本發(fā)明涉及塑料助劑技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù):
高分子材料在我國(guó)發(fā)展趨勢(shì)非常優(yōu)越,聚碳酸酯(pc)是一種韌的熱塑性樹(shù)脂,并已在20世紀(jì)60年代初實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,90年代末實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),是產(chǎn)量?jī)H次于聚酰胺的第二大工程塑料。其有著優(yōu)良的機(jī)械性能,但對(duì)缺口敏感,缺口韌性受到一定的限制。
目前涉及到工程塑料pc樹(shù)脂的增韌劑主要有mbs樹(shù)脂、acr樹(shù)脂、馬來(lái)酸酐接枝共聚物(eva-g-mah)、納米無(wú)機(jī)顆粒等等,但都存在一些問(wèn)題,如由于mbs樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)中含有丁二烯,其碳碳雙鍵不飽和結(jié)構(gòu)使其暴露在空氣中或在紫外線的照射下容易發(fā)生老化現(xiàn)象,導(dǎo)致mbs樹(shù)脂的耐候性較差。acr樹(shù)脂的耐低溫性能、耐污性能較差,透水性和吸水性也較高,而且存在“熱粘冷脆”的現(xiàn)象。
現(xiàn)有的增韌劑耐磨性能較差,且不具有自清潔功能,因此,有必要研發(fā)一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足,本發(fā)明的目的在于提供一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的制備方法,該制備方法采用間歇法的單體加入方式,簡(jiǎn)化了聚合反應(yīng)過(guò)程,提高了整體反應(yīng)效率,步驟簡(jiǎn)單,操作控制方便,質(zhì)量穩(wěn)定,可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑,該自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑具有優(yōu)異的韌性、耐磨性和抗沖擊性能,自清潔耐污性能優(yōu)良,還具有優(yōu)異的耐高溫和耐寒性能。
本發(fā)明的還一個(gè)目的在于提供一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的應(yīng)用,該自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑應(yīng)用于聚碳酸酯中可以提高基體樹(shù)脂的耐磨性能和自清潔耐污性能。
本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的制備方法,包括如下步驟:
(1)將有機(jī)硅氧烷單體混合均勻,使用均質(zhì)機(jī)在8000~12000rpm轉(zhuǎn)速下高速剪切5~20min,加入到溶解有催化劑和乳化劑的水溶液中,在85~100℃溫度下反應(yīng)6~12h,得到有機(jī)聚硅氧烷核乳液;其中,有機(jī)硅氧烷單體的總質(zhì)量為水質(zhì)量的20%~40%,催化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的1%~5%,乳化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的1%~20%;
(2)將有機(jī)硅核乳液用堿液調(diào)節(jié)ph值至9~12,然后加入含氟丙烯酸酯單體和共聚單體,再加入引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑,于65~85℃溫度下攪拌反應(yīng)5-10h,得到有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液;其中,含氟丙烯酸酯單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的5%-15%,共聚單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的30%~50%,引發(fā)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.1%-0.8%,交聯(lián)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.2%-0.6%;
(3)將有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液的固含量稀釋后,加破乳劑破乳,離心后烘干粉碎,制得所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑;其中,破乳劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液質(zhì)量的0.5-3倍。
優(yōu)選的,所述步驟(1)中,有機(jī)硅氧烷單體是由環(huán)狀硅氧烷單體、多功能團(tuán)硅氧烷單體和乙烯基硅氧烷單體以重量比20-60:0.1-1.0:0.5-1.5組成的混合物。
本發(fā)明通過(guò)采用環(huán)狀硅氧烷單體、多功能團(tuán)硅氧烷單體和乙烯基硅氧烷單體作為有機(jī)硅氧烷單體復(fù)配使用,并控制其重量比為20-60:0.1-1.0:0.5-1.5,可以提高樹(shù)脂的抗沖擊性能、耐熱性和阻燃性。
優(yōu)選的,所述環(huán)狀硅氧烷單體為六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷、三氫三甲基環(huán)三硅氧烷、三甲基三苯基環(huán)三硅氧烷、三甲基三乙烯基環(huán)三硅氧烷、三乙烯基三苯基環(huán)三硅氧烷、四氫四甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基四苯基環(huán)四硅氧烷、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷、四乙烯基四苯基環(huán)四硅氧烷、八苯基環(huán)四硅氧烷、八乙烯基環(huán)四硅氧烷、二乙基六甲基環(huán)四硅氧烷、二乙烯基六甲基環(huán)四硅氧烷、二苯基六甲基環(huán)四硅氧烷、乙烯基七甲基環(huán)四硅氧烷和苯基七甲基環(huán)四硅氧烷中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述環(huán)狀硅氧烷單體,可以控制聚合物的粒徑,從而提高樹(shù)脂的抗沖擊強(qiáng)度和阻燃性。優(yōu)選的,所述環(huán)狀硅氧烷單體為六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷和十二甲基環(huán)六硅氧烷中的至少一種。更為優(yōu)選的,所述環(huán)狀硅氧烷單體是由六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、以重量比1:1.5-2.5:0.8-1.2組成的混合物。
