ＰＳ片材专用母粒的研发和应用

周梅荣

摘要：在母粒载体上采用特制的接枝材料，并且采用HIPS为基材，有效解决了PS片材专用母粒相容性和着色力的技术关键问题，成功研制出了PS片材专用母粒。这种PS片材专用母粒与国内同类产品相比，综合性能上具有明显的市场竞争优势。

关键词：PS片材；专用母料；塑料工业；母粒载体

中图分类号：TQ334.9文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）02-0041-02

随着塑料工业的迅猛发展，PS片材作为通用塑料中的一种原材料被广泛地应用于日用品、奶制品等包装、汽车、建筑以及家用电器等行业，为了达到色彩、功能的多样化需求，在生产过程中添加带有颜色的母料是常用的一种方法，而PS片材与母料之间的相容性差，导致产品表面出现色点、色斑、流纹多、层裂等种种现象，而且还会影响到产品的二次加工性。另外，由于母料中带有颜料，而母料与原材料相混合后，这种颜料就会分散到成品中去，如不采取一定的技术措施，颜料就很难均匀分散，以致产生颜色深浅不一，严重影响产品质量，而且还会使各部分收缩不均匀而产生翘曲的现象。故与PS片材相配套的高档母料的开发对提高其产品质量及拓宽使用领域起着重要的作用，所以PS片材专用母粒的开发刻不容缓。

根据PS片材专用母粒的技术性能要求，其研发的技术关键是：（1）解决产品表面色点、色斑、流纹多等现象；（2）解决模口产生析出物而导致产品表面划痕、粗糙等，导致停机处理问题；（3）解决母粒与PS片材的相容性差问题，同时解决产品的粒径大小不一、易凝聚等现象。

一、实验部分

（一）主要原料

PS接枝材料、PS基材、分散剂、热稳定剂、抗紫外线剂（Tinuvin783）、抗氧剂（1681010）市售、抗紫外线剂（市售）、颜料（酞青蓝、钛白粉等）。

（二）实验仪器设备

三辊混炼机、双辊混炼机、密炼机、高混机、高速粉碎机、往复机、布斯机。

（三）PS专用母粒制备

1．接枝材料的制备。采用高密度聚乙烯（HDPE）作为被接枝单体，与马来酸酐（MAH）酸性官能团单体进行接枝，在螺杆挤出机中进行熔融反应，由于极性的接枝单体特别是马来酸酐在非极性的聚烯烃中的溶解度有限，因而实质上这种接枝方法并非均相，大多数反应体系存在有两相，即溶有单体的聚合物相和单体相，而引发剂在两相的单体中分配存在，与单体接触的聚合物才有可能发生接枝反应，所以两者的用量、反应温度等因素都会影响到接技效果，因而两者的比例、温度是我们化了很多的精力与时间才获得较为理想的效果；另外对于反应设备--挤出机螺杆来说，其剪切引起的聚烯烃与反应单体之间相界面的更新，使混合方式与混合强度直接影响到接枝反应和其它副反应，在一定范围内，转子和螺杆转速的提高有利于提高接枝率，锥型双螺杆挤出机使接枝率得到明显提高。

2．HIPS为基材的选择。由于聚烯烃品种繁多，对PS片材作为材料的制品中鲜有专用母料，由于各种母料具有一定的适用性，而且由于母料研制投入较大，因而其品种数量有限，所以缺乏针对性，与其他原材料之间相容性不够。采用HIPS为基材，使产品应用于PS片材制品中，针对性强，相容性好，解决了普通色母因母粒与PS片材相容性不佳而影响制品质量等问题。

3．抗紫外线剂的选择。由于高抗冲聚苯乙烯（HIPS）材料广泛应用于不同的户外产品，在阳光的长期照射下，不仅会使颜色发生变化，而且会使性能发生改变，所以在高档母粒中添加抗紫外线剂可以提高母粒的综合性能，所们通过对比试验，选用了性能更为稳定的Tinuvin 783作为光稳定剂。

