一种高流动性丙烯酸酯类增韧剂及其合成方法与流程

1.本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及到一种高流动性丙烯酸酯类增韧剂及其合成方法。


背景技术：

2.pvc是世界五大通用塑料之一，近年来，随着我国国民经济的飞速发展，pvc制品每年以20%以上的速度增长。pvc是一种很特殊的热塑性塑料，其纯树脂加工时易分解、流动性差、冲击强度低、耐候性差，因此需要在加工过程中添加各类辅助材料以改善其性能。如：润滑剂、热稳定剂、抗冲改性剂、加工助剂等。聚丙烯酸酯类pvc抗冲改性剂是以交联的丙烯酸酯橡胶弹性体为核,甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构体,它能赋予pvc制品以优良的抗冲击性和耐候性,并能保留较高的刚性和耐热性,它还兼有加工助剂的特点,可加工条件范围宽,加有这类改性剂的pvc树脂的离模膨胀小。


技术实现要素：

3.针对现有的技术不足，本发明设计了一种高流动性丙烯酸酯类增韧剂及其合成方法，将乳化剂、ph调节剂、引发剂、分子量调节剂引入到混合单体乳液聚合中来，以丙烯酸酯类单体为核，甲基丙烯酸酯类为壳生产一种具有加工助剂性能的抗冲改性剂。在应用于压延膜中，可以极大提高流动性的同时减少塑化时间，加快pvc的塑化过程，改进热塑性熔体的流变性能，改善热弹性状态下熔体力学性能，提高制品的外观质量等综合功能。
4.所述高流动性丙烯酸酯类增韧剂的合成材料按重量份计，包括以下组分：0.4-4份的乳化剂、0.1-3份ph调节剂、2-10份隔离剂、0.01-2份引发剂、5-95份丙烯酸酯类单体、0-40份甲基丙烯酸酯类单体，5-60份功能性单体、0.02-3份分子量调节剂和80-200份去离子水。
5.进一步的，所述的功能性单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种混合使用。
6.进一步的，所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、单甘脂中的一种或者几种混合使用。
7.进一步的，所述的分子量调节剂为十二烷基硫醇、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、异十二烷基硫醇中的一种或者几种混合使用。
8.进一步的，所述的ph调节剂为氯化钾、氯化钙、碳酸氢钠中的一种或者几种混合使用，ph范围为5-10。
9.本发明公开了一种高流动性丙烯酸酯类增韧剂的合成方法，至少包括以下步骤：（1）种子乳液聚合物制备：在反应釜中通入氮气除氧，加入去离子水、乳化剂和ph调节剂升温并搅拌，升至反应温度后，加入单体、功能性单体和引发剂反应，得到种子乳液；（2）高聚层共聚物的制备：在步骤（1）所得到的种子乳液基础上，加入单体、功能性单体、引发剂、乳化剂反应，使粒径增大；
（3）壳层共聚物制备：在步骤（2）所得物中加入单体、功能性单体、隔离剂、分子量调节剂和引发剂得到，反应至最高温后，保温0.5-6h，之后开始降温，通过喷雾干燥得到产品。
10.进一步的，所述丙烯酸酯类增韧剂由10重量份的种子乳液聚合物，50-80重量份的高聚层共聚物，10-40重量份的壳层共聚物通过乳液聚合反应制备。
11.进一步的，所述合成步骤（1）中反应温度在60-80℃。
12.进一步的，，所述步骤（3）中所述产品的固含量在40%-50%。
13.本发明的有益效果是：将乳化剂、ph调节剂、引发剂、分子量调节剂引入到混合单体乳液聚合中来，以丙烯酸酯类单体为核，甲基丙烯酸酯类为壳生产一种具有加工助剂性能的抗冲改性剂。在应用于压延膜中，可以极大提高流动性的同时减少塑化时间，加快pvc的塑化过程，改进热塑性熔体的流变性能，改善热弹性状态下熔体力学性能，提高制品的外观质量等综合功能。
具体实施方案
14.为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
15.尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
16.当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
17.实施例1所述丙烯酸酯类增韧剂的制备原料包括乳化剂、ph调节剂、引发剂、分子量调剂、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸酯类单体、去离子水、功能性单体。
18.本实施例的第二个方面提供了所述丙烯酸酯类聚合物的制备方法，包括步骤：（1）种子乳液的制备：将氮气通入反应釜，加入550g去离子水、3g十二烷基硫酸钠、10g碳酸氢钠、0.2g氯化钾，在搅拌的条件下升温至80℃。加入60g丙烯酸丁酯、2g甲基丙烯酸丙烯酯、2g过硫酸钾反应得到。
19.（2）高聚层的制备：在70℃的条件下，在步骤（1）所得物中加入100g去离子水、6g十
二烷基硫酸钠、120g丙烯酸丁酯、5g甲基丙烯酸丙酯、2.5g过硫酸钾，通入氮气反应；此步骤重复3次得到高聚层；（3）壳层的制备：在70℃的条件下，在步骤（2）所得物中加入30g甲基丙烯酸甲酯、2g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3g十二烷基硫酸钠、1g过硫酸钠反应至最高温后保温1-2小时，加入60g甲基丙烯酸甲酯、3g十二烷基硫醇、5g十二烷基硫酸钠、3g氯化钾、1g过硫酸钾反应完成后保温1-2小时。降温至50摄氏度、过滤和干燥后得到最终产物。
20.实施例2所述丙烯酸酯类增韧剂的制备原料包括乳化剂、ph调节剂、引发剂、分子量调剂、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸酯类单体、去离子水、功能性单体。
21.本实施例的第二个方面提供了所述丙烯酸酯类聚合物的制备方法，包括步骤：（4）种子乳液的制备：将氮气通入反应釜，加入600g去离子水、3.3g十二烷基硫酸钠、9g碳酸氢钠、0.2g氯化钾，在搅拌的条件下升温至78℃。加入70g丙烯酸丁酯、3g甲基丙烯酸丙烯酯、4g过硫酸钾反应得到。
22.（5）高聚层的制备：在70℃的条件下，在步骤（1）所得物中加入150g去离子水、7.6g十二烷基硫酸钠、200g丙烯酸丁酯、8g甲基丙烯酸丙酯、4g过硫酸钾，通入氮气反应；此步骤重复3次得到高聚层；（6）壳层的制备：在70℃的条件下，在步骤（2）所得物中加入45g甲基丙烯酸甲酯、3g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、5g十二烷基硫酸钠、1.5g过硫酸钠反应至最高温后保温1-2小时，加入70g甲基丙烯酸甲酯、4g十二烷基硫醇、8g十二烷基硫酸钠、4g氯化钾、1.5过硫酸钾反应完成后保温1-2小时。降温至50摄氏度、过滤和干燥后得到最终产物。
23.性能测试应用性能测试配方原料名称用量pvc100稳定剂4.5内润滑剂4.5外润滑剂4抗冲改性剂5测试样品可变参照gb t 34917-2017测试以上配方的塑化时间和熔体平衡。gb/t1043.1-2008测试冲击强度，受原材料和设备因素影响，本实验所有数据只能用于组内对比，不适用于与其他实验数据平行对比。具体测试结果见下表。
24.测试样品用量塑化时间/s抗冲击强度/kj/m2对比样一1.52824实施例112426实施例212625
以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任
何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。