CN111040086A - 一种多层核壳结构丙烯酸树脂及其制备方法 - Google Patents

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白天艳
张垚俊
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Abstract

本发明公开了一种多层核壳结构丙烯酸树脂的合成工艺，涉及高分子乳液聚合合成领域，其技术方案要点是：称重：按重量份数称量丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、交联单体、乳化剂A、乳化剂B、引发剂、氨水、去离子水，预乳化：将部分乳化剂A、乳化剂B加入部分去离子水中，待搅拌均匀后加入丙烯酸丁酯、交联单体搅拌30min以上；配置：将引发剂加入一定量的去离子水中，搅拌均匀；通过逐步变化的核壳组分，提高核壳部分的相似性，来增强丙烯酸树脂的拉伸强度。

Description

一种多层核壳结构丙烯酸树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子乳液聚合合成领域，具体涉及一种多层核壳结构丙烯酸树脂的合成。
背景技术
聚碳酸酯（PC）是优良的工程塑料，但是，聚碳酸酯（PC）不足之处是易于发生应力开裂，对缺口敏感，耐磨性欠佳以及加工时流动性差，因而使其应用范围受到限制ABS、PC等不少塑料因在室温下呈脆性，对缺口敏感，一般核壳结构乳液的核层与壳层差别较大，结合力弱，而降低了其使用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种多层核壳结构丙烯酸树脂及其制备方法，增强丙烯酸树脂的拉伸强度，本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种多层核壳结构丙烯酸树脂，其配方的重量份数为：
丙烯酸丁酯 60-90份
甲基丙烯酸甲酯 20-40份
交联单体 3-6份
乳化剂A 2-5份
乳化剂B 0.5-3份
引发剂 0.2-0.8份
氨水 0.1-1份
去离子水 90-150份
优选地，所述的交联单体是1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种。
优选地，所述的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钠、维生素C-过硫酸钠氧化还原体系、维生素C和焦亚硫酸钠混合物-过硫酸钠氧化还原体系中的一种或任意组合。
优选地，所述的乳化剂A是（C12－14仲醇）聚烷基醚、（C12－14仲醇）聚环氧乙烷烷基醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
优选地，所述乳化剂B是(C12-C14)脂肪醇醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、（C10-16）脂肪醇聚氧乙烯醚-3-羧基-1-磺基丙酸酯二钠盐中的一种或几种。
本发明还提供了一种多层核壳结构丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
（1）步骤1称重：按重量份数称量丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、交联单体、乳化剂A、乳化剂B、引发剂、氨水、去离子水；
（2）步骤2预乳化：将部分乳化剂A、乳化剂B加入部分去离子水中，待搅拌均匀后加入丙烯酸丁酯、交联单体搅拌30min以上；
（3）步骤3配置：将引发剂加入一定量的去离子水中，搅拌均匀；
（4）步骤4聚合：将剩余乳化剂加入一定的去离子水中，开启搅拌，升温至80-85度，依次加入部分配置的引发剂和部分预乳化液，待开始反应后，同时滴加剩余步骤2和步骤3，滴加时间为1.5-3个小时；
（5）步骤5：将全部甲基丙烯酸甲酯加入到反应釜中，继续滴加引发剂，滴加0.5-1个小时，滴加结束后，保温60min，降温至30-45度，加入氨水中和，过滤放料。
综上所述，本发明具有以下有益效果：按照以上所述步骤制备的丙烯酸树脂，核是交联的丙烯酸丁酯，壳是甲基丙烯酸甲酯，粒径在100nm-500nm之间，所得乳液稳定，滤渣小于1%。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种多层核壳结构丙烯酸树脂，其配方的重量份数为：
丙烯酸丁酯 60-90份
甲基丙烯酸甲酯 20-40份
交联单体 3-6份
乳化剂A 2-5份
乳化剂B 0.5-3份
引发剂 0.2-0.8份
氨水 0.1-1份
去离子水 90-150份
交联单体是1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种；引发剂是过硫酸铵、过硫酸钠、维生素C-过硫酸钠氧化还原体系、维生素C和焦亚硫酸钠混合物-过硫酸钠氧化还原体系中的一种或任意组合；乳化剂A是（C12－14仲醇）聚烷基醚、（C12－14仲醇）聚环氧乙烷烷基醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种；所述乳化剂B是(C12-C14)脂肪醇醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、（C10-16）脂肪醇聚氧乙烯醚-3-羧基-1-磺基丙酸酯二钠盐中的一种或几种。
一种多层核壳结构丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
（1）称重：按重量份数称量丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、交联单体、乳化剂A、乳化剂B、引发剂、氨水、去离子水；
（2）预乳化：将部分乳化剂A、乳化剂B加入部分去离子水中，待搅拌均匀后加入丙烯酸丁酯、交联单体搅拌30min以上；
（3）配置：将引发剂加入一定量的去离子水中，搅拌均匀；
（4）聚合：将剩余乳化剂加入一定的去离子水中，开启搅拌，升温至80-85度，依次加入部分配置的引发剂和部分预乳化液，待开始反应后，同时滴加剩余步骤2和步骤3，滴加时间为1.5-3个小时；
（5）将全部甲基丙烯酸甲酯加入到反应釜中，继续滴加引发剂，滴加0.5-1个小时，滴加结束后，保温60min，降温至30-45度，加入氨水中和，过滤放料。