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體為甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、1,3-雙[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1,4-雙[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1,3-雙[1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1,4-雙[1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1-[1_(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]-3-[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯和1-[1_(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]-4-[2-二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述多功能硅氧烷單體,可以作為交聯(lián)劑使用,促進(jìn)或調(diào)節(jié)聚合物分子鏈間共價(jià)鍵或離子鍵形成,從而使多個(gè)線型分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì),可以提高樹(shù)脂的抗沖擊性能和阻燃性。優(yōu)選的,所述多功能團(tuán)硅氧烷單體為甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、1,3-雙[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯中的至少一種。更為優(yōu)選的,所述多功能團(tuán)硅氧烷單體是由甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷以重量比0.4-0.8:0.8-1.2:1組成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷單體為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基乙基二甲氧基硅烷、乙烯基乙基二乙氧基硅烷、對(duì)乙烯基苯基甲基甲氧基硅烷、對(duì)乙烯基苯基乙基甲氧基硅烷、(1-丙烯基)三甲氧基硅烷、苯乙烯基三甲氧基硅烷、2-(對(duì)乙烯基苯基)乙基甲基二甲氧基硅烷、3-(對(duì)乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基甲基二甲氧基硅烷、烯丙基甲基二乙氧基硅烷、烯丙基乙基二甲氧基硅烷、烯丙基乙基二乙氧基硅烷、γ-巰基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基乙基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述乙烯基硅氧烷單體,可以作為偶聯(lián)劑使用,用于在有機(jī)聚硅氧烷的側(cè)鏈或末端導(dǎo)入乙烯基聚合性官能團(tuán)的成分,該乙烯基聚合性官能團(tuán)作為與由共聚單體形成的共聚聚合物化學(xué)結(jié)合時(shí)的接枝活性點(diǎn)而發(fā)揮作用。優(yōu)選的,所述乙烯基硅氧烷單體為乙烯基三甲氧基硅烷、苯乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷中的至少一種。更為優(yōu)選的,所述乙烯基硅氧烷單體是由乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷以重量比1:1.5-2.5:2-4組成的混合物。
優(yōu)選的,所述步驟(1)中,催化劑為酸性催化劑,所述酸性催化劑為烷基磺酸類、烯基磺酸類、芳基磺酸類、無(wú)機(jī)酸類和其它有機(jī)酸類中的至少一種;所述烷基磺酸類為甲基磺酸、三氟甲基磺酸、乙基磺酸、羥乙基磺酸、丙基磺酸和1-丁基磺酸中的至少一種;所述烯基磺酸類為乙烯基磺酸、丙烯磺酸和甲基丙烯磺酸中的至少一種;所述芳基磺酸類為苯磺酸、甲基苯磺酸、二甲基苯磺酸、乙基苯磺酸、二乙基苯磺酸和十二烷基苯磺酸的至少一種;所述無(wú)機(jī)酸類為甲基磺酸、乙烯磺酸、苯磺酸、甲基苯磺酸和十二烷基苯磺酸的至少一種;所述其它有機(jī)酸類為甲酸、乙酸、羥基乙酸、乳酸、丙二酸、富馬酸和馬來(lái)酸的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述酸性催化劑,容易使有機(jī)聚硅氧烷乳液的粒徑分布窄,另外,容易減少由有機(jī)聚硅氧烷的乳化劑成分引起的樹(shù)脂外觀不良的現(xiàn)象,還可以提高樹(shù)脂在低溫時(shí)的沖擊強(qiáng)度。優(yōu)選的,所述酸性催化劑為甲基磺酸、乙烯磺酸、苯磺酸、甲基苯磺酸和十二烷基苯磺酸中的至少一種。更為優(yōu)選的,所述酸性催化劑是由甲基磺酸、甲基苯磺酸和十二烷基苯磺酸以重量比0.4-0.8:0.8-1.2:1組成的混合物。
乳化劑為陽(yáng)離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述乳化劑,其乳化效果好,有利于有機(jī)硅氧烷單體、含氟苯乙烯單體和共聚單體的乳化分散,加快反應(yīng)進(jìn)行。優(yōu)選的,所述乳化劑為陰離子表面活性劑和/或非離子表面活性劑。更為優(yōu)選的,所述乳化劑是由陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑以重量比1-2:1組成的混合物。
所述陽(yáng)離子表面活性劑為烷基三甲基季銨鹽、二烷基二甲基季銨鹽、芐基烷基二甲基季銨鹽、單烷基季銨鹽、烷基酚聚氧乙烯基季銨鹽、n-烷基二乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、吡啶鹽、咪唑啉和嗎啉中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述陽(yáng)離子表面活性劑,其乳化效果好,有利于有機(jī)硅氧烷單體、含氟苯乙烯單體和共聚單體的乳化分散,加快反應(yīng)進(jìn)行。優(yōu)選的,所述陽(yáng)離子表面活性劑為烷基三甲基季銨鹽、單烷基季銨鹽、烷基酚聚氧乙烯基季銨鹽和n-烷基二乙醇胺鹽中的至少一種。更為優(yōu)選的,所述陽(yáng)離子表面活性劑是由烷基三甲基季銨鹽、烷基酚聚氧乙烯基季銨鹽和n-烷基二乙醇胺鹽以重量比1.2-1.6:1.8-2.6:1組成的混合物。
所述陰離子表面活性劑為烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、脂肪酸鹽、硫酸烷基氫酯、聚氧乙烯烷基醚硫酸氫酯、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸氫酯、n-?;;撬?、烷基苯磺酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸酯、α-烯烴磺酸酯、烷基萘磺酸酯、烷基二苯基醚二磺酸酯、磺基琥珀酸二烷基酯、磺基琥珀酸單烷基酯、聚氧乙烯烷基醚酯、n-?;被猁}和烷基磷酸酯中的至少一種.
