一种透明聚苯乙烯组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于改性塑料领域，特别涉及一种透明聚苯乙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯是一种无色透明的热塑性塑料，被广泛应用于家电、照明等领域的透光面板与罩盖等。聚苯乙烯是一种无定形的树脂，其热变形温度较低，一般不超过80摄氏度，因此无法应用于一些耐热要求较高的产品。提高耐热性的方法一般采用添加高玻璃化转变温度的耐热剂、或与高耐热的树脂形成合金，对于聚苯乙烯这样的透明树脂，这两种改性方法很难在提高耐热性的同时保持很好的外观和透明性。此外，聚苯乙烯还存在抗冲击性较差的缺陷，提高其韧性也是拓展应用的重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种透明聚苯乙烯组合物及其制备方法，该组合物兼顾了耐热性和良好外观，抗冲击性同样良好，具备优异的综合性能。

本发明提供了一种透明聚苯乙烯组合物，按重量份数，包括如下组分：

其中，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，其中丁二烯质量百分比为15-30％；所述润滑剂为聚酯蜡、合成聚酯蜡、蒙旦蜡中的至少一种。

所述聚苯乙烯树脂200℃、5kg条件下(测试标准：ISO 1133-1:2011)熔体流动速率为2-10g/10min。

所述聚苯醚树脂特性黏度为30-40cm

所述透明聚苯乙烯组合物还包括0.2-5重量份的助剂。所述助剂为抗氧剂、耐候剂、着色剂中的至少一种。

所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫醚类抗氧剂中的至少一种。

所述耐候剂为二苯甲酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂、受阻胺耐候剂中的至少一种。

所述着色剂为颜料类着色剂、染料类着色剂、光扩散剂以及其他具有特殊美学效果的着色剂中的一种。

优选的，按重量份数，包括如下组分：

本发明还提供了一种透明聚苯乙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：

将组分加入到混合机中混合均匀，得到混合均匀的物料；随后加入双螺杆挤出机主喂料口，双螺杆挤出机各段温度为160-250℃，螺杆转速为200-800转/分钟，在挤出机中熔融、挤出、造粒后获得所述透明聚苯乙烯组合物。

本发明还提供了一种透明聚苯乙烯组合物在家电、汽车、照明中的应用，尤其是家电面板、汽车视窗、照明灯罩中对透明性、耐热性以及抗冲击性均有要求的应用。

有益效果

本发明采用了特定丁二烯含量的增韧剂作为相态调节剂，在提高组合物的韧性时同时改善了聚苯乙烯与聚苯醚的相容性，实现了组合物高透明、低雾度；同时，采用特定的润滑剂，可以很好的与所述增韧剂进行协同，改善了组分之间的润滑效果，减轻了组合物在加工过程中的黄变。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。

以下实施例及对比例中采用的原料如下：

聚苯乙烯树脂1(PS1)：熔体流动速率为2g/10min(200℃，5kg)，GPPS 351，上海赛科；

聚苯乙烯树脂2(PS2)：熔体流动速率为10g/10min(200℃，5kg)，GPPS 123，上海赛科；

聚苯醚树脂1(PPE1)：特性黏度为35-37cm

聚苯醚树脂2(PPE2)：特性黏度为43-47cm

增韧剂1(T1)：苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，丁二烯含量为25％，KR03，苯领；

增韧剂2(T2):苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，丁二烯含量为30％，KR38，苯领；

增韧剂3(T3)：苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，丁二烯含量为15％，800S，旭化成；

增韧剂4(T4)：苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，丁二烯含量为45％，T-439，旭化成。

润滑剂1(L1)：合成聚酯蜡，691，EUROCERAS；

润滑剂2(L2)：蒙旦蜡，Luwax E，巴斯夫；

润滑剂3(L3)：聚乙烯蜡，617A，霍尼韦尔；

润滑剂4(L4)：双季戊四醇硬脂酸酯，GLYCOLUBE-P，美国龙沙；

抗氧剂：四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)的复配(重量比1:1)，市售；

耐候剂：2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑，市售。

以上市售组分平行试验所用为同种。

各实施例及对比例的复合材料通过如下过程制备得到：

按照重量配比将各组分通过高混机充分混合均匀，加入双螺杆挤出机主喂料口，双螺杆挤出机1-10区温度为160、250、250、250、250、240、230、230、230、230、250℃，螺杆转速为400转/分钟，上述原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后获得所述透明聚苯乙烯组合物。

实施例和对比例经过以下测试方法或测试标准：

(1)透光率和雾度按照ASTM D1003-2013方法进行测试(厚度2.0mm)；

(2)悬臂梁缺口冲击强度按照标准ISO 180-2000方法进行测试；

(3)热变形温度按照标准ISO-75-2-2013方法(负载1.8MPa)进行测试；

(4)黄色指数按照标准HG T3862-2006方法进行测试。

表1实施例和对比例配方

表2实施例和对比例测试结果

实施例1-14的组合物透光率可达81％-87％，黄色指数可达1.5-6.5，同时具备较好的耐热性能和力学性能，具有优异的综合性能。

实施例1-4随着PPE的添加含量增加，耐热温度先上升随后略有下降，说明在此范围内PPE对PS的耐热性提升幅度有限；透光率下降、雾度上升，黄色指数在PPE达到40份时出现突增。

实施例1和对比例1、2，当PS和增韧剂的比例相差太大时，透明性会变差，增韧剂过多(对比例1)热变形温度降低、增韧剂过少(对比例2)黄色指数明显上升。

实施例8、9、10和对比例3，当增韧剂丁二烯含量超过30％时，透明性明显降低，组合物黄色指数上升。

实施例10、11和对比例4-6，采用合成聚酯蜡和蒙旦蜡可以有效控制材料的透明性和底色，不合适的润滑剂(对比例4、5)或去掉润滑剂(对比例6)会使组合物透明性变差或黄色指数上升。