实施例1
原料如下：去离子水133.42份、乳化剂A2.27份、乳化剂B0.87份、丙烯酸丁酯85.38份、甲基丙烯酸甲酯30.00份、乙二醇二甲基丙烯酸酯3.69份、过硫酸铵0.64份、氨水0.13份。
单体的预乳化：将乳化剂A1.92份和乳化剂B0.64份加入到38.33份的去离子水中，然后依次加入丙烯酸丁酯9.23份、甲基丙烯酸甲酯83.08份、乙二醇二甲基丙烯酸酯3.69份，开启搅拌，搅拌30min左右。
引发剂的配置：将过硫酸钠0.64份加入到10.26份去离子水中，搅拌均匀。
丙烯酸树脂的制备：首先，将乳化剂A0.35份和乳化剂B0.23份加入到89.74份去离子水中，开启反应釜搅拌；搅拌速度250rpm，温度80-85度，其次，向反应釜中加入单体预乳化液的5%和引发剂的50%；开始反应后等待30min，同时滴加预乳化液和引发剂1-2h，预乳化液滴加结束后保温60min，然后，向反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯20.77份和丙烯酸丁酯2.31份，并滴加引发剂0.5-1h，保温60min，最后，降温至30-45度，加入氨水0.13份，过滤放料。
实施例2
原料如下：去离子水133.42份、乳化剂A2.27份、乳化剂B0.87份、丙烯酸丁酯85.38份、甲基丙烯酸甲酯30.00份、乙二醇二甲基丙烯酸酯5.54份、过硫酸铵0.64份、氨水0.13份。
单体的预乳化：将乳化剂A1.92份和乳化剂B0.64份加入到38.33份的去离子水中，然后依次加入丙烯酸丁酯9.23份、甲基丙烯酸甲酯83.08份、乙二醇二甲基丙烯酸酯5.54份，开启搅拌，搅拌30min左右。
引发剂的配置：将过硫酸钠0.64份加入到10.26份去离子水中，搅拌均匀。
丙烯酸树脂的制备：首先，将乳化剂A0.35份和乳化剂B0.23份加入到89.74份去离子水中，开启反应釜搅拌；搅拌速度250rpm，温度80-85度，其次，向反应釜中加入单体预乳化液的5%和引发剂的50%；开始反应后等待30min，同时滴加预乳化液和引发剂1-2h，预乳化液滴加结束后保温60min，然后，向反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯20.77份和丙烯酸丁酯2.31份，并滴加引发剂0.5-1h，保温60min，最后，降温至30-45度，加入氨水0.13份，过滤放料。
实施例3
原料如下：去离子水133.42份、乳化剂A2.27份、乳化剂B0.87份、丙烯酸丁酯85.38份、甲基丙烯酸甲酯30.00份、乙二醇二甲基丙烯酸酯7.38份、过硫酸铵0.64份、氨水0.13份。
单体的预乳化：将乳化剂A1.92份和乳化剂B0.64份加入到38.33份的去离子水中，然后依次加入丙烯酸丁酯9.23份、甲基丙烯酸甲酯83.08份、乙二醇二甲基丙烯酸酯7.38份，开启搅拌，搅拌30min左右。
引发剂的配置：将过硫酸钠0.64份加入到10.26份去离子水中，搅拌均匀。
丙烯酸树脂的制备：首先，将乳化剂A0.35份和乳化剂B0.23份加入到89.74份去离子水中，开启反应釜搅拌；搅拌速度250rpm，温度80-85度，其次，向反应釜中加入单体预乳化液的5%和引发剂的50%；开始反应后等待30min，同时滴加预乳化液和引发剂1-2h，预乳化液滴加结束后保温60min，然后，向反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯20.77份和丙烯酸丁酯2.31份，并滴加引发剂0.5-1h，保温60min，最后，降温至30-45度，加入氨水0.13份，过滤放料。
得到的丙烯酸树脂的性能测试如表1所示。
Figure 173984DEST_PATH_IMAGE001
表1表明，配方中，化学性质平缓，提高了丙烯酸树脂的拉伸强度，提高丙烯酸树脂的拉伸强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种多层核壳结构丙烯酸树脂，其特征在于，其配方的重量份数为：
丙烯酸丁酯 60-90份；
甲基丙烯酸甲酯 20-40份；
交联单体 3-6份；
乳化剂A 2-5份；
乳化剂B 0.5-3份；
引发剂 0.2-0.8份；
氨水 0.1-1份；
去离子水 90-150份。
2.根据权利要求1所述一种多层核壳结构丙烯酸树脂，其特征在于：所述交联单体是1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述一种多层核壳结构丙烯酸树脂，其特征在于：所述引发剂是过硫酸铵、过硫酸钠、维生素C-过硫酸钠氧化还原体系、维生素C和焦亚硫酸钠混合物-过硫酸钠氧化还原体系中的一种或任意组合。
4.根据权利要求1所述一种多层核壳结构丙烯酸树脂，其特征在于：所述乳化剂A是（C12－14仲醇）聚烷基醚、（C12－14仲醇）聚环氧乙烷烷基醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种；所述乳化剂B是(C12-C14)脂肪醇醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、（C10-16）脂肪醇聚氧乙烯醚-3-羧基-1-磺基丙酸酯二钠盐中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述一种多层核壳结构丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称重：按重量份数称量丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、交联单体、乳化剂A、乳化剂B、引发剂、氨水、去离子水；
（2）预乳化：将部分乳化剂A、乳化剂B加入部分去离子水中，待搅拌均匀后加入丙烯酸丁酯、交联单体搅拌30min以上；
（3）配置：将引发剂加入一定量的去离子水中，搅拌均匀；
（4）聚合：将剩余乳化剂加入一定的去离子水中，开启搅拌，升温至80-85度，依次加入部分配置的引发剂和部分预乳化液，待开始反应后，同时滴加剩余步骤2和步骤3，滴加时间为1.5-3个小时；
（5）将全部甲基丙烯酸甲酯加入到反应釜中，继续滴加引发剂，滴加0.5-1个小时，滴加结束后，保温60min，降温至30-45度，加入氨水中和，过滤放料。
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