提高抗沖acr助劑分散性的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于ACR助劑制備領域，具體涉及一種提高抗沖ACR助劑分散性的方法，步驟如下：在反應容器中加入水，通入氮氣，加入聚合單體、分子量調節(jié)劑和乳化劑，攪拌后加入引發(fā)劑反應，反應完成后保溫，再降溫得到高分子量聚合物乳液；將所得的高分子量聚合物乳液加入到抗沖ACR乳液中，攪拌、噴霧、干燥，即得。本發(fā)明科學合理、簡單易行，先制得高分子量的加工助劑，添加入抗沖ACR中，進行混合，不僅對其沖擊強度影響很小，而其分散性得到極大改善，同時由于添加了高分子的加工助劑，可提高PVC的流動性和加工性能，減少其原有配方中加工助劑的添加量。
【專利說明】提高抗沖ACR助劑分散性的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于ACR助劑制備領域，具體涉及一種提高抗沖ACR助劑分散性的方法?！颈尘凹夹g】
[0002]聚氯乙烯作為用途廣泛的通用塑料，由于其優(yōu)異的力學性能和低廉的價格被廣泛地應用于各種領域。但是由于PVC樹脂本身有熱穩(wěn)定性差、耐低溫性能差、流動性差和韌性不足等缺點，所以要加入各種助劑以改善它的性能。丙烯酸酯類抗沖改性劑與其他抗沖改性劑相比，加工性能好，抗沖擊效果明顯；制品表面美觀，具有優(yōu)良的耐候性；品種牌號多，用途廣泛。80年代初，日本學者Okubo提出“粒子設計”的新概念，進一步推動了核-殼結構丙烯酸酯類共聚物的發(fā)展。到目前為止，核-殼結構聚合型改性劑一直是人們研究的熱點，其合成、結構、性能等研究都取得了很大進展。
[0003]抗沖改性劑的作用主要是改善PVC樹脂的常溫、低溫脆性及機械強度，促進PVC樹脂的熔化過程，改進流變性能。其主要用在PVC硬制品和半硬制品中，伴隨著PVC建材工業(yè)的發(fā)展及應用領域的不斷拓寬，PVC用抗沖改性劑市場呈現(xiàn)出產銷兩旺的勢頭。其中具有核-殼結構的ACR類抗沖改性劑以其優(yōu)異的增韌性、良好的耐候性、很好的成型加工性以及制品美觀、尺寸精度高且能在很寬的使用溫度范圍內保持最佳的沖擊強度等優(yōu)點而倍受人們關注，發(fā)展十分迅速。
[0004]丙烯酸酯類抗沖改性劑是一種具有核/殼結構的高分子聚合物，即以交聯(lián)的丙烯酸酯類橡膠狀聚合物為“核”，以丙烯酸酯類塑料狀聚合物為“殼”的核/殼結構聚合物。核/殼改性劑的結構與尺寸是在合成過程中就被確定下來的，由于外層的組分特性，在粒子被分散到基體樹脂中以后也保持不變，而線型高聚物和本體橡膠與基體樹脂共混后的最終結構形態(tài)和尺寸受到加工條件的影響。核殼結構改性劑具有既定的粒子尺寸和較窄的尺寸分布，而且可以從結構上進行優(yōu)化設計，因此核/殼結構改性劑是一種比較理想的沖擊改性劑。
[0005]核/殼組成比是影響ACR增韌改性PVC性能的一個重要參數(shù)。一方面，核組分含量低時，改性劑主要由硬單體組分構成，使得銀紋引發(fā)、支化及終止速率降低，不能達到理想的增韌改性效果。另一方面，核含量較高時，殼組分又不能將其完全包裹，因而不能形成完整的核/殼結構，由于橡膠相的核粘性較大，破乳時乳膠粒子由于部分裸露而容易發(fā)生粘連和團聚，造成在PVC中無法均勻地分散，也同樣達不到理想的增韌目的。合適的核/殼組成比例要視具體體系中核殼的單體組成而定。
[0006]如果不能解決其分散不好的問題，一方面由于產品會結塊，特別是溫度高的地區(qū)，結塊尤為嚴重，會給其運輸帶來不便；另一方面，用于PVC制品生產時，在混料過程中，難以分散均勻，會導致制品質量不穩(wěn)定，產生許多問題而造成生產的中斷。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種提高抗沖ACR助劑分散性的方法，科學合理、簡單易行，極大改善了抗沖ACR助劑的分散性；應用于PVC時，提高了 PVC的流動性和加工性能，減少其原有配方中加工助劑的添加量。
[0008]本發(fā)明所述的提高抗沖ACR助劑分散性的方法，步驟如下:
[0009](I)在反應容器中加入水，通入氮氣，加入聚合單體、分子量調節(jié)劑和乳化劑，攪拌后加入引發(fā)劑反應，反應完成后保溫，再降溫得到高分子量聚合物乳液；
[0010](2)將所得的高分子量聚合物乳液加入到抗沖ACR乳液中，攪拌、噴霧、干燥，gp得。
