CN102719014B

CN102719014B - 聚苯醚聚丙烯树脂组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN102719014B
Application number: CN201210228099.1A
Authority: CN
Inventors: 单桂芳; 朱亚明; 周霆; 罗明华; 辛敏琦
Original assignee: Shanghai Kumho Sunny Plastics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Kumho Sunny Plastics Co Ltd
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2032-07-03
Also published as: CN102719014A

Abstract

本发明涉及一种聚苯醚聚丙烯树脂组合物及其制备方法，所述的组合物包括如下质量百分比含量的各组分：聚丙烯树脂30～60%，聚苯醚树脂20～50%，苯乙烯系树脂0～20%，相容剂5～20%；其制备方法包括如下步骤：将所述聚苯醚树脂，苯乙烯系树脂和相容剂混合均匀，得预混物；将所述预混物加入双螺杆挤出机，同时侧喂加入聚丙烯树脂，熔融挤出，造粒，即可。本发明聚苯醚聚丙烯树脂组合物的性能介于热塑性聚烯烃和工程塑料之间，实现了材料刚性、韧性、耐热性和加工性能之间优良的平衡，可以应用于各个领域，包括汽车仪表板、汽车座位底板、电动工具外壳、流体工程部件和食品用具，具有良好的应用前景。

Description

聚苯醚聚丙烯树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及树脂组合物及其制备方法，具体涉及一种聚苯醚聚丙烯树脂组合物及其制备方法。

背景技术

聚苯醚（PPE）树脂是公知的五大工程热塑塑料之一，PPE具有耐热高、吸水性小、机械与电气性能优良且易阻燃处理等特性，广泛应用于汽车、办公机械、电气与电子器件和水处理行业。PPE的最大缺点是熔体粘度大、成型加工难、耐油性差。聚丙烯（PP）树脂则在可加工性、耐油性、耐水性、耐酸碱腐蚀性方面性能优越，而在耐热性、刚性和抗冲击性方面低劣。因此，将聚苯醚树脂与聚丙烯树脂混合来形成聚丙烯树脂为基体和聚苯醚树脂为分散颗粒的形态结构，生产出质轻且刚性、冲击韧性、耐热性和加工性能得到优良平衡的树脂组合物。聚苯醚聚丙烯树脂组合物的性能介于热塑性聚烯烃和工程塑料之间，可以广泛应用于各个领域，包括汽车内外装饰材料、电动工具外壳、流体工程部件和食品用具等。

然而，由于聚苯醚对聚丙烯基体的粘附性差，聚苯醚在聚丙烯基体中分散不佳，树脂组合物的相容性极差，以致其它机械性能难以改善。迄今，为改善聚苯醚和聚丙烯的相容性，在相容剂选择和加工工艺改进方面已进行了各种尝试。经对现有技术的文献检索发现，在相容剂选择方面，JP 04293943A公开了以氢化或部分氢化SBS嵌段共聚物以及卤化SBS嵌段共聚物作为PP和PPE的相容剂；CN 1185169A公开了以“含约0.5mol-20mol%共聚对-烷基苯乙烯，对-卤代烷基苯乙烯，或共聚对-烷基苯乙烯和对-卤代烷基苯乙烯的混合物的C4～C7异单烯的共聚体”作为PP和PPE的相容剂；在加工工艺改进方面，CN 1484677A公开了以“聚苯醚树脂、聚（链烯基芳烃）树脂、链烯基芳烃化合物与共轭二烯的氢化和未氢化嵌段共聚物进行熔融掺混形成第一共混物，以及该第一共混物与聚烯烃进行熔融掺混形成第二共混物”的步骤制备聚苯醚聚烯烃组合物。

