聚苯乙烯-马来酸酐/氢氧化镁复合颗粒及其制备方法技术

提供含聚苯乙烯和填料且在填料与聚苯乙烯基体之间具有高度亲和力，在填料和聚苯乙烯基体之间的界面处具有很少或小量孔隙的复合颗粒，和制备所述复合颗粒的方法。通过本体聚合苯乙烯单体、交联剂、聚合引发剂、马来酸酐和事先用表面处理剂涂布以赋予其疏水性的氢氧化镁的共混物，和随后悬浮聚合由本体聚合获得的产物，从而生产聚苯乙烯－马来酸酐／氢氧化镁复合颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚苯乙烯/无机填料复合颗粒。
技术介绍
在各种各样的工业中，高度要求复合颗粒用以改进材料的性能或 开发新的用途或功能。由于所要求的功能随它待使用的部分而变化， 因此进行了关于各种复合颗粒的许多学习和研究，其中每一复合颗粒 由不同材料形成或具有不同形状。例如，广泛地研究了基本上包括功 能填料分散在其内的聚合物的复合颗粒。同时，基本上含功能填料-分散的聚合物的以上提及的复合颗粒常 常缺少机械性能。为了改进前面提及的机械性能，聚苯乙烯/不含卣素的无机阻燃剂 复合颗粒常规地用作聚苯乙烯树脂基阻燃剂。参见日本未审专利申请公布No. S61- 171736。如前所述，在其中不含面素的无机阻燃剂与聚 苯乙烯共混的情况下，必须添加大量氢氧化镁到所得共混物中，以获得高水平的阻燃能力。然而，大量地添加的氢氧化镁可能会负面影响成品的机械性能。 因此，必须以有限的用量使用氢氧化镁，从而几乎不可能实现高水平 的阻燃能力。根据常规的聚苯乙烯/不含囟素的无机阻燃剂复合颗粒，由于聚苯 乙烯对不含闺素的无机阻燃剂具有相对低的亲和力，因此在其间的界 面处形成许多孔隙。结果，在常规的复合颗粒内部存在许多孔隙。换 句话说，几乎不可能实现高真实密度的复合颗粒，所述高真实密度是 指它们具有数量很少的孔隙，且还具有有利的机械性能。另一方面，尽管提出了制备以上提及的复合颗粒的方法，该方法 包括添加不含卣素的阻燃剂到苯乙烯单体中，和聚合不含卣素的阻燃剂与苯乙烯单体，获得聚苯乙烯/不含卣素的阻燃剂复合颗粒，但证明 在聚苯乙烯/不含卤素的无机阻燃剂复合颗粒的制备工艺过程中，大多 数不含卤素的阻燃剂被消耗。在这一情况下，为了实现以所需用量包 括不含卤素的无机阻燃剂的成品，应当大量地添加不含卤素的无机阻 燃剂。专利技术公开为了解决以上提及的问题，提供含聚苯乙烯和填料且在填料与聚 苯乙烯基体之间具有较高水平亲和力、在填料和聚苯乙烯基体之间的 界面处具有很少或小数量孔隙且具有优良机械性能的复合颗粒。还提 供制备该复合颗粒的方法，从而允许在制备工艺过程中消耗的填料量 下降。根据本专利技术的一个方面，提供制备聚苯乙烯-马来酸酐/氢氧化镁复合颗粒的方法，该方法包括(a)本体聚合苯乙烯单体、交联剂、聚合 引发剂、马来酸酐和事先用表面处理剂涂布以赋予其疏水性的氢氧化 镁的混合物，和随后(b)悬浮聚合从本体聚合中获得的产物。在前述制备聚苯乙烯-马来酸酐/氢氧化镁复合颗粒的方法中，表 面处理剂选自脂肪酸或其酯或盐，硅烷偶联剂，含钛酸酯的偶联剂， 含铝偶联剂，含铝酸盐的偶联剂，硅油，及其结合物。根据本专利技术的另一方面，提供通过下述方法生产的聚苯乙烯-马 来酸酐/氢氧化镁复合颗粒，所述方法包括(a)本体聚合苯乙烯单体、 交联剂、聚合引发剂、马来酸酐和事先用表面处理剂涂布以赋予其疏 水性的氢氧化镁的共混物，和随后(b)悬浮聚合从本体聚合中获得的产 物。工业实用性制备聚苯乙烯-马来酸酐/氢氧化镁复合颗粒的前述方法可提供 数个优点。具体地，(a)容易控制复合颗粒的真实密度，(b)能降低复 合颗粒制备工艺过程中消耗的不含卣素的无机阻燃剂量，和(c)能获取 具有高水平机械性能的复合颗粒。换句话说，尽管大量地添加氢氧化镁获得了高水平的阻燃性，但本专利技术前述复合颗粒的断裂应力没有受到负面影响。根据本专利技术，可 制备具有高水平断裂应力的复合颗粒。此外，即使在复合颗粒的制备 工艺过程中大量地使用氢氧化镁，但成品，即聚苯乙烯-马来酸酐/ 氢氧化镁复合颗粒的断裂应力与常规的复合颗粒相当，同时维持高水 平的阻燃能力。而且，通过添加不含卣素的无机阻燃剂而获得具有非 常高水平阻燃能力的复合颗粒。