[發(fā)明專利]一種制備COPNA樹脂-聚苯乙烯復(fù)合材料的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210517418.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN102942769A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭燕生;洪威威;許迎迎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): C08L65/00
• 分類號(hào): C08L65/00;C08L25/06;C08G61/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所 37104
• 代理人: 楊大興

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種制備COPNA樹脂（多環(huán)多核縮合芳烴樹脂）-聚苯乙烯復(fù)合材料的方法，尤其是以催化油漿、煤焦油或石油渣油為原料，采用聚苯乙烯為增強(qiáng)材料制備高強(qiáng)度COPNA樹脂-聚苯乙烯復(fù)合材料的方法。

背景技術(shù)：

在我國催化裂化油漿、煤焦油和石油渣油的利用途徑非常有限，主要用作道路瀝青、建筑瀝青或用作低價(jià)燃料油使用。這不僅降低了此類物質(zhì)的使用價(jià)值，也不符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。采用催化裂化油漿、煤焦油或石油渣油與交聯(lián)劑制備COPNA樹脂（多環(huán)多核縮合芳烴樹脂）然后與聚苯乙烯復(fù)合的技術(shù)可以得到具有更好耐熱性和機(jī)械加工成型性能的COPNA樹脂-聚苯乙烯復(fù)合材料，可使COPNA樹脂具有廣泛的應(yīng)用前景。

目前利用高分子材料與其他材料進(jìn)行復(fù)合的技術(shù)有很多。例如，利用塑料與橡膠復(fù)合制備復(fù)合材料，主要采用EPDM,EVA和SBS等一些橡膠或熱塑性彈性體對(duì)塑料進(jìn)行改性,以改進(jìn)塑料的缺口沖擊韌性,但熱穩(wěn)定性、剛性不夠理想。還有利用加入無機(jī)填料和玻璃纖維提高聚丙烯的剛性和模量的技術(shù)。但由于兩相界面結(jié)合力差,聚丙烯的韌性有所降低。這些材料的共同缺點(diǎn)是熔體黏度大、成型加工困難,特別是大型制品容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂、耐化學(xué)藥品性差,而且價(jià)格較高。這些不足使這類材料的應(yīng)用受到了一定限制。

聚苯乙烯（PS）是較常見的高分子材料之一，具有優(yōu)良的電絕緣性能、流動(dòng)性、和剛性，其密度小、無毒、耐腐蝕、力學(xué)均衡性好、價(jià)格低廉。但其缺口敏感性特別顯著,缺口沖擊強(qiáng)度較低,尤其在低溫時(shí)更為突出。而COPNA樹脂硬度較高，但韌性較差。如果利用聚苯乙烯對(duì)COPNA樹脂進(jìn)行復(fù)合，可相互彌補(bǔ)各自的缺陷，大大提高COPNA樹脂和聚苯乙烯的使用價(jià)值。另一方面，隨著PS的使用范圍日益擴(kuò)大，其廢棄物數(shù)量也在不斷增加，已造成越來越嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。如能將廢舊PS應(yīng)用到COPNA樹脂的改性中，則為廢物利用提供了新的途徑。另外，COPNA樹脂-聚苯乙烯復(fù)合材料與上述傳統(tǒng)的增韌材料相比,對(duì)PS的增韌改性效果則更為顯著，成本較低。因此具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場價(jià)值,其主要潛在的應(yīng)用領(lǐng)域包括輸水、輸油管道，防腐、防水密封材料，建筑、機(jī)械、汽車、電子、電器等行業(yè)。但至今未見有利用聚苯乙烯對(duì)COPNA樹脂進(jìn)行復(fù)合這方面研究的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種制備COPNA樹脂-聚苯乙烯復(fù)合材料的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題按如下步驟進(jìn)行：

步驟（1）.COPNA樹脂的制備：以富含芳烴的催化裂化油漿、煤焦油或石油渣油為原料，采用多元醇或多元醛為交聯(lián)劑，對(duì)甲基苯磺酸為催化劑，在溫度為80℃~160℃范圍內(nèi)，常壓下，進(jìn)行合成反應(yīng)10分鐘~3小時(shí)，得到COPNA樹脂。

步驟（2）.聚苯乙烯的溶解：在常溫、常壓下，將聚苯乙烯溶解于甲苯中，聚苯乙烯與甲苯混合的重量比為1∶3，攪拌10分鐘，得到聚苯乙烯甲苯溶液。

步驟（3）.COPNA樹脂與聚苯乙烯混合：在步驟(1)得到的COPNA樹脂中，加入聚苯乙烯甲苯溶液，COPNA樹脂與聚苯乙烯甲苯溶液混合的重量比為9∶1~1∶1；在80～160℃溫度下，攪拌1～3小時(shí)，得到所需的COPNA樹脂-聚苯乙烯復(fù)合材料。

本發(fā)明的有益效果是：以富含芳烴的催化裂化油漿、煤焦油或石油渣油為原料，采用交聯(lián)劑合成COPNA樹脂，然后使用聚苯乙烯為增強(qiáng)材料，制備高強(qiáng)度COPNA樹脂-聚苯乙烯復(fù)合材料。該方法可從廉價(jià)的原料中獲得高性能的新型復(fù)合材料，為催化裂化油漿、煤焦油或石油渣油等的高附加值利用提供了新途徑。本發(fā)明與塑料-環(huán)氧樹脂復(fù)合技術(shù)相比可降低成本40%以上，COPNA樹脂-聚苯乙烯復(fù)合材料的強(qiáng)度與COPNA樹脂相比可提高25%以上，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢和顯著經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式：

下面將結(jié)合實(shí)施例來詳述本發(fā)明。

實(shí)施例1

以催化裂化油漿為原料，采用對(duì)苯二甲醛為交聯(lián)劑，對(duì)甲基苯磺酸為催化劑，在溫度為80℃、常壓下，進(jìn)行COPNA樹脂合成反應(yīng)。在常溫、常壓下，將聚苯乙烯溶解于甲苯中，聚苯乙烯與甲苯的混合比例（重量比）為1∶3，攪拌10分鐘，得到聚苯乙烯甲苯溶液。

在合成的COPNA樹脂中加入聚苯乙烯甲苯溶液，混合條件為重量比COPNA樹脂∶聚苯乙烯甲苯溶液=1∶1，在80℃條件下，攪拌1小時(shí)，得到COPNA樹脂-聚苯乙烯復(fù)合材料。

所得復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到48.65MPa，彎曲強(qiáng)度達(dá)到11.24MPa，450℃以下機(jī)械強(qiáng)度無明顯變化。該材料可用于低成本輸水、輸油管道，防腐、防水密封材料等。