CN103183769B - 纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物及制法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物及制法，属于PVC加工助剂技术领域。该丙烯酸酯类聚合物是在甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚或甲基丙烯酸甲酯均聚过程中，添加纳米二氧化硅制成；其中甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯两者重量百分比为5～100∶95～0，纳米二氧化硅用量为聚合单体总重量的0.1～20％。本发明采用纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类高分子聚合物，即加工型丙烯酸酯类线性高分子聚合物，该丙烯酸酯类聚合物成本低，且颗粒状态流动性好，由此制备出的PVC型材表面光洁程度高，且制备方法简单易行，易于实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物及制法，属于PVC加工助剂技术领域。
背景技术
现有技术中的PVC加工助剂，一般常采用丙烯酸酯类线型高分子聚合物，是甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物，该共聚物颗粒状态流动性一般、成本高。一般PVC树脂约为7000～9000元/吨，甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物价格为21000～25000元/吨，此价位随着石油价格改变而不断变化，该助剂相对于PVC树脂而言价格偏高，从而使得生产出的PVC制品的成本上升，采用此种共聚物制备出的PVC型材表面光洁程度也一般。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物及制法，该丙烯酸酯类聚合物成本低，且颗粒状态流动性好，由此制备出的PVC型材表面光洁程度高。
所述的纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物，是在甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚或甲基丙烯酸甲酯均聚过程中，添加纳米二氧化硅制成；其中甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯两者重量百分比为5～100∶95～0，纳米二氧化硅用量为聚合单体总重量的0.1～20％。
所述的纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物的制法：向搪玻璃反应釜中加入水，开启搅拌，搅拌转速60～75转/分钟，加入乳化剂、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯，封闭反应釜；开启加热，当反应釜内温度达到65～68℃，加入引发剂，当反应釜内温度开始上升时，反应釜内聚合反应已经开始，此时开启降温水降温，当温度上升到顶点，不再上升且开始下降时，向釜内加入纳米二氧化硅；当温度继续下降到60～65℃时，关闭降温水，待釜内温度自然下降到45～48℃时，放料，干燥得到粉末状纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线性高分子聚合物。
所述的乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或OP-10。
所述的乳化剂用量为聚合单体总重量的0.1～3％。
所述的引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠。
所述的引发剂用量为聚合单体总重量的0.05～0.5％。
所述的水的用量为聚合单体总重量的1.3～1.6倍。
本发明的有益效果如下：
本发明采用纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类高分子聚合物，即加工型丙烯酸酯类线性高分子聚合物，该丙烯酸酯类聚合物成本低，且颗粒状态流动性好，由此制备出的PVC型材表面光洁程度高，且制备方法简单易行，易于实施。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯900公斤，丙烯酸丁酯100公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅2公斤。
所述的共聚物制备方法如下：
向搪玻璃反应釜中加入设定量的软化水，开启搅拌，搅拌转速75转/分钟，加入乳化剂、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯，封闭反应釜，开启加热，当反应釜内温度达到65℃时，加入引发剂。当反应釜内温度开始上升时，反应釜内聚合反应已经开始，此时开启降温水降温。当温度上升到顶点，不再上升，且开始下降时，向釜内加入纳米二氧化硅，当温度继续下降到65℃时，关闭降温水，待釜内温度自然下降到45℃时，放料，干燥成为粉末状的纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类高分子聚合物。
实施例2
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯900公斤，丙烯酸丁酯100公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅10公斤。实施例2制备方法如实施例1。
实施例3
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯900公斤，丙烯酸丁酯100公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅50公斤。实施例3制备方法如实施例1。
实施例4
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯900公斤，丙烯酸丁酯100公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅100公斤。实施例4制备方法如实施例1。
实施例5
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯900公斤，丙烯酸丁酯100公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅150公斤。实施例5制备方法如实施例1。
实施例6
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯900公斤，丙烯酸丁酯100公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅200公斤。实施例6制备方法如实施例1。
实施例7
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯800公斤，丙烯酸丁酯200公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅2公斤。实施例7制备方法如实施例1。