上述现有技术制备的树脂组合物由于氢化的嵌段共聚物或使用的其他弹性体的影响而使组合物的刚度比较低；而CN 1487677A采用分别制备第一和第二共混物的二步成型法则增加了成型周期和能耗。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种聚苯醚聚丙烯树脂组合物及其制备方法。本发明聚苯醚聚丙烯树脂组合物的性能介于热塑性聚烯烃和工程塑料之间，实现了材料刚性、韧性、耐热性和加工性能之间优良的平衡，可以应用于各个领域，包括汽车仪表板、汽车座位底板、电动工具外壳、流体工程部件和食品用具，具有良好的应用前景。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：

第一方面，本发明涉及一种聚苯醚聚丙烯树脂组合物，所述组合物包括含有如下质量百分比含量的各组分：

优选地，所述聚丙烯树脂为结晶丙烯均聚物和结晶丙烯-乙烯嵌段共聚物中的一种或两种的混合。

优选地，所述结晶丙烯均聚物，在230℃下的熔融流动指数为0.1～100g/10min。

优选地，所述聚苯醚树脂为聚苯醚均聚物或聚苯醚共聚物。

优选地，所述聚苯醚共聚物为2，6二甲基苯酚和2，4，6-三甲基苯酚共聚所得共聚物，2，6-二甲基苯酚和邻甲酚共聚所得共聚物，或2，6-二甲基苯酚、2，3，6-三甲基苯酚和邻甲酚共聚所得共聚物。

优选地，所述聚苯醚均聚物为聚（2，6-二甲基-1，4-亚苯基）醚、聚（2-甲基-6-乙基-1，4-亚苯基）醚、聚（2，6-二乙基-1，4-亚苯基）醚、聚（2-乙基-6-正丙基-1，4-亚苯基）醚、聚（2，6-二正丙基-1，4-亚苯基）醚、聚（2-甲基-6-正丁基-1，4-亚苯基）醚、聚（2-乙基-6-异丙基-1，4-亚苯基）醚、聚（2-甲基-6-氯乙基-1，4-亚苯基）醚、聚（2-甲基-6-羟乙基-1，4-亚苯基）醚或聚（2-甲基-6-氯乙基-1，4-亚苯基）醚。

优选地，所述聚苯醚树脂为聚（2，6-二甲基-1，4-亚苯基）醚；所述聚（2，6-二甲基-1，4-亚苯基）醚用30℃的氯仿溶液测量其对比粘度为0.15～0.70，所述聚（2，6-二甲基-1，4-亚苯基）醚的重均分子量与数均分子量的比值为（2.2～5.0）:1。

优选地，所述苯乙烯系树脂为聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、橡胶改性的苯乙烯-丙烯腈共聚物中的一种或几种的混合物。

优选地，所述苯乙烯系树脂为聚苯乙烯和橡胶改性的聚苯乙烯中的一种或两种的混合物。

优选地，所述相容剂为链烯基芳香族化合物与共轭二烯烃的选择性氢化嵌段共聚物。

优选地，所述链烯基芳香族化合物与共轭二烯烃的选择性氢化嵌段共聚物为A-B-A型三嵌段共聚物。

优选地，所述嵌段A为乙烯基芳香族化合物。

优选地，所述乙烯基芳香族化合物为苯乙烯、烷基苯乙烯、乙基乙烯基苯或二乙烯基苯。

优选地，所述乙烯基芳香族化合物为苯乙烯，所述苯乙烯在A-B-A型三嵌段共聚物中的质量百分比含量为13～80%。

优选地，所述苯乙烯在A-B-A型三嵌段共聚物中的质量百分比含量为30～35%

优选地，所述嵌段B为共轭二烯化合物。

优选地，所述共轭二烯化合物为丁二烯或异戊二烯。

优选地，所述A-B-A型三嵌段共聚物为线型结构或星型结构。

优选地，所述A-BA型三嵌段共聚物为星型结构。

第二方面，本发明还涉及一种制备前述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物的方法，包括如下步骤：

