CN109608584B - 一种氯乙烯多元共聚树脂及其制备方法 - Google Patents

一种氯乙烯多元共聚树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种氯乙烯多元共聚树脂及其制备方法，包含如下重量份的组份：氯乙烯42‑52.5份，丙烯酸酯核壳共聚物3.5‑7份，醋酸乙烯酯14‑21份，引发剂0.2‑0.5份，分散剂2‑4.5份，去离子水95‑125份。本发明添加少量的丙烯酸酯核壳共聚物，在体系中起到缓冲作用，可提高制品的抗冲击性能；采用悬浮聚合，并结合了丙烯酸酯核壳共聚物的优点，所制备的产品中乳化剂残留少，产品纯度高，透明性好；聚合之前先使丙烯酸酯核壳共聚物充分溶胀，使得整个体系聚合形成空间网状结构，而核壳结构作为空间网络的节点，一方面起到锚固作用，提高产品的耐蚀性、耐候性等，另一方面作为一种缓冲弹性体均匀分布于整个空间网络中，起到良好的抗冲击作用。

Description

一种氯乙烯多元共聚树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种氯乙烯多元共聚树脂及其制备方法。
背景技术
众所周知，聚氯乙烯制品，均是由聚氯乙烯添加多种助剂经加工而得的。由于聚氯乙烯本身流动性较差，因此在加工过程中需加入加工改性剂来促进其塑化，改善其流动性能和外观性能。此外，由于聚氯乙烯低温脆性的缺点，因此作为硬质聚氯乙烯，又需加入额外的抗冲击改性剂来改善其低温抗冲击性。而所添加的加工改性剂和抗冲击改性剂基本上是丙烯酸酯类(ACR)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)和氯化聚乙烯(CPE)，其中，ACR和MBS价格昂贵，而CPE使用量大且不透明，综合成本高，所制备的聚氯乙烯制品透明性差。
发明内容
为了解决现有聚氯乙烯制品抗冲击性和透明性差等问题，本发明公开了一种氯乙烯多元共聚树脂及其制备方法，该氯乙烯多元共聚树脂中通过添加丙烯酸酯核壳共聚物提高产品的抗冲击性能，且所制备的树脂透明性好。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种氯乙烯多元共聚树脂，包含如下重量份的组份：
氯乙烯42-52.5份
丙烯酸酯核壳共聚物3.5-7份
醋酸乙烯酯14-21份
引发剂0.2-0.5份
分散剂2-4.5份
去离子水95-25份。
作为优选，上述氯乙烯多元共聚树脂还包括2-5份的4-正辛基苯乙烯。
作为优选，上述丙烯酸酯核壳共聚物由甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚而成。
作为优选，上述甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的重量比为3:7。
作为优选，上述引发剂是偶氮二异丁腈和过氧化二碳酸(2-乙基)己酯的混合物。
作为优选，上述偶氮二异丁腈和过氧化二碳酸(2-乙基)己酯的重量比为3:1。
作为优选，上述分散剂是聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮甲基纤维素接枝共聚物的混合物。
作为优选，上述聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮甲基纤维素接枝共聚物的重量比为1:2.5。
一种氯乙烯多元共聚树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按顺序将醋酸乙烯酯、引发剂、丙烯酸酯核壳共聚物加入反应釜内，搅拌1-2小时，使丙烯酸酯核壳共聚物充分溶胀；
(2)按顺序将去离子水、分散剂倒入分散罐，搅拌1-2小时，得到分散液；
(3)将步骤(2)配制的分散液加入到步骤(1)中不断搅拌的反应釜内，并向反应釜内加入1/2-2/3的氯乙烯，继续搅拌1-1.5小时，使初始物料完全分散；
(4)将反应釜内的物料升温至55-65℃进行反应，当反应釜内的压力降低0.2MPa时，在1.5～2.5小时内连续、均匀地加入剩余的氯乙烯；
(5)当反应釜内的压力降至0.3MPa以下时，对反应釜进行汽提处理；
(6)将反应釜内的物料倒出，并依次进行脱水、冲洗、离心和干燥处理，然后用40目的筛网对干燥后的物料进行筛分，即得氯乙烯多元共聚树脂。