实施例8
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯800公斤，丙烯酸丁酯200公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅10公斤。实施例8制备方法如实施例1。
实施例9
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯800公斤，丙烯酸丁酯200公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅50公斤。实施例9制备方法如实施例1。
实施例10
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯800公斤，丙烯酸丁酯200公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅100公斤。实施例10制备方法如实施例1。
实施例11
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯800公斤，丙烯酸丁酯200公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅150公斤。实施例11制备方法如实施例1。
实施例12
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯800公斤，丙烯酸丁酯200公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅200公斤。实施例12制备方法如实施例1。
实施例13
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯1000公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化硅200公斤。实施例13制备方法如实施例1。
对比例1
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯900公斤，丙烯酸丁酯100公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，对比例1制备方法中，除了不加纳米二氧化硅以外其余如实施例1。
对比例2
软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯800公斤，丙烯酸丁酯200公斤，过硫酸钾1.1公斤，十二烷基磺酸钠12公斤，对比例2制备方法中，除了不加纳米二氧化硅以外其余如实施例1。
实验结果如下：
1、对实施例1～13和对比例1～2进行性能指标检测和成本评价如下表1所示，其中成本核算按照2011年12月下旬的市场价格。
表1聚合物性能指标和成本表
注：星号越多表示颗粒状态流动性越好。
2、PVC制品表面光洁度的测定：
将实施例1～13和对比例1～2中制备出的共聚物各1.5重量份，加入到以下配方中，制成测试料15份，分别测试其光洁度：
配方如下，各组分以重量份数计：
将上述各组分加入到高速混合机中，开启搅拌，当温度升高到110摄氏度时，降温放料，温度降低到室温时，使用双螺杆型材挤出机生产型材，观察制得的型材表面光洁程度，结果如下表2所示：
表2制备出的PVC型材的光洁度表
| 实施例 | 光洁度(肉眼观察) |
| 实施例1 | 3星 |
| 实施例2 | 4星 |
| 实施例3 | 5星 |
| 实施例4 | 4星 |
| 实施例5 | 5星 |
| 实施例6 | 5星 |
| 实施例7 | 4星 |
| 实施例8 | 3星 |
| 实施例9 | 4星 |
| 实施例10 | 4星 |
| 实施例11 | 5星 |
| 实施例12 | 5星 |
| 实施例13 | 5星 |
| 对比例1 | 3星 |
| 对比例2 | 3星 |
注：星号越多表示光洁程度越高。
由以上实验结果可知，实施例1～13由于采用纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类高分子聚合物，使的聚合物成本降低，且颗粒状态流动性好，最好的为5星，由此制备出的PVC型材表面光洁程度高，最高也达到5星，而对比例1～2颗粒状态流动性一般只有2星，表面光洁程度也一般，只有3星。
Claims (6)
1.一种纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物的制法，其特征在于：在甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚或甲基丙烯酸甲酯均聚过程中，添加纳米二氧化硅制成；其中甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯两者重量百分比为5-100:95-0，纳米二氧化硅用量为聚合单体总重量的0.1-20%；
所述的纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物的制法是：向反应釜中加入水，开启搅拌，搅拌转速60-75转/分钟，加入乳化剂、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯，封闭反应釜；开启加热，当反应釜内温度达到65-68℃，加入引发剂，当反应釜内温度开始上升时，反应釜内聚合反应已经开始，此时开启降温水降温，当温度上升到顶点，不再上升且开始下降时，向釜内加入纳米二氧化硅；当温度继续下降到60-65℃时，关闭降温水，待釜内温度自然下降到45-48℃时，放料，干燥得到粉末状纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物。
2.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物的制法，其特征在于所述的乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或OP-10。
3.根据权利要求1或2所述的纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物的制法，其特征在于所述的乳化剂用量为聚合单体总重量的0.1-3%。
4.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物的制法，其特征在于所述的引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠。
5.根据权利要求1或4所述的纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物的制法，其特征在于所述的引发剂用量为聚合单体总重量的0.05-0.5%。
6.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅改性丙烯酸酯类线型高分子聚合物的制法，其特征在于所述的水的用量为聚合单体总重量的1.3-1.6倍。
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