一种高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法；该高抗冲击聚苯乙烯由下述组分组成：60～100质量份聚苯乙烯三嵌段共聚物，5～10质量份多孔硅酸钙，1～6质量份抗氧化剂，2～8质量份抗静电剂，3～7质量份抗冲击改性剂，8～15质量份增塑剂，2～8质量份热稳定剂；本发明专利技术通过在聚苯乙烯分子链间嵌段聚异戊二烯，使聚苯乙烯分子的柔性增强，抗冲击性提高，同时，在聚苯乙烯分子间嵌段聚硅烷偶联剂，聚硅烷偶联剂与多孔硅酸钙相互作用，增强聚苯乙烯材料的隔音性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法
本专利技术属高分子材料领域，具体涉及一种高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法。
技术介绍
聚苯乙烯是一种新型的工程塑料，具有低比重、低介电常数、高弯曲模量、优良耐热性、良好刚度、高熔点(Tm约270℃)和优异耐溶剂性、耐蒸汽性的特点；具有极好的发展前景，潜在市场非常广阔，然而，聚苯乙烯存在的脆性大、力学及耐热性不高等缺陷，大大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；基于此，本专利技术提出了一种高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法，通过在聚苯乙烯分子链间嵌段聚异戊二烯，使聚苯乙烯分子的柔性增强，抗冲击性提高，同时，在聚苯乙烯分子间嵌段聚硅烷偶联剂，聚硅烷偶联剂与多孔硅酸钙相互作用，增强聚苯乙烯材料的隔音性能。本专利技术的目的在于提供一种高抗冲击聚苯乙烯。本专利技术的另一目在于是提供上述高抗冲击聚苯乙烯的制备方法。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：高抗冲击聚苯乙烯的制备方法如下：按照重量配比制成：60～100质量份聚苯乙烯三嵌段共聚物，5～10质量份多孔硅酸钙1～6质量份抗氧化剂，2～8质量份抗静电剂，3～7质量份抗冲击改性剂，8～15质量份增塑剂，2～8质量份热稳定剂在高速混合机中进行常温混合挤出、冷却和造粒，制备得到高抗冲击聚苯乙烯。所述聚苯乙烯三嵌段共聚物，其结构式如下式(I)所示：式中n的取值为10～25，m的取值为5～10，p的取值为50～100。上述聚苯乙烯三嵌段共聚物的制备方法如下：1.RAFT试剂4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸与SOCl2进行酰氯化反应，再与端羟基聚丁二烯进行酯化反应的到聚丁二烯大分子链转移剂。所述端羟基聚丁二烯、4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸与SOCl2的摩尔比为1:5:25。2.以二氧六环为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，苯乙烯在聚丁二烯大分子链转移剂分子链上发生聚合反应，得到聚苯乙烯两嵌段共聚物。所述偶氮二异丁腈与聚丁二烯大分子链转移剂、苯乙烯的摩尔比为1:10:1000。3.以二氧六环为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，硅烷偶联剂在聚苯乙烯两嵌段共聚物分子链上发生聚合反应，得到聚苯乙烯三嵌段共聚物。所述硅烷偶联剂的结构式如下所示：所述偶氮二异丁腈与聚苯乙烯两嵌段共聚物、硅烷偶联剂的摩尔比为1:10:1000。所述抗氧化剂选自硫代二丙酸二月硅脂、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种或两种。所述抗静电剂选自为聚氧乙烯硬脂酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸二聚物、环氧乙烷、聚醚酰亚胺中的一种或几种。所述抗冲击改性剂选自为丙烯酸酯共聚物。所述增塑剂选自季戊四醇、癸二酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或几种。所述热稳定剂选自马来酸二丁基锡或硬脂酸铅。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术提供了一种高抗冲击聚苯乙烯，通过在聚苯乙烯分子链间嵌段聚异戊二烯，使聚苯乙烯分子链柔性增强，且聚苯乙烯与聚异戊二烯通过共价键连接在一起，使聚苯乙烯具有稳定持久的高抗冲击性。(2)本专利技术提供了一种高抗冲击聚苯乙烯，通过在聚苯乙烯分子链间嵌段聚硅烷偶联剂，聚硅烷偶联剂与多孔硅酸钙相互作用，增强了聚苯乙烯的隔音性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。实施例1将4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸(5mmol)加入装有回流冷凝管的100mL支口烧瓶中，注射入30ml无水THF，边搅拌边缓慢滴加新蒸SOCl2(25mmol)，滴加完毕后加热回流1.5h，减压下除去SOCl2和THF，得到黄色油状产物，加入少量无水甲苯溶解。