本發(fā)明通過(guò)采用上述陰離子表面活性劑,其乳化效果好,有利于有機(jī)硅氧烷單體、含氟苯乙烯單體和共聚單體的乳化分散,加快反應(yīng)進(jìn)行。優(yōu)選的,所述陰離子表面活性劑為烷基苯磺酸鹽、烷基苯磺酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸酯和磺基琥珀酸單烷基酯中的至少一種。更為優(yōu)選的,所述陰離子表面活性劑是由烷基苯磺酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸酯和磺基琥珀酸單烷基酯以重量比0.5-1.5:1.4-2.2:1組成的混合物。
所述非離子表面活性劑為異構(gòu)醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、三甲基壬醇聚氧乙烯醚、甘油單酸硬脂酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸醋、聚甘油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯硬化蓖麻油脂肪酸酯和聚氧乙烯改性的有機(jī)聚硅氧烷中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述非離子表面活性劑,其乳化效果好,有利于有機(jī)硅氧烷單體、含氟苯乙烯單體和共聚單體的乳化分散,加快反應(yīng)進(jìn)行。優(yōu)選的,所述非離子表面活性劑為脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、甘油單酸硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯改性的有機(jī)聚硅氧烷中的至少一種。更為優(yōu)選的,所述非離子表面活性劑是由脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、甘油單酸硬脂酸酯和聚氧乙烯改性的有機(jī)聚硅氧烷以重量比1:0.8-1.2:1.6-2.4組成的混合物。
優(yōu)選的,所述步驟(2)中,含氟丙烯酸酯單體為丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸五氟丙酯、甲基丙烯酸五氟丙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十七氟壬酯、甲基丙烯酸十七氟壬酯、丙烯酸十七氟癸酯和甲基丙烯酸十七氟癸酯的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述含氟丙烯酸酯單體,可以改良熱塑性樹(shù)脂的抗沖擊性能和熔融特性,改良滑動(dòng)性、耐擦傷性、防水性、防油性、耐污性、耐指紋性等表面特性。優(yōu)選的,所述含氟丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯和丙烯酸十三氟辛酯的至少一種。更為優(yōu)選,所述含氟丙烯酸酯單體是由甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯和丙烯酸十三氟辛酯以重量比1:0.8-0.8:0.8-1.2組成的混合物。
共聚單體為苯乙烯類單體、丙烯腈類單體、丙烯酸酯類單體、甲基丙烯酸酯類單體、烯基類單體、不飽和羧酸類單體和馬來(lái)酰亞胺類單體中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述共聚單體,與有機(jī)硅氧烷單體、含氟丙烯酸酯單體聚合,可以提高樹(shù)脂的阻燃性、耐熱性和抗沖擊性能。優(yōu)選的,所述共聚單體為苯乙烯類單體、丙烯腈類單體、丙烯酸酯類單體和甲基丙烯酸酯類單體中的至少一種。
所述苯乙烯類單體為苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、對(duì)甲基苯乙烯和鄰叔丁基苯乙烯中的至少一種;所述丙烯腈類單體為丙烯腈和/或甲基丙烯腈;所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸月桂酯中的至少一種;所述甲基丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸異冰片酯和甲基丙烯酸月桂酯中的至少一種;所述烯基類單體為乙烯、丙烯、丁二烯、異戊二烯、和5-乙烯基-2-降冰片烯、丙烯酰胺、n-甲基丙烯酰胺、乙烯基咪唑、乙酸乙烯酯、乙烯基烷基醚、乙烯基呋喃、n-乙烯基咔唑、乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷、乙酸乙烯酯、乙烯基烷基醚、甲基丙烯酸烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、馬來(lái)酸二烯丙酯、醋酸乙烯酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一種;所述不飽和羧酸類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸、富馬酸和衣康酸中的至少一種;所述馬來(lái)酰亞胺類單體為馬來(lái)酰亞胺、n-甲基馬來(lái)酰亞胺、n-苯基馬來(lái)酰亞胺、n-(2-甲基苯基)馬來(lái)酰亞胺、n-(4-羥基苯基)馬來(lái)酰亞胺和n-環(huán)己基馬來(lái)酰亞胺中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述苯乙烯類單體、丙烯腈類單體、丙烯酸酯類單體、甲基丙烯酸酯類單體、烯基類單體、不飽和羧酸類單體和馬來(lái)酰亞胺類單體,與有機(jī)硅氧烷單體、含氟苯乙烯單體聚合,可以提高樹(shù)脂的清潔耐磨性能、阻燃性、耐熱性和抗沖擊性能。
更為優(yōu)選的,所述共聚單體是由苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯以重量比1:0.4-0.8:1.5-2.5:2-4組成的混合物。
優(yōu)選的,所述步驟(2)中,引發(fā)劑為有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑、無(wú)機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑和氧化還原引發(fā)劑中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述引發(fā)劑,其引發(fā)效果好,可以引發(fā)自由基聚合和共聚合反應(yīng),能提高有機(jī)硅氧烷單體、含氟苯乙烯單體和共聚單體的聚合速率。優(yōu)選的,所述引發(fā)劑為有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑和/或無(wú)機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑。
有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化月桂酰、異丙苯過(guò)氧化氫、叔丁基過(guò)氧化氫、過(guò)氧化二叔丁基、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧化叔戊酸叔丁基酯、過(guò)氧化甲乙酮、過(guò)氧化環(huán)己酮、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯和過(guò)氧化二碳酸二環(huán)己酯中的至少一種;無(wú)機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉和過(guò)硫酸銨中的至少一種;偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯和2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)中的至少一種;氧化還原引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基過(guò)氧化氫/雕白塊、叔丁基過(guò)氧化氫/焦亞硫酸鈉、過(guò)硫酸銨/亞硫酸氫鈉、過(guò)硫酸鉀/亞硫酸氫鈉、過(guò)氧化氫/酒石酸、過(guò)氧化氫/吊白塊、過(guò)硫酸銨/硫酸亞鐵、過(guò)氧化氫/硫酸亞鐵、過(guò)氧化苯甲酰/n,n-二甲基苯胺、過(guò)氧化苯甲酰//n,n-二乙基苯胺、過(guò)氧化苯甲酰/焦磷酸亞鐵、過(guò)硫酸鉀/硝酸銀、過(guò)硫酸鹽/硫醇、異丙苯過(guò)氧化氫/氯化亞鐵、過(guò)硫酸鉀/氯化亞鐵、過(guò)氧化氫/氯化亞鐵和異丙苯過(guò)氧化氫/四乙烯亞胺中的至少一種;
