁橡胶胶液：在镍系催化剂存在的条件下，将丁二烯和丁二烯-苯乙烯共聚物在有机溶剂中进行聚合反应，聚合反应结束，加终止剂，制得丁苯接枝镍系顺丁橡胶胶液。2.根据权利要求1所述的一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的丁二烯-苯乙烯共聚物的数均分子量为6500~28000，分子量分布1.0~1.2，其1,2-结构含量为63.0~66%。3.根据权利要求1或2所述的一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的丁二烯-苯乙烯共聚物的数均分子量为6700~26000，分子量分布1.1，其1,2-结构含量为63.6~65.5%。4.根据权利要求1所述的一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的聚合溶剂为正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷中的一种或两种以上的任意比例混合物。5.根据权利要求1所述的一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的正丁基锂和丁二烯的摩尔比...

【专利技术属性】
技术研发人员：华静，王伟，李海强，李丰晓，焦胜成，徐璇，贾凤玲，李培培，蒋秀荣，耿洁婷，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司，
类型：发明
国别省市：