[0011]步驟(1)中所述的聚合單體是丙烯酸酯類單體、苯乙烯或丙烯腈中的一種或幾種。
[0012]所述的丙烯酸酯類單體是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯中的一種或幾種。
[0013]步驟(1)中所述的分子量調節(jié)劑是十二烷基硫醇、3-巰基丙酸異辛酯、叔十二烷基硫醇、四(3-巰基丙酸)季茂四醇酯或3-巰基丙酸乙基己醇酯中的一種。
[0014]步驟(1)中所述的乳化劑是十二烷基硫酸納、十二烷基苯橫酸納、十二烷基橫酸鈉、雙十二烷基苯基醚二磺酸鈉或聚氧乙烯基醚硫酸鈉中的一種。
[0015]步驟(1)中所述的引發(fā)劑是過硫酸鉀、過硫酸銨或過氧化氫異丙苯中的一種。
[0016]步驟(1)中以質量百分比計，以水和聚合單體的總質量為100%計，配比如下:
[0017]水58-68%
[0018]聚合單體32-42%。
[0019]步驟(1)中所述的乳化劑的質量是聚合單體質量的0.4-3%，分子量調節(jié)劑的質量是聚合單體質量0.001-0.05%，引發(fā)劑的質量是聚合單體質量的0.01-0.1%。
[0020]步驟(1)中所述的反應溫度是55_80°C，保溫溫度是75_80°C，保溫時間是1_3小時，降溫到35-50°C。
[0021]步驟(1)中所述的攪拌時間是0.5-2小時。
[0022]步驟(2)中所述的高分子量聚合物乳液的純料質量是抗沖ACR乳液的純料質量的5-20%,高分子量聚合物乳液的純料是指高分子量聚合物乳液烘干后剩余部分，抗沖ACR乳液的純料是指抗沖ACR乳液烘干后剩余部分。
[0023]步驟(2)中所述的攪拌時間是0.5-2小時。
[0024]ACR抗沖擊改性劑的制備采用種子乳液聚合的分步聚合法。其優(yōu)點在于可以在合成反應過程中根據(jù)不同的需要，控制粒子的組成、尺寸、殼厚、殼層與核層半徑的比例、表面功能特征等，并且得到的粒子尺寸分布比較均勻。本發(fā)明方法，在抗沖ACR合成之后，破乳之前添加由丙烯酸酯類、苯乙烯或丙烯腈中的一種或幾種合成的高分子加工助劑，使之充分混合分散，再進行噴霧，制得產品。
[0025]本發(fā)明采用水為介質，通過加入相對應的乳化劑形成較好的乳液相，能夠使單體可以很均勻的分散在介質中，采用過氧化物作為引發(fā)劑，制得黏度范圍3-7的高分子聚合物乳液。再使之與抗沖ACR乳液充分混合，然后噴霧干燥，得到分散良好的抗沖ACR粉末顆粒。
[0026]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下有益效果:
[0027]本發(fā)明科學合理、簡單易行，先制得高分子量的加工助劑，用三氯甲烷做溶劑，黏度范圍3-7，添加入抗沖ACR中，進行混合，不僅對其沖擊強度影響很小，而其分散性得到極大改善，同時由于添加了高分子的加工助劑，可提高PVC的流動性和加工性能，減少其原有配方中加工助劑的添加量。
【具體實施方式】
[0028] 以下結合實施例對本發(fā)明做進一步描述。
[0029]實施例1
[0030](I)在反應容器中加入400g水，通入氮氣，加入240g甲基丙烯酸甲酯、60g丙烯酸丁酯、0.005g十二烷基硫醇、3.0g十二烷基硫酸鈉，攪拌0.5小時后，58°C下加入0.21g過硫酸鉀反應，反應完成后，80°C保溫I小時，再降溫到50°C得到高分子量聚合物乳液；
[0031](2)將所得的高分子量聚合物乳液加入到純料為3450g的抗沖ACR乳液中，充分攪拌2小時，噴霧、干燥，即得。
[0032]該實施例所得產品與本實施例中用到的原料抗沖ACR用于PVC制品做對比，實施例所得產品含純抗沖ACR92%，而沖擊強度僅下降2.2% ;本實施例所得產品與把本實施例中用到的原料抗沖ACR的殼增大8%做對比，則強度高7.6%，并且制品的塑化度要比后者的好。
[0033]實施例2
[0034](I)在反應容器中加入400g水，通入氮氣，加入220g甲基丙烯酸甲酯、60g苯乙烯、
0.002g3-巰基丙酸異辛酯、3.2g十二烷基磺酸鈉，攪拌2小時后，60°C下加入0.25g過硫酸銨反應，反應完成后，75°C保溫2小時，再降溫到35°C得到高分子量聚合物乳液；
[0035](2)將所得的高分子量聚合物乳液加入到純料為2520g的抗沖ACR乳液中，充分攪拌0.5小時，噴霧、干燥，即得。
[0036]該實施例所得產品與本實施例中用到的原料抗沖ACR用于PVC制品做對比，實施例所得產品含純抗沖ACR90%，而沖擊強度僅下降2.5% ;本實施例所得產品與把本實施例中用到的原料抗沖ACR的殼增大10%做對比，則強度高8.4%，并且制品的塑化度要比后者的好。