A、预混：将所述聚苯醚树脂，苯乙烯系树脂和相容剂混合均匀，制得预混物；

B、将所述预混物和聚丙烯树脂加入双螺杆挤出机，经熔融挤出、造粒，既得所述聚苯醚聚丙烯树脂组合物。

优选地，步骤A中，所述混合时间为5～30min。

优选地，步骤B中，所述聚丙烯树脂采取侧喂方式加入。

优选地，步骤B中，所述双螺杆挤出机温度为260～320℃。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明制备的聚苯醚聚丙烯树脂组合物的性能介于热塑性聚烯烃和工程塑料之间，实现了材料刚性、韧性、耐热性和加工性能之间优良的平衡，可以应用于各个领域，包括汽车仪表板、汽车座位底板、电动工具外壳、流体工程部件和食品用具。

2、本发明提供的相容化聚苯醚聚丙烯树脂组合物的制备工艺采用一步法完成，简单易行。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

以下实施例采用本发明提及的优选组分和工艺进一步详细地说明本发明。

聚丙烯树脂为上海石化有限公司的均聚聚丙烯树脂，按ASTM D-1238在230℃和2.16kg载荷下测量MFR为5～10g/10min；

聚苯醚树脂为蓝星化工新材料股份有限公司的聚（2,6-二甲基-1,4-亚苯基）醚树脂，采用30℃的氯仿溶液测定其对比粘度为0.30～0.50，其重均分子量与数均分子量的比值为（2.2～5.0）:1；

苯乙烯系树脂为chimei公司的橡胶改性聚苯乙烯树脂，按ASTM D-1238在200℃和5.0kg载荷下测量MFR为4～8g/10min；

相容剂为岳阳石化公司的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，其含苯乙烯的质量百分含量为30～35%。

实施例1

本实施例的聚苯醚聚丙烯树脂组合物，包括表1所示配比的各组分；

本实施例中，采用的聚丙烯树脂为上海石化有限公司的均聚聚丙烯树脂，按ASTMD-1238在230℃和2.16kg载荷下测量MFR为5～10g/10min；聚苯醚树脂为蓝星化工新材料股份有限公司的聚（2,6-二甲基-1,4-亚苯基）醚树脂，采用30℃的氯仿溶液测定其对比粘度为0.30～0.50，其重均分子量与数均分子量的比值为（2.2～5.0）:1；苯乙烯系树脂为chimei公司的橡胶改性聚苯乙烯树脂，按ASTM D-1238在200℃和5.0kg载荷下测量MFR为4～8g/10min；采用的相容剂为岳阳石化公司的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯（SEBS）嵌段共聚物，YH-500系列线型结构产品，其含苯乙烯的质量百分含量为30～35%。

本实施例还涉及前述聚苯醚聚丙烯树脂组合物的制备方法，包括如下步骤：

（a）预混：将表1所示配比的聚苯醚树脂，苯乙烯系树脂和相容剂混合加入中速混合器中，混合时间为5～10min，混合均匀；

（b）将所述步骤（a）产物加入温度为260～300℃的双螺杆挤出机中，其双螺杆机为十区温控，加入聚丙烯树脂的侧入料口为第五温控区，第1～4区温控为270～300℃；第5～10区温控为260～280℃；双螺杆挤出机有两个抽真空处，抽排位置优选设置于第四和第九区，真空度为0.06～0.094MPa，产品挤出后经过100℃真空干燥12h以上，得最终产物聚苯醚聚丙烯树脂组合物。

实施例2

本实施例同实施例1，所不同之处在于：

本实施例中，采用的相容剂为岳阳石化公司的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯（SEBS）嵌段共聚物，YH-600系列四臂星型结构产品，其含苯乙烯的质量百分含量为30～35%。

（b）将所述步骤（a）产物加入温度为270～320℃的双螺杆挤出机中，其双螺杆机为十区温控，加入聚丙烯树脂的侧入料口为第五温控区，第1～4区温控为270～320℃；第5～10区温控为270～280℃；双螺杆挤出机有两个抽真空处，抽排位置优选设置于第四和第九区，真空度为0.06～0.094MPa，产品挤出后经过100℃真空干燥12h以上，得最终产物聚苯醚聚丙烯树脂组合物。

