CN103626921A - 氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的制备方法,由如下重量份数的原料制成:氯化聚乙烯30-90份、甲基丙烯酸甲酯10-70份、复合分散剂0.6-1份、水溶性过氧化物引发剂0.1-0.9份、去离子水400-500份。将上述原料在反应器中混合、分散,然后溶胀,再进行聚合反应,分离、干燥即得。本发明科学合理、简单易行,由于采用有机/无机复合分散剂,分散效果好,用量少,得到的CM颗粒特性良好,易于后处理和加工;产物的组成较为均匀,产物的物理机械性能、化学性能和加工性能优良。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法。
背景技术
氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯(CPE-MMA)是将MMA单体直接接枝到CPE上而形成的共聚物,它主要克服了CPE性能不足而发展起来的一种高分子材料。与CPE相比,CM具有更优良的物理机械性能和化学性能。
CM采用的是本体,溶液和水相悬浮溶胀接枝共聚方法生产。采用水相悬浮溶胀接枝聚合制备CM,在聚合过程中更容易控制聚合温度和颗粒形态,操作简单方便,适于工业应用。现有的生产一半只采用单一的分散剂,而且是在常压条件下,物料在水相中分散效果不好,产物颗粒不稳定,影响颗粒的特性,而且转化率比较低。采用新的分散体系和聚合技术,可以提高在水相中的分散效果,优化产物的颗粒特性,提高转化率。
发明内容
本发明的目的是提供一种丙烯腈-氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的制备方法,科学合理、简单易行,聚合转化率高,制得产物的物理机械性能、化学性能和加工性能优良。
本发明所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,由如下重量份数的原料制成:
所述的复合分散剂是有机分散剂和无机分散剂,有机分散剂和无机分散剂的质量比是1:2.2-2.2:1。
所述的有机分散剂是聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠或纤维素醚类中的一种。
所述的无机分散剂是磷酸钙、硫酸镁或碳酸氢镁中的一种。
所述的水溶性过氧化物引发剂是过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酸特丁酯中的一种。
所述的原料中还包括乳化剂;以重量份数计,乳化剂的加入量是0.01-0.02份。
所述的乳化剂是辛基酚聚氧乙烯醚、仲辛基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚类中的一种。
本发明所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法是将上述原料在反应器中混合、分散,然后溶胀,再进行聚合反应,分离、干燥即得。
所述的溶胀温度是20-40℃,溶胀时间是0.5-1.5h。
所述的聚合温度是90-120℃,聚合压力是0.2-0.3Mpa,聚合时间是2-8h。
本发明根据CM性能和用途的不同,选用流动性良好的CPE、调节CPE在产物中的含量,得到加工性能良好、性能各异的CM产物。
本发明中CPE-MMA接枝共聚采用水相悬浮聚合方法进行,除了MMA单体和CPE外,聚合体系中还含有分散剂、引发剂和乳化剂。
为了提高分散稳定效果,聚合采用有机/无机复合分散体系,优选有机分散剂为聚乙烯醇;无机分散剂为磷酸钙。为了使无机分散剂在聚合体系中具有小的分散尺度,最好采用聚合前现配的方式,并以水分散体的形式直接加入。
为了提高CPE和MMA在水相的分散性,可以在添加有机/无机分散体系的基础上,添加乳化剂。
本发明所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,步骤如下:
聚合开始前,在反应器中加入去离子水和复合分散剂,接着加入CPE粉末,开动搅拌使其在水相分散,然后加入MMA单体、水溶性过氧化物引发剂、乳化剂,搅拌0.5-1.0h后;将温度升至20-40℃,使MMA单体溶胀进入CPE,维持0.5-1.5h;然后将体系温度升至90-120℃,通氮气加压至0.2-0.3Mpa,在恒温、连续升温或阶段升温条件下聚合2-8h。达到设定聚合时间后,降温结束聚合,将聚合产物与水相分离、洗涤、干燥后即得。
本发明的聚合转化率大于90%,得到的CM产物比CPE具有更良好的拉伸性能,而且具有比CPE更佳的耐候性和耐老化性。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明科学合理、简单易行,由于采用有机/无机复合分散剂,分散效果好,用量少,得到的CM颗粒特性良好,易于后处理和加工;选用合适的过氧化物引发剂,采用高温恒温、连续升温或逐步升温聚合工艺,提高了聚合转化率,产物的组成较为均匀,产物的物理机械性能、化学性能和加工性能优良。
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
将30份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入70份MMA、0.875份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到95份CM产物。
实施例2
将40份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入60份MMA、0.75份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到94份CM产物。
实施例3
将50份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入50份MMA、0.625份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到94份CM产物。
实施例4
将60份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入40份MMA、0.5份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到96份CM产物。
实施例5
将70份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入30份MMA、0.375份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到95份CM产物。
实施例6
将80份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入20份MMA、0.25份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀0.5h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合8h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到96份CM产物。
实施例7
将90份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去 离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.125份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.5h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到93份CM产物。
实施例8
将90份CPE、0.44份聚乙烯醇(PVA)、0.2份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.125份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.2Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到95份CM产物。
实施例9
将90份CPE、0.3份聚乙烯醇(PVA)、0.66份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.125份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.25Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到94份CM产物。