[0037]實施例3
[0038](I)在反應容器中加入380g水，通入氮氣，加入120g苯乙烯、60g丙烯腈、140g甲基丙烯酸甲酯、0.007g叔十二烷基硫醇、5.0g十二烷基苯磺酸鈉,攪拌I小時后,63°C下加入0.35g過氧化氫異丙苯反應，反應完成后，78°C保溫3小時，再降溫到45°C得到高分子量聚合物乳液；
[0039](2)將所得的高分子量聚合物乳液加入到純料為1680g的抗沖ACR乳液中，充分攪拌I小時，噴霧、干燥，即得。
[0040]該實施例所得產品與本實施例中用到的原料抗沖ACR用于PVC制品做對比，實施例所得產品含純抗沖ACR84%，而沖擊強度僅下降4.8% ;本實施例所得產品與把本實施例中用到的原料抗沖ACR的殼增大16%做對比，則強度高8.9%，并且制品的塑化度要比后者的好。
[0041]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎上，可以對之作一些修改和改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的，因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改和改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【權利要求】
1.一種提高抗沖ACR助劑分散性的方法，其特征在于步驟如下: (1)在反應容器中加入水，通入氮氣，加入聚合單體、分子量調節(jié)劑和乳化劑，攪拌后加入引發(fā)劑反應，反應完成后保溫，再降溫得到高分子量聚合物乳液； (2)將所得的高分子量聚合物乳液加入到抗沖ACR乳液中，攪拌、噴霧、干燥，即得。
2.根據(jù)權利要求1所述的提高抗沖ACR助劑分散性的方法，其特征在于步驟(1)中所述的聚合單體是丙烯酸酯類單體、苯乙烯或丙烯腈中的一種或幾種。
3.根據(jù)權利要求2所述的提高抗沖ACR助劑分散性的方法，其特征在于所述的丙烯酸酯類單體是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯中的一種或幾種。
4.根據(jù)權利要求1所述的提高抗沖ACR助劑分散性的方法，其特征在于步驟(1)中所述的分子量調節(jié)劑是十二烷基硫醇、3-巰基丙酸異辛酯、叔十二烷基硫醇、四(3-巰基丙酸)季茂四醇酯或3-巰基丙酸乙基己醇酯中的一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的提高抗沖ACR助劑分散性的方法，其特征在于步驟(1)中所述的乳化劑是十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、雙十二烷基苯基醚二磺酸鈉或聚氧乙烯基醚硫酸鈉中的一種。
6.根據(jù)權利要求1所述的提高抗沖ACR助劑分散性的方法，其特征在于步驟(1)中所述的引發(fā)劑是過硫酸鉀、過硫酸銨或過氧化氫異丙苯中的一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的提高抗沖ACR助劑分散性的方法，其特征在于步驟(1)中以質量百分比計，以水和聚合單體的總質量為100%計，配比如下: 水58-68% 聚合單體32-42%。
8.根據(jù)權利要求1所述的提高抗沖ACR助劑分散性的方法，其特征在于步驟(1)中所述的乳化劑的質量是聚合單體質量的0.4-3%，分子量調節(jié)劑的質量是聚合單體質量0.001-0.05%，引發(fā)劑的質量是聚合單體質量的0.01-0.1%。
9.根據(jù)權利要求1所述的提高抗沖ACR助劑分散性的方法，其特征在于步驟(1)中所述的反應溫度是55-80° C，保溫溫度是75-80°C，保溫時間是1_3小時，降溫到35_50°C。
10.根據(jù)權利要求1所述的提高抗沖ACR助劑分散性的方法，其特征在于步驟(2)中所述的高分子量聚合物乳液的純料質量是抗沖ACR乳液的純料質量的5-20%。
【文檔編號】C08F220/14GK103627125SQ201310613221
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權日:2013年11月26日
【發(fā)明者】劉春信, 張振國, 張海瑜, 唐曉明 申請人:山東瑞豐高分子材料股份有限公司