【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物，涉及一种高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚苯乙烯生产始于1930年，是最早工业化生产的热塑性树脂。普通型聚苯乙烯因其分子及聚集态结构决定其为刚硬的脆性材料，在应力作用下易脆性断裂，应用范围受限。为了拓宽应用领域,在聚苯乙烯生产过程，通过各种途径引入橡胶生产高抗冲聚苯乙烯复合材料。生产聚苯乙烯复合材料的传统方法是本体聚合，即将橡胶溶于苯乙烯单体中，通过热引发或引发剂引发聚合，形成苯乙烯与橡胶的接枝共聚物，提高产品的韧性。引入橡胶改善了材料的韧性的同时失去了透明性，也对材料的耐热性、光泽性造成了一定影响。
2、高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的光泽度高，可用于空调外壳、小家电外壳等，大大增加其美观度，符合市场和消费者的需求。但聚苯乙烯复合材料的抗冲击性能与光泽度是一对相对矛盾的指标，聚苯乙烯复合材料中橡胶相粒径对产品的性能影响很大，一般认为橡胶粒径在1～8μm范围内具有较好的增韧效果，超过此范围，橡胶增韧效果大幅下降。而要获得高光泽的产品，需要较小的橡胶粒径减少对光的散射作用，使其具有好的光泽性，一般认为橡胶粒径在0.2～0.8μm较好。以现有的制备工艺生产出的聚苯乙烯材料复合材料的光泽度受制于橡胶种类，而橡胶种类又会影响到产品的其它性能(例如冲击强度等)，现有的原料及制备工艺的结合无法兼顾聚苯乙烯复合材料的光泽度和冲击强度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供了一种高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料及其制备方
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供的一种高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料，包括如下按重量份数计的原料：苯乙烯82～90份、橡胶6～15份、矿物油2～6份。
4、现有技术通过添加两种或两种以上的橡胶，利用不同橡胶自身溶液粘度的不同，在搅拌反应过程中形成粒径不同的橡胶粒子，形成橡胶粒子粒径多峰分布，从而使聚苯乙烯复合材料具有高光泽和高抗冲性能。在本专利技术中，所述橡胶为聚丁二烯橡胶，通过对苯乙烯、橡胶和矿物油的配比、以及制备工艺进行优化，以达到改善聚苯乙烯复合材料物理性能的目的，其中，矿物油不参与聚合反应，加入矿物油可提高聚苯乙烯复合材料的熔融指数，改善其拉伸性能。
5、作为本专利技术的优选实施方式，所述原料还包括乙苯，所述乙苯的质量为所述苯乙烯质量的4～8％。本专利技术利用乙苯作为稀释剂和链转移剂。
6、第二方面，本专利技术提供的一种如第一方面所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
7、(1)将苯乙烯、橡胶、矿物油和乙苯混合预热后，得到混合料；
8、(2)混合料进入第一预聚釜进行反应，得到预聚混合液；
9、(3)聚合物溶液进入第二预聚釜进行反应，得到含橡胶粒子的预聚混合液；
10、(4)含橡胶粒子的预聚混合液进入第一卧式反应器进行反应，得到含橡胶粒子的聚合物a；
11、(5)含橡胶粒子的聚合物a进入第二卧式反应器进行反应，得到含橡胶粒子的聚合物b；
12、(6)脱除含橡胶粒子的聚合物b中未反应完全的苯乙烯和乙苯后，经造粒得到聚苯乙烯复合材料。
13、在本专利技术的制备工艺中，存在两种聚合反应，其一为苯乙烯均聚反应，其二为橡胶接枝苯乙烯共聚反应。
14、所述苯乙烯均聚反应的机理如下：由两个苯乙烯分子发生狄尔斯-阿德尔(dids-alder)反应，形成“加成中间体”，然后再与一个苯乙烯分子反应，生成两种1-苯基萘满的立体异构体，即经向1-苯基萘满和纬向1-苯基萘满，只有经向1-苯基萘满才能与其它苯乙烯单体反应，生成两个单体自由基而引发链增长。
15、所述橡胶接枝苯乙烯共聚反应的机理如下：苯乙烯热引发生成初级自由基，随之生长为增长链自由基，然后增长链自由基夺取橡胶分子主链上得不稳定氢原子，使之形成自由基，主链自由基引发单体聚合或与增长链自由基结合生成接枝共聚物。
16、经研究发现，聚苯乙烯复合材料的抗冲击性能和光泽度主要与产品中的橡胶粒径大小及其分布密切相关，而橡胶粒径大小及其分布主要取决于预聚合阶段的反应调节。
17、作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(2)中，第一预聚釜内的温度控制在114～118℃，搅拌转速控制在17～24rpm。
18、作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(2)中，预聚混合液中聚合物的转化率控制在8～12％。
19、步骤(2)和步骤(3)为预聚合反应的两个阶段。在步骤(2)的预聚合阶段，将预聚混合液中聚合物的转化率控制在8～12％，此时反应体系的相转变尚未发生，接枝反应可以在该阶段充分进行，因此，为了促使接枝反应充分进行，将反应时的搅拌转速控制在17～24rpm。
20、作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)中，第二预聚釜内的温度控制在122～124℃，搅拌转速控制在50～65rpm。