在本专利技术的复合颗粒中，在其制备工艺过程中最初添加的氢氧化 镁量基本上等于在成品(即复合颗粒)内的氢氧化镁含量。也就是说， 即使在复合颗粒的制备工艺过程中最初添加的氢氧化镁量显著下降， 但最终的复合颗粒内氢氧化镁的含量与常规的阻燃剂复合颗粒相当。 还解释了在本专利技术的化学合成中，复合颗粒中的组分或成分可很好地 得到控制，这与常规的物理合成，其中包括例如通过辊来搅拌相当。 由于具有前述优点，因此可容易地设计各种材料或产品，于是可大大 地降低开发它们所需的时间段。此外，由于聚苯乙烯-马来酸酐/氢氧化镁复合颗粒在脂肪酸与阻 燃剂之间的界面处具有数量很少或小量的孔隙，因此本专利技术复合颗粒 的真实密度随复合颗粒的制备工艺过程中添加的阻燃剂用量而变化。 换句话说，可容易地设计具有宽范围真实密度的复合颗粒或成型制品。 因此可大大地缩短开发它们所需的时间段。除了前述优点以外，本发 明的复合颗粒可以几乎不受复合颗粒内部的孔隙影响，因此，可在本 专利技术的含氢氧化镁的复合颗粒中很好地反映在制备工艺中添加的氢氧 化镁的阻燃性能。实施本专利技术的最佳模式为了实现前述目的，专利技术人尝试了两种方法。 一种方法是通过进 行本体聚合和随后悬浮聚合来制备复合颗粒，和另一种方法是通过溶剂蒸发工艺制备复合颗粒。本体聚合-悬浮聚合方法首先，此处阐述本体聚合-悬浮聚合方法。根据制备聚苯乙烯-马来酸酐/氬氧化镁复合颗粒的方法， 一起共混苯乙烯单体、交联剂、聚合引发剂、马来酸酐和氢氧化镁，并对所得共混物进行本体聚合， 然后悬浮聚合。用表面处理剂事先涂布氢氧化镁，以便赋予其疏水性。交联;j。例举的交联剂包括，、;不限于，二乙烯基苯。^于总计ioo重量份苯乙烯单体，可使用用量为1-100重量份，更具体地，5-20 重量份的交联剂。可在本专利技术的前述方法的实践中使用本领域技术人员广泛已知的 聚合引发剂。例举的聚合引发剂包括，但不限于，偶氮化合物，例如 2，2'-偶氮双-异丁腈(即AIBN)，或过氧化物化合物，例如过氧化苯甲 酰，和过氧化月桂基。基于总计100重量份苯乙烯单体，可使用用量 为0. l-5重量份的聚合引发剂。在添加氢氧化镁到共混物中用以制备本专利技术的复合颗粒的情况 下，可使用事先用表面处理剂涂布以赋予其疏水性的氢氧化镁。在氢氧化镁表面上吸附施加到氢氧化镁上的表面处理剂，并进而 赋予氢氧化镁表面疏水性。这种表面处理剂包括，但不限于，脂肪酸 或其酯或盐，硅烷偶联剂，含钛酸酯的偶联剂，含铝偶联剂，例如含 铝酸盐的偶联剂，硅油，及其结合物。前述硅烷偶联剂包括，但不限于，乙烯基乙氧基硅烷，乙烯基-三(2-甲氧基)硅烷，y-曱基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙 基三甲氧基硅烷、p-(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、y-环 氧丙氧丙基三甲氧基硅烷或Y _巯丙基三曱氧基硅烷。可优选使用用量 为0. 1 - 5wt%,更优选为0. 3 - lwt。/。的这种偶联剂。同样，可使用其他偶联剂，例如含钛酸酯的偶联剂和含铝偶联剂， 以赋予氢氧化镁疏水性。此外，脂肪酸或其盐或酯包括，但不限于，取代或未取代的丁酸， 戊酸，己酸，庚酸，辛酸，壬酸，癸酸，月桂酸，肉豆蔻酸，十五酸， 棕榈酸，十七酸，花生四烯酸，二十二烷酸，二十四烷酸，巴豆酸， 肉豆蔻脑酸，棕榈油酸，反式-9-十八酸，11-十八碳烯酸，亚油酸， 亚麻酸，桐酸，stearidonic acid，顺式-9-二十碳烯酸，二十碳五烯6酸(EPA),顺式-13-二十二烯酸，4，7，11-二十二碳三烯-18-炔酸，二 十二本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备聚苯乙烯－马来酸酐／氢氧化镁复合颗粒的方法，该方法包括：　－本体聚合苯乙烯单体、交联剂、聚合引发剂、马来酸酐和事先用表面处理剂涂布以赋予其疏水性的氢氧化镁的共混物，和随后　－悬浮聚合由本体聚合获得的产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村秀一，八木清，江头诚，
申请(专利权)人：矢崎总业株式会社，国立大学法人长崎大学，
类型：发明
国别省市：JP[日本]