（四）制备工艺

（五）性能测试

拉伸强度和断裂伸长率及弹性模量按GB4455-94方法测定；膜表面光学性能按ASTMD-2475-90方法测定；厚度均匀性按DIN53370方法测定。

二、结果与讨论

（一）PS片材专用母粒性能

在产品载体上采用了特制的接枝材料，增强了产品的相溶性和着色力，解决了普通母粒分散性能差而导致产品表面色点、色斑、流纹多等现象；提高了产品的二次加工性能，解决了模口产生析出物而使产品表面产生划痕、粗糙等缺陷，导致停机处理等问题。

采用与应用产品相匹配的基材，颜料通过预处理，解决了普通产品的粒径粗细不一、易凝聚等现象，提高了产品的细度，解决了凝聚等问题。

产品应用于PS片材制品中，针对性强，相容性好，解决了普通产品因母粒与PS片材相容性不佳而影响制品质量等问题。

（二）PS片材专用母粒相容性

为了提高母粒中各种成份之间的相容性，通常在母粒中添加相容剂，以降低界面张力，增加界面粘结，而相容剂品种繁多，经反应后产生的成份非常复杂。目前，采用接枝材料作为相容剂是最多的一种方法，通过对聚烯烃接枝极性单体使其极性化，利用极性基团的极性和反应性，改善其性能上的不足，同时又可增加新的性质，通过聚烯烃经反应挤出接枝物后制成的一种界面材料，这是一种高分子反应偶联剂，添加少量这种接枝相容剂，能极大地改善聚烯烃与尼龙（PA）、玻纤、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、木粉、云母等极性材料的相容性和界面亲和性，形成均匀分散的热力学稳定体系，从而达到改善和提高产品性能的目的。

（三）PS片材专用母粒包覆技术

包覆可防止晶体表面和聚合物熔体的直接接触，而且这种经包覆的颜料能防止制品翘曲的出现。市场上最先出现的包覆型颜料是为聚烯烃注射成型再着色的酞菁蓝，随后出现了很多品种。包覆对剪切很敏感，如果剪切力过高包覆就会受到损害，晶体表面和聚合物熔体的直接作用就不可避免，而且翘曲将会重新发生。在对颜料进行包覆处理中，我们采用EVA腊/和褐煤腊作为分散剂，通过多道生产工序进行处理，主要是高速捏合、双辊混炼、密炼等，其中颜料与分散剂的比例，融溶的温度、物料在螺杆内停留的时间都会对产品的质量产生较大的影响，通过对比试验，选用最佳方案后，最后达到比较稳定的效果。

（四）PS片材专用母粒细度

若结晶体较粗，导致细度不够，添加到原材料中去，在反应时不能很好地分散到制品中去，甚至产生凝聚等现象，使制品不够细腻、表面光洁度不高，如这种母粒带有颜料，则颜色也不会一致，甚至导致产品表面色点、色斑、流纹多等现象；如这种母粒带有某种功能，则会使这种功能得不到正常发挥，甚至丧失，所以细度对产品的质量起着重要的作用。采用与应用产品相匹配的基材，颜料通过预处理，解决了普通产品的粒径大小不一、易凝聚等现象，提高了产品的细度，解决了凝聚等问题。

三、结论

1．PS片材专用母粒配方合理，工艺路线可行，与PS片材相容性好，针对性强，质量好。

2．研发PS片材专用母粒采用高密度聚乙烯（HDPE）作为被接枝单体，与马来酸酐（MAH）酸性官能团单体进行接枝，是提高产品相容性的关键。

3．研发的PS片材专用母粒与国内同类产品相比，综合性能上具有明显的市场竞争优势。由此表明PS片材专用母粒具有很广泛的应用领域。

参考文献

[1]陈志军，方少明．“功能母料”，2007，（7）．

[2]王仲文．“浓色母粒的开发与应用”[J]．“工程塑料应用”，1991，（4）．