实施例3

本实施例中，采用的聚丙烯树脂为结晶丙烯-乙烯嵌段共聚物；聚苯醚树脂为2，6-二甲基苯酚、2，3，6-三甲基苯酚和邻甲酚共聚所得共聚物；苯乙烯系树脂为苯乙烯-丙烯腈共聚物；相容剂为星型结构的甲基苯乙烯-异戊二烯-甲基苯乙烯嵌段共聚物。

（a）预混：将表1所示配比的聚苯醚树脂，相容剂混合加入中速混合器中，混合时间为10～15min，混合均匀；

（b）将所述步骤（a）产物加入温度为260～320℃的双螺杆挤出机中，其双螺杆机为十区温控，加入聚丙烯树脂的侧入料口为第五温控区，第1～4区温控为280～320℃；第5～10区温控为260～280℃；双螺杆挤出机有两个抽真空处，抽排位置优选设置于第四和第九区，真空度为0.06～0.094MPa，产品挤出后经过100℃真空干燥12h以上，得最终产物聚苯醚聚丙烯树脂组合物。

实施例4

本实施例中，采用的聚丙烯树脂为上海石化有限公司的均聚聚丙烯树脂，按ASTMD-1238在230℃和2.16kg载荷下测量MFR为10～50g/10min；聚苯醚树脂为蓝星化工新材料股份有限公司的聚（2,6-二甲基-1,4-亚苯基）醚树脂，采用30℃的氯仿溶液测定其对比粘度为0.50～0.70，其重均分子量与数均分子量的比值为（3.0～5.0）:1；苯乙烯系树脂为chimei公司的橡胶改性聚苯乙烯树脂和聚苯乙烯树脂的混合物；采用的相容剂为岳阳石化公司的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯（SEBS）嵌段共聚物，YH-600系列四臂星型结构产品，其含苯乙烯的质量百分含量为35～80%。

（a）预混：将表1所示配比的聚苯醚树脂，苯乙烯系树脂和相容剂混合加入中速混合器中，混合时间为15～20min，混合均匀；

实施例5

本实施例中，采用的聚丙烯树脂为上海石化有限公司的结晶丙烯均聚物和结晶丙烯-乙烯嵌段共聚物的混合物；聚苯醚树脂为蓝星化工新材料股份有限公司的聚（2-甲基-6-羟乙基-1，4-亚苯基）醚树脂，采用30℃的氯仿溶液测定其对比粘度为0.15～0.30，；苯乙烯系树脂为聚苯乙烯；相容剂为星型结构的乙基乙烯基苯-丁二烯-乙基乙烯基苯嵌段共聚物。

（a）预混：将表1所示配比的聚苯醚树脂，苯乙烯系树脂和相容剂混合加入中速混合器中，混合时间为20～25min，混合均匀；

实施例6

在本实施例中，采用的聚丙烯树脂为上海石化有限公司的均聚聚丙烯树脂，按ASTMD-1238在230℃和2.16kg载荷下测量MFR为0.1～5g/10min；聚苯醚树脂为2，6二甲基苯酚和2，4，6-三甲基苯酚共聚所得共聚物；苯乙烯系树脂为chimei公司的橡胶改性聚苯乙烯树脂，按ASTM D-1238在200℃和5.0kg载荷下测量MFR为4～8g/10min；相容剂为四臂星型结构的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其含苯乙烯的质量百分含量为13～30%。

（a）预混：将表1所示配比的聚苯醚树脂和相容剂混合加入中速混合器中，混合时间为25～30min，混合均匀；

表1实施例1～6各组分及其重量

组分

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

聚丙烯树脂

40g

60g

32g

50g

30g

聚苯醚树脂

40g

30g

43g

20g

50g

苯乙烯系树脂

10g

0g

20g

15g

0g

相容剂

10g

5g

15g

20g

实施例7、性能测试

测试实施例1～6各组合物的物理性能和热性能，其测试遵循如下测试方法：基于ASTM D-638的测试程序测定拉伸强度和伸长率；基于ASTM D-790的测试程序测定弯曲强度和弯曲模量；基于ASTM D-256的测试程序测定Izod缺口冲击强度；基于ASTM D-648的测试程序测定热变形温度。测试结果如表2所示。