本發(fā)明通過(guò)采用上述有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑、無(wú)機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑和氧化還原引發(fā)劑,其引發(fā)效果好,可以引發(fā)自由基聚合和共聚合反應(yīng),提高有機(jī)硅氧烷單體、含氟苯乙烯單體和共聚單體的聚合速率。
更為優(yōu)選的,所述引發(fā)劑是由過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸銨以重量比1.5-2.5:1:0.8-1.2組成的混合物。
鏈轉(zhuǎn)移劑為叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇、正十四烷基硫醇和正己基硫醇中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述鏈轉(zhuǎn)移劑,能有效地使鏈增長(zhǎng)自由基發(fā)生自由基轉(zhuǎn)移,可以調(diào)整接枝共聚物的分子量或接枝率。優(yōu)選的,所述鏈轉(zhuǎn)移劑為叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇和正十四烷基硫醇中的至少一種。更為優(yōu)選的,所述鏈轉(zhuǎn)移劑是由叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇和正十四烷基硫醇以重量比1.5-2.5:0.4-0.8:1組成的混合物。
優(yōu)選的,所述步驟(3)中,破乳劑為金屬鹽溶液和/或水溶性有機(jī)溶劑,所述金屬鹽溶液為氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、氯化鈣、氯化鎂、乙酸鉀、乙酸鈉、乙酸銨、乙酸鎂、乙酸鈣、硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸銨、硫酸鈣和硫酸鎂中的至少一種;所述水溶性有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、乙酸和丙酮中的至少一種。
本發(fā)明通過(guò)采用上述破乳劑,其破乳效果好,能破壞反應(yīng)液的乳化狀態(tài),便于反應(yīng)產(chǎn)物的分離純化。優(yōu)選的,所述破乳劑為氯化鈣、乙酸鎂、硫酸鈣和硫酸鎂中的至少一種。更為優(yōu)選的,所述破乳劑是由氯化鈣、乙酸鎂和硫酸鎂以重量比1-2:0.5-1.5:1組成的混合物。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑根據(jù)上述所述的制備方法制得。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的應(yīng)用,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑作為抗沖改性劑應(yīng)用于聚碳酸酯。
優(yōu)選的,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的添加量為聚碳酸酯總質(zhì)量的1-10wt%。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的制備方法采用間歇法的單體加入方式,簡(jiǎn)化了聚合反應(yīng)過(guò)程,提高了整體反應(yīng)效率,步驟簡(jiǎn)單,操作控制方便,質(zhì)量穩(wěn)定,可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑具有優(yōu)異的韌性、耐磨性和抗沖擊性能,自清潔耐污性能優(yōu)良,還具有優(yōu)異的耐高溫和耐寒性能。
本發(fā)明的自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑應(yīng)用于聚碳酸酯中可以提高基體樹(shù)脂的耐磨性能和自清潔耐污性能。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解,下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明,實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的制備方法,包括如下步驟:
(1)將有機(jī)硅氧烷單體混合均勻,使用均質(zhì)機(jī)在8000rpm轉(zhuǎn)速下高速剪切20min,加入到溶解有催化劑和乳化劑的水溶液中,在85℃溫度下反應(yīng)12h,得到有機(jī)聚硅氧烷核乳液;其中,有機(jī)硅氧烷單體的總質(zhì)量為水質(zhì)量的20%,催化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的1%,乳化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的1%;
(2)將有機(jī)硅核乳液用堿液調(diào)節(jié)ph值至9,然后加入含氟丙烯酸酯單體和共聚單體,再加入引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑,于65℃溫度下攪拌反應(yīng)10h,得到有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液;其中,含氟丙烯酸酯單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的5%,共聚單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的30%,引發(fā)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.1%,交聯(lián)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.2%;
(3)將有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液的固含量稀釋后,加破乳劑破乳,離心后烘干粉碎,制得所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑;其中,破乳劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液質(zhì)量的0.5倍。
所述步驟(1)中,有機(jī)硅氧烷單體是由環(huán)狀硅氧烷單體、多功能團(tuán)硅氧烷單體和乙烯基硅氧烷單體以重量比20:0.1:0.5組成的混合物。
所述環(huán)狀硅氧烷單體為六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷或三氫三甲基環(huán)三硅氧烷;
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體為甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷;
所述乙烯基硅氧烷單體為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷或乙烯基乙基二甲氧基硅烷。
所述步驟(1)中,催化劑為酸性催化劑,所述酸性催化劑為烷基磺酸類;所述烷基磺酸類為甲基磺酸、三氟甲基磺酸、乙基磺酸、羥乙基磺酸、丙基磺酸或1-丁基磺酸;
所述乳化劑為陽(yáng)離子表面活性劑;所述陽(yáng)離子表面活性劑為烷基三甲基季銨鹽、二烷基二甲基季銨鹽、芐基烷基二甲基季銨鹽、單烷基季銨鹽、烷基酚聚氧乙烯基季銨鹽、n-烷基二乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、吡啶鹽、咪唑啉或嗎啉。
所述步驟(2)中,含氟丙烯酸酯單體為丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸五氟丙酯或甲基丙烯酸五氟丙酯;
共聚單體為苯乙烯類單體;所述苯乙烯類單體為苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、對(duì)甲基苯乙烯、鄰叔丁基苯乙烯、嗅苯乙烯、氯苯乙烯或三氯苯乙烯。
所述步驟(2)中,引發(fā)劑為有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑;有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化月桂酰、異丙苯過(guò)氧化氫、叔丁基過(guò)氧化氫、過(guò)氧化二叔丁基、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧化叔戊酸叔丁基酯、過(guò)氧化甲乙酮、過(guò)氧化環(huán)己酮、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯或過(guò)氧化二碳酸二環(huán)己酯;
鏈轉(zhuǎn)移劑為叔十二烷基硫醇。