一种包括4-正辛基苯乙烯的氯乙烯多元共聚树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按顺序将醋酸乙烯酯、引发剂、丙烯酸酯核壳共聚物加入反应釜内，搅拌1-2小时，使丙烯酸酯核壳共聚物充分溶胀；
(2)按顺序将去离子水、分散剂倒入分散罐，搅拌1-2小时，得到分散液；
(3)将步骤(2)配制的分散液加入到步骤(1)中不断搅拌的反应釜内，并向反应釜内加入1/2-2/3的氯乙烯和1/2-2/3的4-正辛基苯乙烯，继续搅拌1-1.5小时，使初始物料完全分散；
(4)将反应釜内的物料升温至55-65℃进行反应，当反应釜内的压力降低0.2MPa时，在1.5～2.5小时内连续、均匀地加入剩余的氯乙烯和剩余的4-正辛基苯乙烯；
(5)当反应釜内的压力降至0.3MPa以下时，对反应釜进行汽提处理；
(6)将反应釜内的物料倒出，并依次进行脱水、冲洗、离心和干燥处理，然后用40目的筛网对干燥后的物料进行筛分，即得氯乙烯多元共聚树脂。
作为优选，上述步骤(6)中干燥处理的方法为，用35-45℃的热风对脱水物料进行干燥处理。
本发明具有如下的有益效果：(1)本发明添加少量的丙烯酸酯核壳共聚物，核壳结构作为一种弹性体，在体系中起到缓冲作用，可提高制品的抗冲击性能；(2)本发明采用悬浮聚合，并结合了丙烯酸酯核壳共聚物的优点，所制备的产品中乳化剂残留少，产品纯度高，透明性好；(3)聚合之前先使丙烯酸酯核壳共聚物充分溶胀，充分利用有限的核壳结构来容纳尽可能多的链端，使得整个体系聚合形成空间网络结构，而核壳结构作为空间网络的节点，一方面起到锚固作用，提高产品的耐蚀性、耐候性等，另一方面作为一种缓冲弹性体均匀分布于整个空间网络中，起到良好的抗冲击作用；(4)在体系中添加了少量的4-正辛基苯乙烯，其长链一端可扎入核壳结构中，带有苯环和双键的另一端因体积较大无法进入核壳结构内部，从而使双键参与聚合反应，而苯环在核壳结构外部形成包覆硬壳可进一步提高整个体系的抗冲击性能。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
丙烯酸酯核壳共聚物的制备方法为：
(1)在带夹套及搅拌装置的不锈钢压力反应釜中依次加入200份去离子水、1份过硫酸铵、2.5份烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂、6份十二烷基硫酸钠、2份羟丙基纤维素、1.5份聚乙烯醇、80份丙烯酸丁酯和5份二乙烯基苯，30℃下搅拌15分钟，然后，升高反应体系温度至75℃，保温反应2.5小时后冷却至常温即得内核乳液；
(2)在步骤(1)的内核乳液中依次加入1份过氧化二碳酸酯、60份甲基丙烯酸甲酯，搅拌均匀后，逐渐将体系温度升高至75℃，保温保压反应2小时；用蠕动计量泵将0.5份过氧化二碳酸酯和60份丙烯酸丁酯的混合液均匀打入反应釜，控制于2小时将混合液全部泵入反应釜；保温保压反应1.5小时，将体系温度冷却至常温，即获得丙烯酸酯核壳共聚物。
制备实施例1
氯乙烯多元共聚树脂的制备方法如下：
(1)按顺序将醋酸乙烯酯、引发剂、丙烯酸酯核壳共聚物加入反应釜内，搅拌1-2小时，使丙烯酸酯核壳共聚物充分溶胀；
(2)按顺序将去离子水、分散剂倒入分散罐，搅拌1-2小时，得到分散液；
(3)将步骤(2)配制的分散液加入到步骤(1)中不断搅拌的反应釜内，并向反应釜内加入1/2-2/3的氯乙烯，继续搅拌1-1.5小时，使初始物料完全分散；
(4)将反应釜内的物料升温至55-65℃进行反应，当反应釜内的压力降低0.2MPa时，在1.5～2.5小时内连续、均匀地加入剩余的氯乙烯；
(5)当反应釜内的压力降至0.3MPa以下时，对反应釜进行汽提处理；
(6)将反应釜内的物料倒出，并依次进行脱水、冲洗、离心和干燥处理，然后用40目的筛网对干燥后的物料进行筛分，即得氯乙烯多元共聚树脂。
其中，步骤(5)中的汽提处理方法是：开真空泵回收未完全反应的氯乙烯单体。汽提处理的目的是避免未反应的氯乙烯单体参与反应生成支链物，从而影响聚合物的热稳定性。
制备实施例2
包括4-正辛基苯乙烯的氯乙烯多元共聚树脂的制备方法如下：
(1)按顺序将醋酸乙烯酯、引发剂、丙烯酸酯核壳共聚物加入反应釜内，搅拌1-2小时，使丙烯酸酯核壳共聚物充分溶胀；
(2)按顺序将去离子水、分散剂倒入分散罐，搅拌1-2小时，得到分散液；