表2

性能	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							抗拉强度(MPa)	31	34	28	38	33	32
IZOD缺口冲击(J/m)	55	168	106	283	402	250
							挠曲模量(MPa)	1250	1480	1095	1587	1287	1510
热变形温度(℃)1.82MPa	98.2	105.3	99.5	129.1	104.6	115.4

实施例1使用岳化YH500系列具有线性结构的SEBS嵌段共聚物为相容剂制备聚苯醚聚丙烯树脂组合物，实施例2～6使用岳化YH600系列具有四臂星型结构的SEBS嵌段共聚物作为相容剂。由表2可知：比较实施例1和实施例2，可以发现采用具有四臂星型结构的SEBS作为相容剂制备的聚苯醚聚丙烯树脂组合物的性能和以线型结构的SEBS作为相容剂制备的组合物相比，综合性能有了显著的改善，尤其是耐热性和冲击性能；由表2中实施例1～6对应的各性能指标可知，本发明制备的树脂组合物的性能介于热塑性聚烯烃和工程塑料之间，实现了材料刚性、韧性、耐热性和加工性能之间优良的平衡，可以应用于各个领域，包括汽车仪表板、汽车座位底板、电动工具外壳、流体工程部件和食品用具。

Claims

1.一种聚苯醚聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述组合物由如下质量百分比含量的各组分组成：

所述相容剂为链烯基芳香族化合物与共轭二烯烃的选择性氢化嵌段共聚物，所述选择性氢化嵌段共聚物为星型结构的A-B-A型三嵌段共聚物；所述嵌段A为苯乙烯，所述苯乙烯在A-B-A型三嵌段共聚物中的质量百分比含量为30～35％。

2.如权利要求1所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚丙烯树脂为结晶丙烯均聚物和结晶丙烯-乙烯嵌段共聚物中的一种或两种的混合。

3.如权利要求2所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述结晶丙烯均聚物，在230℃和2.16kg载荷下测得的熔融流动指数为0.1～100g/10min。

4.如权利要求1所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚苯醚树脂为聚苯醚均聚物或聚苯醚共聚物。

5.如权利要求4所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚苯醚共聚物为2，6二甲基苯酚和2，4，6-三甲基苯酚共聚所得共聚物，2，6-二甲基苯酚和邻甲酚共聚所得共聚物，或2，6-二甲基苯酚、2，3，6-三甲基苯酚和邻甲酚共聚所得共聚物。

6.如权利要求4所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚苯醚均聚物为聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2，6-二乙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-正丙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2，6-二正丙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-正丁基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-异丙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-氯乙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-羟乙基-1，4-亚苯基)醚或聚(2-甲基-6-氯乙基-1，4-亚苯基)醚。

7.如权利要求4所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚苯醚树脂为聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基)醚；所述聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基)醚用30℃ 的氯仿溶液测量其对比粘度为0.15～0.70，所述聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基)醚的重均分子量与数均分子量的比值为(2.2～5.0):1。

8.如权利要求1所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述苯乙烯系树脂为聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、橡胶改性的苯乙烯-丙烯腈共聚物中的一种或几种的混合物。

9.如权利要求8所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述苯乙烯系树脂为聚苯乙烯和橡胶改性的聚苯乙烯中的一种或两种的混合物。

10.如权利要求1所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述共轭二烯烃为丁二烯或异戊二烯。

11.一种制备如权利要求1所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

B、将所述预混物和聚丙烯树脂加入双螺杆挤出机，经熔融挤出、造粒，即得所述聚苯醚聚丙烯树脂组合物。

12.如权利要求11所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述混合时间为5～30min。

13.如权利要求11所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述聚丙烯树脂采取侧喂方式加入。

14.如权利要求11所述的聚苯醚聚丙烯树脂组合物的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述双螺杆挤出机温度为260～320℃。