所述步驟(3)中,破乳劑為氯化鈣。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑根據(jù)上述所述的制備方法制得。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的應(yīng)用,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑作為抗沖改性劑應(yīng)用于聚碳酸酯。
所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的添加量為聚碳酸酯總質(zhì)量的1wt%。
實(shí)施例2
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的制備方法,包括如下步驟:
(1)將有機(jī)硅氧烷單體混合均勻,使用均質(zhì)機(jī)在9000rpm轉(zhuǎn)速下高速剪切16min,加入到溶解有催化劑和乳化劑的水溶液中,在88℃溫度下反應(yīng)10h,得到有機(jī)聚硅氧烷核乳液;其中,有機(jī)硅氧烷單體的總質(zhì)量為水質(zhì)量的25%,催化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的2%,乳化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的5%;
(2)將有機(jī)硅核乳液用堿液調(diào)節(jié)ph值至10,然后加入含氟丙烯酸酯單體和共聚單體,再加入引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑,于70℃溫度下攪拌反應(yīng)8h,得到有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液;其中,含氟丙烯酸酯單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的8%,共聚單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的35%,引發(fā)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.3%,交聯(lián)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.4%;
(3)將有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液的固含量稀釋后,加破乳劑破乳,離心后烘干粉碎,制得所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑;其中,破乳劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液質(zhì)量的1倍。
所述步驟(1)中,有機(jī)硅氧烷單體是由環(huán)狀硅氧烷單體、多功能團(tuán)硅氧烷單體和乙烯基硅氧烷單體以重量比30:0.3:0.8組成的混合物。
所述環(huán)狀硅氧烷單體為三甲基三苯基環(huán)三硅氧烷、三甲基三乙烯基環(huán)三硅氧烷、三乙烯基三苯基環(huán)三硅氧烷或四氫四甲基環(huán)四硅氧烷;
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體為乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷;
所述乙烯基硅氧烷單體為乙烯基乙基二乙氧基硅烷、對(duì)乙烯基苯基甲基甲氧基硅烷、對(duì)乙烯基苯基乙基甲氧基硅烷、(1-丙烯基)三甲氧基硅烷、苯乙烯基三甲氧基硅烷或2-(對(duì)乙烯基苯基)乙基甲基二甲氧基硅烷。
所述步驟(1)中,催化劑為酸性催化劑,所述酸性催化劑為烯基磺酸類;所述烯基磺酸類為乙烯基磺酸、丙烯磺酸或甲基丙烯磺酸;
所述乳化劑為陰離子表面活性劑;所述陰離子表面活性劑為烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、脂肪酸鹽、硫酸烷基氫酯、聚氧乙烯烷基醚硫酸氫酯、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸氫酯、n-?;;撬帷⑼榛交撬狨セ蚓垩跻蚁┩榛交鸦撬狨?。
所述步驟(2)中,含氟丙烯酸酯單體為丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸八氟戊酯或甲基丙烯酸八氟戊酯;
共聚單體為丙烯腈類單體;所述丙烯腈類單體為丙烯腈和/或甲基丙烯腈。
所述步驟(2)中,引發(fā)劑為無(wú)機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑;無(wú)機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸銨中的至少一種;
鏈轉(zhuǎn)移劑為正辛基硫醇。
所述步驟(3)中,破乳劑為氯化鈉。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑根據(jù)上述所述的制備方法制得。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的應(yīng)用,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑作為抗沖改性劑應(yīng)用于聚碳酸酯。
所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的添加量為聚碳酸酯總質(zhì)量的3wt%。
實(shí)施例3
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的制備方法,包括如下步驟:
(1)將有機(jī)硅氧烷單體混合均勻,使用均質(zhì)機(jī)在10000rpm轉(zhuǎn)速下高速剪切12min,加入到溶解有催化劑和乳化劑的水溶液中,在92℃溫度下反應(yīng)9h,得到有機(jī)聚硅氧烷核乳液;其中,有機(jī)硅氧烷單體的總質(zhì)量為水質(zhì)量的30%,催化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的3%,乳化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的10%;
(2)將有機(jī)硅核乳液用堿液調(diào)節(jié)ph值至10.5,然后加入含氟丙烯酸酯單體和共聚單體,再加入引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑,于75℃溫度下攪拌反應(yīng)7h,得到有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液;其中,含氟丙烯酸酯單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的10%,共聚單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的40%,引發(fā)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.5%,交聯(lián)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.4%;
(3)將有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液的固含量稀釋后,加破乳劑破乳,離心后烘干粉碎,制得所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑;其中,破乳劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液質(zhì)量的1.5倍。
所述步驟(1)中,有機(jī)硅氧烷單體是由環(huán)狀硅氧烷單體、多功能團(tuán)硅氧烷單體和乙烯基硅氧烷單體以重量比40:0.5:1組成的混合物。
所述環(huán)狀硅氧烷單體為四甲基四苯基環(huán)四硅氧烷、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷、四乙烯基四苯基環(huán)四硅氧烷或八苯基環(huán)四硅氧烷;
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體為四乙氧基硅烷、1,3-雙[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1,4-雙[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1,3-雙[1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯或1,4-雙[1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯;