21、作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)中，含橡胶粒子的预聚混合液中聚合物的转化率控制在25～35％。
22、作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)具体包括：聚合物溶液进入第二预聚釜，将第二预聚釜内的温度控制在122～124℃，搅拌转速控制在61～63rpm并保持2h，搅拌转速控制在53～56rpm并保持6h，得到含橡胶粒子的预聚混合液。
23、经研究发现，在橡胶品种、用量和其性能一定的情况下，步骤(3)的预聚合阶段的反应条件是影响聚苯乙烯复合材料中橡胶粒径大小及其分布的关键因素，而聚苯乙烯复合材料中的橡胶粒径大小及其分布与聚苯乙烯复合材料的抗冲击性能和光泽度密切相关。经过大量试验获知，在步骤(3)中分阶段调整反应的搅拌转速，提高所述预聚混合液中橡胶粒子粒径的分配混合均匀性，从而使得聚苯乙烯复合材料的冲击强度和光泽度能同时兼顾。
24、作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(4)中，第一卧式反应器内的温度控制在135～138℃，搅拌转速控制在7～8rpm。
25、作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(5)中，第二卧式反应器内的温度控制在156～159℃，搅拌转速控制在4～5rpm。
26、作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(5)中，含橡胶粒子的聚合物b中聚合物的转化率不低于75％。
27、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
28、(1)本专利技术通过加入矿物油提高聚苯乙烯复合材料的熔融指数，改善其拉伸性能；
29、(2)本专利技术通过对苯乙烯、橡胶和矿物油的配比，以及制备工艺进行优化，使聚苯乙烯复合材料中橡胶粒子粒径分布范围大，从而达到改善聚苯乙烯复合材料物理性能的目的；
30、(3)本专利技术制备出的聚苯乙烯复合材料具有优异的冲击强度和高光泽度。
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1.一种高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料，其特征在于，包括如下按重量份数计的原料：苯乙烯82～90份、橡胶6～15份、矿物油2～6份。
2.如权利要求1所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述原料还包括乙苯，所述乙苯的质量为所述苯乙烯质量的4～8％。
3.一种如权利要求2所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，第一预聚釜内的温度控制在114～118℃，搅拌转速控制在17～24rpm。
5.如权利要求3所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，预聚混合液中聚合物的转化率控制在8～12％。
6.如权利要求3所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，第二预聚釜内的温度控制在122～124℃，搅拌转速控制在50～65rpm。
7.如权利要求3所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，含
8.如权利要求3所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，第一卧式反应器内的温度控制在135～138℃，搅拌转速控制在7～8rpm。
9.如权利要求3所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，第二卧式反应器内的温度控制在156～159℃，搅拌转速控制在4～5rpm。
10.如权利要求3所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，含橡胶粒子的聚合物B中聚合物的转化率不低于75％。
...【技术特征摘要】
1.一种高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料，其特征在于，包括如下按重量份数计的原料：苯乙烯82～90份、橡胶6～15份、矿物油2～6份。
2.如权利要求1所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述原料还包括乙苯，所述乙苯的质量为所述苯乙烯质量的4～8％。
3.一种如权利要求2所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，第一预聚釜内的温度控制在114～118℃，搅拌转速控制在17～24rpm。
5.如权利要求3所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，预聚混合液中聚合物的转化率控制在8～12％。
6.如权利要求3所述的高光泽高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏彬，曾芳勇，罗智浩，王子龙，陈柳利，黄林飞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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