[發明專利]聚苯乙烯樹脂及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710592303.0
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN109280113B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 朱軍;張璐;楊昌輝;吳利平;付懿;劉新偉;關莉;龔官浩;廖仿燕;薛江
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08F112/08
• 分類號: C08F112/08;C08F2/38;C08F2/00;G02B6/00;C08F6/10;C08F6/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 陶敏;黃健

本發明提供一種聚苯乙烯樹脂及其制備方法和應用。本發明的聚苯乙烯樹脂的制備方法，包括如下步驟：1)通過熱引發方式使苯乙烯單體發生預聚合反應，得到預聚物；其中，所述苯乙烯單體的水含量≤50μg/g，4?叔丁基鄰苯二酚含量≤1μg/g；2)在內部潤滑劑和分子量調節劑存在下，使所述預聚物發生聚合反應，得到聚合產物；3)對所述聚合產物進行處理，使聚合產物中殘留單體的含量≤240μg/g，并使聚合產物中低聚物的含量≤2500μg/g，得到聚苯乙烯樹脂。上述制備方法無需引入抗氧劑等添加劑，利用該制備方法制備的聚苯乙烯樹脂純凈度高、光透射率高、色度低，特別適用于制造導光板。

技術領域

本發明屬于合成樹脂領域，具體涉及一種聚苯乙烯樹脂及其制備方法和應用。

背景技術

導光板用于液晶顯示裝置的測光型背光，具有將配置于側面的光源光傳導到正面的作用，側光型背光廣泛應用于電視、手機、電腦以及家用LED光源上。側光方式中，導光板中的透光距離較長，導光板中光的損失較大，為了防止光損失，通常要求制備導光板的材料具有較高的光線透射率。

目前，導光板大多使用甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸類樹脂材料，其雖具有較高的光線透射率，然而吸水性高，產品翹曲大，成型尺寸變化大，尤其用作大屏幕尺寸時問題更加突出；此外，PMMA樹脂的價格較高，從而大大提高了產品的生產成本。

聚苯乙烯樹脂具有較低的吸水率(約0.05％)，因此不存在成品翹曲、尺寸變化等問題，同時聚苯乙烯樹脂的價格是PMMA樹脂的一半，采用聚苯乙烯生產導光板將大幅降低產品的生產成本。然而，聚苯乙烯樹脂的光線透射率與PMMA樹脂相比較差，在透光距離變長時，透過聚苯乙烯樹脂的光有時會稍帶黃色，易對彩色液晶顯示中的色調造成影響，此外在用于LED燈時存在中心顏色變暗、光色變黃、光均勻度差等缺陷，因此無法單獨作為導光板材料使用。目前，通常將PMMA樹脂和聚苯乙烯樹脂混合使用。

公開號為CN104245824A的中國專利公開了一種單獨用于導光板的聚苯乙烯樹脂組合物，該組合物除了含有苯乙烯樹脂外，還含有0.02-0.2％質量份的磷或酚抗氧劑以及1-6μg的4-叔丁基鄰苯二酚(TBC)，其通過抗氧劑和TBC的共同作用抑制材料發生黃變。上述方法存在以下問題：1)在將抗氧劑加入到脫除單體后的聚苯乙烯漿料的過程中，由于漿料粘度較高，抗氧劑加入過程易造成混合不均，從而致使產品穩定性較差；2)抗氧劑的加入使聚苯乙烯樹脂引入了雜質，易對產品本身的透光度造成影響。

發明內容

本發明提供一種聚苯乙烯樹脂及其制備方法和應用，該制備方法無需引入抗氧劑等添加劑，利用該制備方法制備的聚苯乙烯樹脂純凈度高、光透射率高、色度低，特別適用于制造導光板。

本發明提供一種聚苯乙烯樹脂的制備方法，包括如下步驟：

1)通過熱引發方式使苯乙烯單體發生預聚合反應，得到預聚物；其中，所述苯乙烯單體的水含量≤50μg/g，4-叔丁基鄰苯二酚含量≤1μg/g；

2)在內部潤滑劑和分子量調節劑存在下，使所述預聚物發生聚合反應，得到聚合產物；

3)對所述聚合產物進行處理，使聚合產物中殘留單體的含量≤250μg/g，并使聚合產物中低聚物的含量≤2500μg/g，得到聚苯乙烯樹脂。

本發明人為了解決聚苯乙烯樹脂在作為導光板材料時所存在的上述問題而進行了大量的深入研究和實驗，結果發現：通過將聚合單體苯乙烯中的水含量和4-叔丁基鄰苯二酚(TBC)含量控制在上述適宜的范圍，并且通過熱引發聚合方式進行聚合反應，同時將聚合產物聚苯乙烯樹脂中的殘留單體含量和低聚物含量控制在上述適宜的范圍，可以解決上述問題，從而完成了本發明。

在本發明中，可以理解的是，預聚合反應在苯乙烯單體與聚合溶劑存在下進行的，聚合溶劑例如為乙基苯；其中，苯乙烯單體與聚合溶劑的質量比可以為(85-90)：(10-15)。