所述乙烯基硅氧烷單體為3-(對(duì)乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基甲基二甲氧基硅烷、烯丙基甲基二乙氧基硅烷、烯丙基乙基二甲氧基硅烷或烯丙基乙基二乙氧基硅烷。
所述步驟(1)中,催化劑為酸性催化劑,所述酸性催化劑為芳基磺酸類;所述芳基磺酸類為苯磺酸、甲基苯磺酸、二甲基苯磺酸、乙基苯磺酸、二乙基苯磺酸或十二烷基苯磺酸;
所述乳化劑為陰離子表面活性劑;所述陰離子表面活性劑為α-烯烴磺酸酯、烷基萘磺酸酯、烷基二苯基醚二磺酸酯、磺基琥珀酸二烷基酯、磺基琥珀酸單烷基酯、聚氧乙烯烷基醚酯、n-?;被猁}或烷基磷酸酯。
所述步驟(2)中,丙烯酸十二氟庚酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯;
共聚單體為丙烯酸酯類單體;所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯或丙烯酸月桂酯。
所述步驟(2)中,引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑;偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯或2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈);
鏈轉(zhuǎn)移劑為正十四烷基硫醇。
所述步驟(3)中,破乳劑為乙酸鎂。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑根據(jù)上述所述的制備方法制得。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的應(yīng)用,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑作為抗沖改性劑應(yīng)用于聚碳酸酯。
所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的添加量為聚碳酸酯總質(zhì)量的5wt%。
實(shí)施例4
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的制備方法,包括如下步驟:
(1)將有機(jī)硅氧烷單體混合均勻,使用均質(zhì)機(jī)在11000rpm轉(zhuǎn)速下高速剪切8min,加入到溶解有催化劑和乳化劑的水溶液中,在96℃溫度下反應(yīng)8h,得到有機(jī)聚硅氧烷核乳液;其中,有機(jī)硅氧烷單體的總質(zhì)量為水質(zhì)量的35%,催化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的4%,乳化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的15%;
(2)將有機(jī)硅核乳液用堿液調(diào)節(jié)ph值至11,然后加入含氟丙烯酸酯單體和共聚單體,再加入引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑,于80℃溫度下攪拌反應(yīng)6h,得到有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液;其中,含氟丙烯酸酯單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的12%,共聚單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的45%,引發(fā)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.6%,交聯(lián)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.5%;
(3)將有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液的固含量稀釋后,加破乳劑破乳,離心后烘干粉碎,制得所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑;其中,破乳劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液質(zhì)量的2倍。
所述步驟(1)中,有機(jī)硅氧烷單體是由環(huán)狀硅氧烷單體、多功能團(tuán)硅氧烷單體和乙烯基硅氧烷單體以重量比50:0.8:1.2組成的混合物。
所述環(huán)狀硅氧烷單體為八苯基環(huán)四硅氧烷、八乙烯基環(huán)四硅氧烷、二乙基六甲基環(huán)四硅氧烷或二乙烯基六甲基環(huán)四硅氧烷;
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體為1-[1_(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]-3-[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基];
所述乙烯基硅氧烷單體為γ-巰基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二甲基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基甲基硅烷。
所述步驟(1)中,催化劑為酸性催化劑,所述酸性催化劑為無(wú)機(jī)酸類;所述無(wú)機(jī)酸類為鹽酸、氫溴酸、硫酸、硝酸或磷酸;
所述乳化劑為非離子表面活性劑;所述非離子表面活性劑為異構(gòu)醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、三甲基壬醇聚氧乙烯醚、甘油單酸硬脂酸酯或脂肪酸聚氧乙烯酸酯。
所述步驟(2)中,含氟丙烯酸酯單體為丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十三氟辛酯;
共聚單體為甲基丙烯酸酯類單體;所述甲基丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸異冰片酯或甲基丙烯酸月桂酯。
所述步驟(2)中,引發(fā)劑為氧化還原引發(fā)劑;氧化還原引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基過(guò)氧化氫/雕白塊、叔丁基過(guò)氧化氫/焦亞硫酸鈉、過(guò)硫酸銨/亞硫酸氫鈉、過(guò)硫酸鉀/亞硫酸氫鈉、過(guò)氧化氫/酒石酸、過(guò)氧化氫/吊白塊、過(guò)硫酸銨/硫酸亞鐵或過(guò)氧化氫/硫酸亞鐵;
鏈轉(zhuǎn)移劑為正己基硫醇。
所述步驟(3)中,破乳劑為硫酸鈣。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑根據(jù)上述所述的制備方法制得。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的應(yīng)用,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑作為抗沖改性劑應(yīng)用于聚碳酸酯。
所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的添加量為聚碳酸酯總質(zhì)量的8wt%。
實(shí)施例5
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的制備方法,包括如下步驟:
(1)將有機(jī)硅氧烷單體混合均勻,使用均質(zhì)機(jī)在12000rpm轉(zhuǎn)速下高速剪切5min,加入到溶解有催化劑和乳化劑的水溶液中,在100℃溫度下反應(yīng)6h,得到有機(jī)聚硅氧烷核乳液;其中,有機(jī)硅氧烷單體的總質(zhì)量為水質(zhì)量的40%,催化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的5%,乳化劑的用量為有機(jī)硅氧烷單體質(zhì)量的20%;
(2)將有機(jī)硅核乳液用堿液調(diào)節(jié)ph值至12,然后加入含氟丙烯酸酯單體和共聚單體,再加入引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑,于85℃溫度下攪拌反應(yīng)5h,得到有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液;其中,含氟丙烯酸酯單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的15%,共聚單體的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的50%,引發(fā)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.8%,交聯(lián)劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷核乳液質(zhì)量的0.6%;
