[發(fā)明專利]以稀土集成橡膠為增韌劑原位本體法制備高抗沖聚苯乙烯樹脂的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410171840.4 | 申請日： | 2014-04-26 |
| 公開（公告）號： | CN103965409B | 公開（公告）日： | 2016-11-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李楊;李立;許薔;李婷婷;王艷色 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連理工大學(xué) |
| 主分類號： | C08F279/02 | 分類號： | C08F279/02;C08F212/08;C08F236/10;C08F4/58;C08F4/54 |
| 代理公司： | 大連理工大學(xué)專利中心 21200 | 代理人： | 梅洪玉 |
| 地址： | 116024 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 稀土 集成 橡膠 增韌劑 原位 本體 法制 備高抗沖 聚苯乙烯 樹脂 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以稀土集成橡膠為增韌劑原位本體法制備高抗沖聚苯乙烯樹脂的方法。
背景技術(shù)
高抗沖擊聚苯乙烯樹脂HIPS是苯乙烯聚合物和丁二烯/苯乙烯接枝共聚物的混合物，苯乙烯聚合物PS為樹脂相，丁二烯/苯乙烯接枝共聚物為橡膠相。高抗沖擊聚苯乙烯樹脂HIPS作為一種聚苯乙烯樹脂PS的增韌改性材料，廣泛應(yīng)用于電子、儀表、汽車、建材等領(lǐng)域。目前高抗沖擊聚苯乙烯樹脂生產(chǎn)技術(shù)主要有：本體-懸浮法、本體法、溶液法、懸浮法，連續(xù)本體法因其產(chǎn)品純度高、性能好越來越受到人們的重視。
經(jīng)典本體法高抗沖聚苯乙烯樹脂的制備方法是首先將增韌橡膠切割成小塊，然后放入到苯乙烯中攪拌溶解，再采用自由基引發(fā)接枝聚合得到高抗沖聚苯乙烯樹脂。制備過程分為增韌橡膠的生產(chǎn)、聚苯乙烯樹脂的生產(chǎn)兩個部分，一般需要在兩個單位完成。增韌橡膠的生產(chǎn)單位需要經(jīng)過后處理脫出溶劑、擠壓干燥、包裝成型工段，而聚苯乙烯樹脂生產(chǎn)單位又需要切割橡膠、在苯乙烯中溶解橡膠工段。本發(fā)明采用原位本體法將增韌橡膠、聚苯乙烯樹脂生產(chǎn)兩個單位的工作集成為一個單元，直接在苯乙烯中制備增韌橡膠，進(jìn)而采用苯乙烯橡膠溶液制備聚苯乙烯樹脂，簡化了高抗沖聚苯乙烯樹脂的生產(chǎn)工藝流程，省去了增韌橡膠生產(chǎn)所需的后處理脫出溶劑、擠壓干燥、包裝成型三個工段以及聚苯乙烯樹脂生產(chǎn)單位所需的切割橡膠、溶解橡膠兩個工段，極大地提高了生產(chǎn)效率。增韌橡膠中的凝膠是導(dǎo)致高抗沖聚苯乙烯樹脂產(chǎn)生魚眼瑕疵的主要原因，因此苯乙烯系樹脂所采用的增韌橡膠對凝膠含量的要求極其嚴(yán)格(一般要求凝膠含量小于150ppm)。擠壓干燥工段是增韌橡膠產(chǎn)生凝膠最為重要的環(huán)節(jié)，由于采用苯乙烯橡膠溶液直接制備高抗沖聚苯乙烯樹脂，省去了膠液擠壓干燥后處理工段，有效地控制了增韌橡膠的凝膠產(chǎn)生，極大地提高了高抗沖聚苯乙烯樹脂產(chǎn)品的質(zhì)量。
增韌橡膠通常是采用溶液聚合的方法制備的，如：以烷基鋰為引發(fā)劑采用陰離子溶液聚合的方法制備線形、星形的低順式聚丁二烯橡膠；以鈷系Z-N催化劑為代表的采用配位溶液聚合的方法制備的高順式聚丁二烯橡膠；由于苯乙烯在上述聚合方法中也具有較高的聚合反應(yīng)活性，苯乙烯能夠全部參加聚合反應(yīng)，因此上述制備方法無法選擇苯乙烯為溶劑，通常采用飽和烷烴(環(huán)己烷、己烷、抽余油等)為溶劑。
本發(fā)明的特征是采用原位本體法制備高抗沖聚苯乙烯樹脂，增韌橡膠和聚苯乙烯樹脂的制備在同一個單元完成，所選用的方法必須同時滿足下列要求：由于采用苯乙烯為溶劑，因此引發(fā)催化體系對苯乙烯聚合必須具有高度可控的選擇性；由于制備增韌橡膠所需的引發(fā)催化體系將殘留在膠液中，因此增韌橡膠制備所采用的引發(fā)催化體系必須具有活性高、用量少的特性，并且金屬離子價態(tài)穩(wěn)定，不能采用具有變價特性的過渡金屬催化劑(過渡金屬的價態(tài)變化導(dǎo)致聚合物耐老化性能變差)；由于高抗沖聚苯乙烯樹脂對增韌橡膠的凝膠含量要求極高，因此增韌橡膠所采用的引發(fā)催化體系必須具有低凝膠或無凝膠的特性；由于膠液粘度對高抗沖聚苯乙烯樹脂的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及橡膠粒徑大小影響較大，因此增韌橡膠制備所采用的引發(fā)催化體系必須具有較低膠液粘度的特性。
以烷基鋰為引發(fā)劑的活性陰離子聚合方法，由于苯乙烯聚合的選擇性無法控制，可以全部參加反應(yīng)，因此無法采用苯乙烯為溶劑，不能滿足本發(fā)明的要求；以鈷、鎳為催化劑的配位聚合方法，由于催化劑的活性中心均為價態(tài)易變的過渡金屬，殘留在膠中極易導(dǎo)致高抗沖聚苯乙烯樹脂的老化變質(zhì)，也不能滿足本發(fā)明的要求。稀土金屬配合物催化體系，因其具有活性高、選擇性好、稀土金屬價態(tài)恒定、稀土橡膠凝膠含量低的特性，本發(fā)明選用稀土金屬配合物為催化劑。
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