(3)将步骤(2)配制的分散液加入到步骤(1)中不断搅拌的反应釜内，并向反应釜内加入1/2-2/3的氯乙烯和1/2-2/3的4-正辛基苯乙烯，继续搅拌1-1.5小时，使初始物料完全分散；
(4)将反应釜内的物料升温至55-65℃进行反应，当反应釜内的压力降低0.2MPa时，在1.5～2.5小时内连续、均匀地加入剩余的氯乙烯和剩余的4-正辛基苯乙烯；
(5)当反应釜内的压力降至0.3MPa以下时，对反应釜进行汽提处理；
(6)将反应釜内的物料倒出，并依次进行脱水、冲洗、离心和干燥处理，然后用40目的筛网对干燥后的物料进行筛分，即得氯乙烯多元共聚树脂。
实施例1-4和对比例1-4中各组分用量见表1。
表1
Figure BDA0001906757740000041
对比例4与实施例3基本相同，不同之处在于：对比例4制备过程中，步骤(1)搅拌时间为0.5小时，丙烯酸酯核壳共聚物未充分溶胀。
分别用实施例1-4和对比例1-4所制备的氯乙烯多元共聚树脂加工成1mm厚片材(各组分及各组分用量为：SG-7聚氯乙烯100份、硫醇甲基锡1份、内润滑剂G60 0.3份、外润滑剂G74 0.5份、硬脂酸钙0.1份、硬脂酸0.03份、氯乙烯多元共聚树脂6份)，进行性能测试，各项性能如表2所示。
表2
Figure BDA0001906757740000051
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1. 一种氯乙烯多元共聚树脂，其特征在于：包含如下重量份的组份：
氯乙烯42-52.5份
丙烯酸酯核壳共聚物3.5-7份
醋酸乙烯酯14-21份
引发剂0.2-0.5份
分散剂2-4.5份
去离子水95-125份；
所述氯乙烯多元共聚树脂还包括2-5份的4-正辛基苯乙烯。
2.如权利要求1所述的一种氯乙烯多元共聚树脂，其特征在于：所述丙烯酸酯核壳共聚物由甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚而成。
3.如权利要求2所述的一种氯乙烯多元共聚树脂，其特征在于：所述甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的重量比为3:7。
4.如权利要求1所述的一种氯乙烯多元共聚树脂，其特征在于：所述引发剂是偶氮二异丁腈和过氧化二碳酸（2-乙基）己酯的混合物。
5.如权利要求4所述的一种氯乙烯多元共聚树脂，其特征在于：所述偶氮二异丁腈和过氧化二碳酸（2-乙基）己酯的重量比为3:1。
6.如权利要求1所述的一种氯乙烯多元共聚树脂，其特征在于：所述分散剂是聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮甲基纤维素接枝共聚物的混合物。
7.如权利要求6所述的一种氯乙烯多元共聚树脂，其特征在于：所述聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮甲基纤维素接枝共聚物的重量比为1:2.5。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的氯乙烯多元共聚树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按顺序将醋酸乙烯酯、引发剂、丙烯酸酯核壳共聚物加入反应釜内，搅拌1-2小时，使丙烯酸酯核壳共聚物充分溶胀；
（2）按顺序将去离子水、分散剂倒入分散罐，搅拌1-2小时，得到分散液；
（3）将步骤（2）配制的分散液加入到步骤（1）中不断搅拌的反应釜内，并向反应釜内加入1/2-2/3的氯乙烯和1/2-2/3的4-正辛基苯乙烯，继续搅拌1-1.5小时，使初始物料完全分散；
（4）将反应釜内的物料升温至55-65℃进行反应，当反应釜内的压力降低0.2MPa时，在1.5~2.5小时内连续、均匀地加入剩余的氯乙烯和剩余的4-正辛基苯乙烯；
（5）当反应釜内的压力降至0.3MPa以下时，对反应釜进行汽提处理；
（6）将反应釜内的物料倒出，并依次进行脱水、冲洗、离心和干燥处理，然后用40目的筛网对干燥后的物料进行筛分，即得氯乙烯多元共聚树脂。
9.如权利要求8所述的氯乙烯多元共聚树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）中干燥处理的方法为，用35-45℃的热风对脱水物料进行干燥处理。
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