(3)將有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液的固含量稀釋后,加破乳劑破乳,離心后烘干粉碎,制得所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑;其中,破乳劑的用量為有機(jī)聚硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯的聚合物乳液質(zhì)量的3倍。
所述步驟(1)中,有機(jī)硅氧烷單體是由環(huán)狀硅氧烷單體、多功能團(tuán)硅氧烷單體和乙烯基硅氧烷單體以重量比60:1.0:1.5組成的混合物。
所述環(huán)狀硅氧烷單體為二苯基六甲基環(huán)四硅氧烷、乙烯基七甲基環(huán)四硅氧烷或苯基七甲基環(huán)四硅氧烷;
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體為甲1-[1_(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]-4-[2-二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯;
所述乙烯基硅氧烷單體為γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基乙基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。
所述步驟(1)中,催化劑為酸性催化劑,所述酸性催化劑為其它有機(jī)酸類;所述其它有機(jī)酸類為甲酸、乙酸、羥基乙酸、乳酸、丙二酸、富馬酸或馬來(lái)酸;
所述乳化劑為非離子表面活性劑;所述非離子表面活性劑為脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸醋、聚甘油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯硬化蓖麻油脂肪酸酯或聚氧乙烯改性的有機(jī)聚硅氧烷。
所述步驟(2)中,含氟丙烯酸酯單體為丙烯酸十七氟壬酯、甲基丙烯酸十七氟壬酯、丙烯酸十七氟癸酯或甲基丙烯酸十七氟癸酯;
共聚單體為烯基類單體、不飽和羧酸類單體或馬來(lái)酰亞胺類單體;所述烯基類單體為乙烯、丙烯、丁二烯、異戊二烯、和5-乙烯基-2-降冰片烯、丙烯酰胺、n-甲基丙烯酰胺、乙烯基咪唑、乙酸乙烯酯、乙烯基烷基醚、乙烯基呋喃、n-乙烯基咔唑、乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷、乙酸乙烯酯、乙烯基烷基醚、甲基丙烯酸烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、馬來(lái)酸二烯丙酯、醋酸乙烯酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯或1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯;所述不飽和羧酸類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸、富馬酸或衣康酸;所述馬來(lái)酰亞胺類單體為馬來(lái)酰亞胺、n-甲基馬來(lái)酰亞胺、n-苯基馬來(lái)酰亞胺、n-(2-甲基苯基)馬來(lái)酰亞胺、n-(4-羥基苯基)馬來(lái)酰亞胺或n-環(huán)己基馬來(lái)酰亞胺。
所述步驟(2)中,引發(fā)劑為氧化還原引發(fā)劑;氧化還原引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰/n,n-二甲基苯胺、過(guò)氧化苯甲酰//n,n-二乙基苯胺、過(guò)氧化苯甲酰/焦磷酸亞鐵、過(guò)硫酸鉀/硝酸銀、過(guò)硫酸鹽/硫醇、異丙苯過(guò)氧化氫/氯化亞鐵、過(guò)硫酸鉀/氯化亞鐵、過(guò)氧化氫/氯化亞鐵或異丙苯過(guò)氧化氫/四乙烯亞胺;
鏈轉(zhuǎn)移劑為叔十二烷基硫醇。
所述步驟(3)中,破乳劑為硫酸鎂。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑根據(jù)上述所述的制備方法制得。
一種自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的應(yīng)用,所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑作為抗沖改性劑應(yīng)用于聚碳酸酯。
所述自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑的添加量為聚碳酸酯總質(zhì)量的10wt%。
實(shí)施例6
本實(shí)施例與上述實(shí)施例1的不同之處在于:
所述環(huán)狀硅氧烷單體是由六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、以重量比1:1.5:0.8組成的混合物。
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體是由甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷以重量比0.4:0.8:1組成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷單體是由乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷以重量比1:1.5:2組成的混合物。
所述酸性催化劑是由甲基磺酸、甲基苯磺酸和十二烷基苯磺酸以重量比0.4:0.8:1組成的混合物。
所述乳化劑是由陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑以重量比1:1組成的混合物。所述陰離子表面活性劑是由烷基苯磺酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸酯和磺基琥珀酸單烷基酯以重量比0.5:1.4:1組成的混合物。所述非離子表面活性劑是由脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、甘油單酸硬脂酸酯和聚氧乙烯改性的有機(jī)聚硅氧烷以重量比1:0.8:1.6組成的混合物。
所述含氟苯乙烯單體是由對(duì)氟苯乙烯、五氟苯乙烯和2,3,4,5,6-五(三氟甲基)苯乙烯以重量比0.5:1.5:1組成的混合物。
所述共聚單體是由苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯以重量比1:0.4:1.5:2組成的混合物。
所述引發(fā)劑是由過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸銨以重量比1.5:1:0.8組成的混合物。
所述鏈轉(zhuǎn)移劑是由叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇和正十四烷基硫醇以重量比1.5:0.4:1組成的混合物。
所述破乳劑是由氯化鈣、乙酸鎂和硫酸鎂以重量比1:0.5:1組成的混合物。
實(shí)施例7
本實(shí)施例與上述實(shí)施例2的不同之處在于:
所述環(huán)狀硅氧烷單體是由六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、以重量比1:1.8:0.9組成的混合物。
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體是由甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷以重量比0.5:0.9:1組成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷單體是由乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷以重量比1:1.8:2.5組成的混合物。
所述酸性催化劑是由甲基磺酸、甲基苯磺酸和十二烷基苯磺酸以重量比0.5:0.9:1組成的混合物。
所述乳化劑是由陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑以重量比1.2:1組成的混合物。所述陰離子表面活性劑是由烷基苯磺酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸酯和磺基琥珀酸單烷基酯以重量比0.8:1.6:1組成的混合物。所述非離子表面活性劑是由脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、甘油單酸硬脂酸酯和聚氧乙烯改性的有機(jī)聚硅氧烷以重量比1:0.9:1.8組成的混合物。