实施例10
将90份CPE、0.66份聚乙烯醇(PVA)、0.3份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.125份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到93份CM产物。
实施例11
将90份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.02份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.125份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到93份CM产物。
实施例12
将90份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.02份O乳化剂P-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.25份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到93份CM产物。
实施例13
将90份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.02份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、 0.125份过氧化苯甲酰,在30℃下搅拌溶胀1.0h,然后在100℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到95份CM产物。
实施例14
将90份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.01份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.25份过氧化苯甲酰,在20℃下搅拌溶胀1.0h,然后在120℃、压力0.3Mpa下聚合2h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到97份CM产物。
实施例15
将90份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.25份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在120℃、压力0.3Mpa下聚合2h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到94份CM产物。
实施例16
将90份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.02份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.25份过氧化苯甲酰,在30℃下搅拌溶胀1.0h,然后在100℃、压力0.3Mpa下聚合6h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到98份CM产物。
实施例17
将90份CPE、0.2份十二烷基硫酸钠、0.44份碳酸氢镁、0.02份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.25份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在100℃、压力0.3Mpa下聚合3h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到94份CM产物。
实施例18
将90份CPE、0.2份羟丙基甲基纤维素、0.44份硫酸镁、0.02份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.25份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合6h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到95份CM产物。
实施例19
将90份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.02份乳化剂OP-10、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.125份过氧化二异丙苯,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h, 结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到91份CM产物。
实施例20
将90份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.02份烷基酚聚氧乙烯醚、500份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.125份过氧化苯甲酸特丁酯,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到92份CM产物。
实施例21
将90份CPE、0.2份聚乙烯醇(PVA)、0.44份磷酸钙、0.01份仲辛基酚聚氧乙烯醚、400份去离子水加入到反应器中,搅拌混合得到CPE水相悬浮液;向以上分散体系中加入10份MMA、0.125份过氧化苯甲酰,在40℃下搅拌溶胀1.0h,然后在90℃、压力0.3Mpa下聚合4h,结束聚合;聚合产物经分离、干燥,得到95份CM产物。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,其特征在于所述的复合分散剂是有机分散剂和无机分散剂,有机分散剂和无机分散剂的质量比是1:2.2-2.2:1。
3.根据权利要求2所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,其特征在于所述的有机分散剂是聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠或纤维素醚类中的一种。
4.根据权利要求2所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,其特征在于所述的无机分散剂是磷酸钙、硫酸镁或碳酸氢镁中的一种。
5.根据权利要求1所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,其特征在于所述的水溶性过氧化物引发剂是过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酸特丁酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,其特征在于所述的原料中还包括乳化剂;以重量份数计,乳化剂的加入量是0.01-0.02份。
7.根据权利要求6所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,其特征在于所述的乳化剂是辛基酚聚氧乙烯醚、仲辛基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚类中的一种。
8.根据权利要求1-7任一所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,其特征在于将上述原料在反应器中混合、分散,然后溶胀,再进行聚合反应,分离、干燥即得。
9.根据权利要求8所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,其特征在于所述的溶胀温度是20-40℃,溶胀时间是0.5-1.5h。
10.根据权利要求8所述的氯化聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯的的制备方法,其特征在于所述的聚合温度是90-120℃,聚合压力是0.2-0.3Mpa,聚合时间是2-8h。
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