CN111234115A - 一种高抗冲击强度acr的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及ACR合成技术领域，尤其为一种高抗冲击强度ACR的合成方法，先向反应釜中加入去离子水，再次间歇式的添加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乳化剂和分散剂，随后进行ACR粒子核层制备，得到ACR的核层乳液，最后保持温度70℃，将甲基丙烯酸甲酯、改性纳米二氧化硅和三甲基甲硅烷基丙烯酸酯混合后加入ACR核层乳液中，随后再次加入乳化剂、引发剂和去离子的水，搅拌反应30min，取出后经过破乳、水洗、干燥，得到目标产物，本发明通过由内至外的制作ACR粒子，提高了ACR粒子的整体强度，并且添加的丙烯脂酸可以提高ACR粒子的耐寒性和耐腐蚀的性能。

Description

一种高抗冲击强度ACR的合成方法
技术领域
本发明涉及ACR合成技术领域，具体为一种高抗冲击强度ACR的合成方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是五大通用树脂之一，硬质PVC塑料具有硬度大、刚性和强度大、耐腐蚀、耐老化性优良、电绝缘性好等优点，近年来发展迅速，其中硬质挤出制品如管材、板材、异型材等被用来代替钢材、木材等制造管道、建筑结构材料、装饰材料，同时PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度77～90℃，170℃左右开始分解，对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性，抗冲改性剂ACR是丙烯酸酯类核壳共聚体，其核芯层玻璃化温度为-40℃--50℃，ACR抗冲改性剂集抗冲改性和加工改良性能于一体，能增加产品表面光泽和耐候、耐老化性能，尤其适合户外制品使用，广泛用于异型材、非透明片材、板材、管材、管件等PVC室内外制品因此，对一种高抗冲击强度ACR的合成方法的需求日益增长。
目前市场上存在的大部分ACR抗冲击改性剂是典型的核/壳聚合物粒子，是由不同化学组成或不同的组份复合而形成的具有双层或多层结构的复合粒子，在使用的过程中ACR的抗冲击强度有待进一步的提高，因此针对上述问题提出一种高抗冲击强度ACR的合成方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高抗冲击强度ACR的合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高抗冲击强度ACR的合成方法，包括以下步骤：
步骤一：ACR种子乳液制备：向反应釜中加入去离子水，随后调整稳定至40-50℃，再次间歇式的添加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乳化剂和分散剂，间歇时间为30-60s添加一次，加入引发剂在反应釜中进行反应乳化，反应过程中需搅拌10-15min，反应结束后保温，保温的温度为30℃；
步骤二：ACR粒子核层制备：向制备完成的种子乳液中间歇式的添加去离子水、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯、乳化剂、分散剂和交联剂，间歇时间为30-60s添加一次，提升温度至70℃，加入引发剂在反应釜中进行反应乳化，反应过程中需搅拌10-15min，反应时间为1.5小时，随后静置1小时，再次添加甲基丙烯酸甲酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三羟甲基丙烷的混合物，同时加入乳化剂、分散剂和交联剂，将温度提升至75℃，反应时间2小时，得到ACR的核层乳液；
步骤三：ACR粒子的核层包覆壳层制备：保持温度70℃，将甲基丙烯酸甲酯、改性纳米二氧化硅和三甲基甲硅烷基丙烯酸酯混合后加入ACR核层乳液中，随后再次加入乳化剂、引发剂和去离子的水，搅拌反应30min，取出后经过破乳、水洗、干燥，得到目标产物。
优选的，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、磺酸钠、苯磺酸钠或聚氧乙烯基醚硫酸钠的混合剂。
优选的，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢异丙苯中的任意一种或几种的混合。
优选的，交联剂为邻苯二甲酸二烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯和三烯丙基氰尿酸酯中的一种或几种的混合。
优选的，所述步骤一中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的比例为(3-5)∶1。
优选的，所述步骤二中甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯的比例为(2-3)∶1∶(3.5-5)，所述甲基丙烯酸甲酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三羟甲基丙烷的比例为(4-7)∶(3-5.5)∶1。