所述含氟苯乙烯單體是由對(duì)氟苯乙烯、五氟苯乙烯和2,3,4,5,6-五(三氟甲基)苯乙烯以重量比0.8:1.8:1組成的混合物。
所述共聚單體是由苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯以重量比1:0.5:1.8:2.5組成的混合物。
所述引發(fā)劑是由過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸銨以重量比1.8:1:0.9組成的混合物。
所述鏈轉(zhuǎn)移劑是由叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇和正十四烷基硫醇以重量比1.8:0.5:1組成的混合物。
所述破乳劑是由氯化鈣、乙酸鎂和硫酸鎂以重量比1.2:0.8:1組成的混合物。
實(shí)施例8
本實(shí)施例與上述實(shí)施例3的不同之處在于:
所述環(huán)狀硅氧烷單體是由六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、以重量比1:2:1組成的混合物。
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體是由甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷以重量比0.6:1:1組成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷單體是由乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷以重量比1:2:6組成的混合物。
所述酸性催化劑是由甲基磺酸、甲基苯磺酸和十二烷基苯磺酸以重量比0.6:1:1組成的混合物。
所述乳化劑是由陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑以重量比1.5:1組成的混合物。所述陰離子表面活性劑是由烷基苯磺酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸酯和磺基琥珀酸單烷基酯以重量比1:1.8:1組成的混合物。所述非離子表面活性劑是由脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、甘油單酸硬脂酸酯和聚氧乙烯改性的有機(jī)聚硅氧烷以重量比1:1:2組成的混合物。
所述含氟苯乙烯單體是由對(duì)氟苯乙烯、五氟苯乙烯和2,3,4,5,6-五(三氟甲基)苯乙烯以重量比1:2:1組成的混合物。
所述共聚單體是由苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯以重量比1:0.6:2:3組成的混合物。
所述引發(fā)劑是由過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸銨以重量比2:1:1組成的混合物。
所述鏈轉(zhuǎn)移劑是由叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇和正十四烷基硫醇以重量比2:0.6:1組成的混合物。
所述破乳劑是由氯化鈣、乙酸鎂和硫酸鎂以重量比1.5:1:1組成的混合物。
實(shí)施例9
本實(shí)施例與上述實(shí)施例4的不同之處在于:
所述環(huán)狀硅氧烷單體是由六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、以重量比1:1.8:0.9組成的混合物。
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體是由甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷以重量比0.7:1.1:1組成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷單體是由乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷以重量比1:2.2:3.5組成的混合物。
所述酸性催化劑是由甲基磺酸、甲基苯磺酸和十二烷基苯磺酸以重量比0.7:1.1:1組成的混合物。
所述乳化劑是由陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑以重量比1.8:1組成的混合物。所述陰離子表面活性劑是由烷基苯磺酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸酯和磺基琥珀酸單烷基酯以重量比1.2:2:1組成的混合物。所述非離子表面活性劑是由脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、甘油單酸硬脂酸酯和聚氧乙烯改性的有機(jī)聚硅氧烷以重量比1:1:2.2組成的混合物。
所述含氟苯乙烯單體是由對(duì)氟苯乙烯、五氟苯乙烯和2,3,4,5,6-五(三氟甲基)苯乙烯以重量比1.2:2.2:1組成的混合物。
所述共聚單體是由苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯以重量比1:0.7:2.2:3.5組成的混合物。
所述引發(fā)劑是由過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸銨以重量比2.2:1:1.1組成的混合物。
所述鏈轉(zhuǎn)移劑是由叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇和正十四烷基硫醇以重量比2.2:0.7:1組成的混合物。
所述破乳劑是由氯化鈣、乙酸鎂和硫酸鎂以重量比1.8:1.2:1組成的混合物。
實(shí)施例10
本實(shí)施例與上述實(shí)施例5的不同之處在于:
所述環(huán)狀硅氧烷單體是由六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、以重量比1:2.5:1.2組成的混合物。
所述多功能團(tuán)硅氧烷單體是由甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷以重量比0.8:1.2:1組成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷單體是由乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷以重量比1:2.5:4組成的混合物。
所述酸性催化劑是由甲基磺酸、甲基苯磺酸和十二烷基苯磺酸以重量比0.8:1.2:1組成的混合物。
所述乳化劑是由陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑以重量比2:1組成的混合物。所述陰離子表面活性劑是由烷基苯磺酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸酯和磺基琥珀酸單烷基酯以重量比1.5:2.2:1組成的混合物。所述非離子表面活性劑是由脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、甘油單酸硬脂酸酯和聚氧乙烯改性的有機(jī)聚硅氧烷以重量比1:1.2:2.4組成的混合物。
所述含氟苯乙烯單體是由對(duì)氟苯乙烯、五氟苯乙烯和2,3,4,5,6-五(三氟甲基)苯乙烯以重量比1.5:2.5:1組成的混合物。
所述共聚單體是由苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯以重量比1:0.8:2.5:4組成的混合物。
所述引發(fā)劑是由過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸銨以重量比2.5:1:1.2組成的混合物。
所述鏈轉(zhuǎn)移劑是由叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇和正十四烷基硫醇以重量比2.5:0.8:1組成的混合物。
所述破乳劑是由氯化鈣、乙酸鎂和硫酸鎂以重量比2:1.5:1組成的混合物。
本發(fā)明制得的自清潔耐磨型有機(jī)硅增韌劑具有優(yōu)異的韌性、耐磨性和抗沖擊性能,自清潔耐污性能優(yōu)良,還具有優(yōu)異的耐高溫和耐寒性能。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)現(xiàn)方案,除此之外,本發(fā)明還可以其它方式實(shí)現(xiàn),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下任何顯而易見(jiàn)的替換均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。