N2保护下，在100mL支口烧瓶中加入单末端羟基聚异戊二烯(1mmol)，注射入30ml无水甲苯，边搅拌边升温至75℃，待单末端羟基聚异戊二烯完全溶解后，加入1ml吡啶，继续搅拌10min，再缓慢滴加新制的上述溶于甲苯的黄色油状产物，滴加完毕后，80℃下搅拌2.5h，产物倒入甲醇中沉淀，经过甲苯/甲醇溶解/沉淀循环两次后，真空35℃下烘干至恒重，得聚异戊二烯大分子链转移剂，产率为77.1％。实施例2N2保护下，在20mlSchlenk瓶中加入AIBN(0.01mmol)，聚异戊二烯大分子链转移剂(0.10mmol)，苯乙烯(10mmol)和15ml二氧六环，将Schlenk瓶置于预先设定好的75℃油浴中进行聚合反应，反应0.5h后立即将Schlenk瓶取出浸入液氮中冷却，产物在大量乙醚中沉淀，经过THF/乙醚溶解/沉淀循环两次，得聚苯乙烯两嵌段共聚物，产率为71.9％。实施例3N2保护下，在20mlSchlenk瓶中加入AIBN(0.01mmol)，聚苯乙烯两嵌段共聚物(0.10mmol)，硅烷偶联剂(10mmol)和15ml二氧六环，将Schlenk瓶置于预先设定好的75℃油浴中进行聚合反应，反应0.5h后立即将Schlenk瓶取出浸入液氮中冷却，产物在大量乙醚中沉淀，经过THF/乙醚溶解/沉淀循环两次，得聚苯乙烯三嵌段共聚物，产率为73.4％。实施例4按照重量配比制成：60质量份聚苯乙烯三嵌段共聚物，5质量份多孔硅酸钙，4质量份硫代二丙酸二月硅脂，3质量份聚氧乙烯硬脂酸酯，5质量份丙烯酸酯共聚物，12质量份邻苯二甲酸二异壬酯，6质量份马来酸二丁基锡在高速混合机中进行常温混合挤出、冷却和造粒，制备得到高抗冲击聚苯乙烯。实施例5按照重量配比制成：80质量份聚苯乙烯三嵌段共聚物，5质量份多孔硅酸钙，3质量份硫代二丙酸二月硅脂，3质量份聚氧乙烯硬脂酸酯，4质量份丙烯酸酯共聚物，10质量份邻苯二甲酸二异壬酯，5质量份马来酸二丁基锡在高速混合机中进行常温混合挤出、冷却和造粒，制备得到高抗冲击聚苯乙烯。实施例6按照重量配比制成：100质量份聚苯乙烯三嵌段共聚物，5质量份多孔硅酸钙，3质量份硫代二丙酸二月硅脂，2质量份聚氧乙烯硬脂酸酯，3质量份丙烯酸酯共聚物，8质量份邻苯二甲酸二异壬酯，4质量份马来酸二丁基锡在高速混合机中进行常温混合挤出、冷却和造粒，制备得到高抗冲击聚苯乙烯。对比例1按照重量配比制成：100质量份聚苯乙烯，5质量份多孔硅酸钙，3质量份硫代二丙酸二月硅脂，2质量份聚氧乙烯硬脂酸酯，3质量份丙烯酸酯共聚物，8质量份邻苯二甲酸二异壬酯，4质量份马来酸二丁基锡在高速混合机中进行常温混合挤出、冷却和造粒，制备得到聚苯乙烯材料。冲击强度及隔音性能的测试：采用简支梁摆锤冲击强度试验机测定样块(试样尺寸为80mm×20m20mm)的冲击强度；依据GB/T50121中构件计权隔声量评价方法，检测试样的隔声性能。表1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高抗冲击聚苯乙烯，其特征在于，所述的高抗冲击聚苯乙烯由下述组分组成：60～100质量份聚苯乙烯三嵌段共聚物，5～10质量份多孔硅酸钙，1～6质量份抗氧化剂，2～8质量份抗静电剂，3～7质量份抗冲击改性剂，8～15质量份增塑剂，2～8质量份热稳定剂，其中，聚苯乙烯嵌段聚硅烷具有式(I)所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种高抗冲击聚苯乙烯，其特征在于，所述的高抗冲击聚苯乙烯由下述组分组成：60～100质量份聚苯乙烯三嵌段共聚物，5～10质量份多孔硅酸钙，1～6质量份抗氧化剂，2～8质量份抗静电剂，3～7质量份抗冲击改性剂，8～15质量份增塑剂，2～8质量份热稳定剂，其中，聚苯乙烯嵌段聚硅烷具有式(I)所示结构：



式中n的取值为25～100，m的取值为50～100。


2.根据权利要求1所述的一种高抗冲击聚苯乙烯，其特征在于，所述聚苯乙烯三嵌段共聚物的制备方法包括如下步骤：
(1)RAFT试剂4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸与SOCl2进行酰氯化反应，再与端羟基聚丁二烯进行酯化反应的到聚丁二烯大分子链转移剂；
(2)以二氧六环为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，苯乙烯在聚丁二烯大分子链转移剂分子链上发生聚合反应，得到聚苯乙烯两嵌段共聚物；
(3)以二氧六环为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，硅烷偶联剂在聚苯乙烯两嵌段共聚物分子链上发生聚合反应，得到聚苯乙烯三嵌段共聚物。


3.根据权利要求2所述的一种高抗冲击聚苯乙烯，其特征在于，步骤(1)中，所述端羟基聚丁二烯、4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸与SOCl2的摩尔比为1:5:25。


4.根据权利要求2所述的一种高抗冲击聚苯乙烯，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪飞，
申请(专利权)人：张雪飞，
类型：发明
国别省市：广东;44