优选的，所述步骤三中甲基丙烯酸甲酯、改性纳米二氧化硅和三甲基甲硅烷基丙烯酸酯的比例为(3-8)∶(5.5-7)∶1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，本发明工艺操作简单，耗费的能源交底且对环境污染较小，同时本发明通过由内至外的制作ACR粒子，提高了ACR粒子的整体强度，可以有效的保证生产出ACR粒子的高抗冲击强度的性能，并且添加的丙烯脂酸可以提高ACR粒子的耐寒性和耐腐蚀的性能，提升了ACR粒子在室外工作时的强度，即使是在恶劣天气下，也可以保证保护装置构件的正常使用。
具体实施方式
实施例1：
本发明提供一种技术方案：
一种高抗冲击强度ACR的合成方法，包括以下步骤：
步骤一：ACR种子乳液制备：向反应釜中加入去离子水，随后调整稳定至40℃，再次间歇式的添加120g甲基丙烯酸甲酯、40g丙烯酸丁酯、乳化剂和分散剂，间歇时间为30s添加一次，加入引发剂在反应釜中进行反应乳化，反应过程中需搅拌10min，反应结束后保温，保温的温度为30℃；
步骤二：ACR粒子核层制备：向制备完成的种子乳液中间歇式的添加去离子水、70g甲基丙烯酸甲酯、30g甲基丙烯酸丁酯、200g丙烯酸异丙酯、乳化剂、分散剂和交联剂，间歇时间为30-60s添加一次，提升温度至70℃，加入引发剂在反应釜中进行反应乳化，反应过程中需搅拌10min，反应时间为1.5小时，随后静置1小时，再次添加40g甲基丙烯酸甲酯、30g二甲基二烯丙基氯化铵和10g三羟甲基丙烷的混合物，同时加入乳化剂、分散剂和交联剂，将温度提升至75℃，反应时间2小时，得到ACR的核层乳液；
步骤三：ACR粒子的核层包覆壳层制备：保持温度70℃，将甲基丙烯酸甲酯、改性纳米二氧化硅和三甲基甲硅烷基丙烯酸酯混合后加入ACR核层乳液中，随后再次加入乳化剂、引发剂和去离子的水，搅拌反应30min，取出后经过破乳、水洗、干燥，得到目标产物。
所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、磺酸钠或聚氧乙烯基醚硫酸钠的混合剂；所述引发剂为过硫酸钾、过氧化氢异丙苯的混合；交联剂为邻苯二甲酸二烯丙酯和三烯丙基氰尿酸酯的混合；所述步骤一中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的比例为3∶1；所述步骤二中甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯的比例为2.5∶1∶3.5，所述甲基丙烯酸甲酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三羟甲基丙烷的比例为4∶3∶1；所述步骤三中甲基丙烯酸甲酯、改性纳米二氧化硅和三甲基甲硅烷基丙烯酸酯的比例为5∶6.5∶1。
实施例2：
本发明提供一种技术方案：
一种高抗冲击强度ACR的合成方法，包括以下步骤：
步骤一：ACR种子乳液制备：向反应釜中加入去离子水，随后调整稳定至50℃，再次间歇式的添加180g甲基丙烯酸甲酯、60g丙烯酸丁酯、乳化剂和分散剂，间歇时间为60s添加一次，加入引发剂在反应釜中进行反应乳化，反应过程中需搅拌15min，反应结束后保温，保温的温度为30℃；
步骤二：ACR粒子核层制备：向制备完成的种子乳液中间歇式的添加去离子水、60g甲基丙烯酸甲酯、20g甲基丙烯酸丁酯、100g丙烯酸异丙酯、乳化剂、分散剂和交联剂，间歇时间为60s添加一次，提升温度至70℃，加入引发剂在反应釜中进行反应乳化，反应过程中需搅拌15min，反应时间为1.5小时，随后静置1小时，再次添加110g甲基丙烯酸甲酯、80g二甲基二烯丙基氯化铵、20g三羟甲基丙烷的混合物，同时加入乳化剂、分散剂和交联剂，将温度提升至75℃，反应时间2小时，得到ACR的核层乳液；
步骤三：ACR粒子的核层包覆壳层制备：保持温度70℃，将60g甲基丙烯酸甲酯、48g改性纳米二氧化硅和12g三甲基甲硅烷基丙烯酸酯混合后加入ACR核层乳液中，随后再次加入乳化剂、引发剂和去离子的水，搅拌反应30min，取出后经过破乳、水洗、干燥，得到目标产物。
所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、磺酸钠、苯磺酸钠或聚氧乙烯基醚硫酸钠的混合剂；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢异丙苯中的任意一种或几种的混合；交联剂为邻苯二甲酸二烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯或三烯丙基氰尿酸酯中的一种或几种的混合；所述步骤一中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的比例为3∶1；所述步骤二中甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯的比例为3∶1∶5，所述甲基丙烯酸甲酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三羟甲基丙烷的比例为5.5∶4∶1；所述步骤三中甲基丙烯酸甲酯、改性纳米二氧化硅和三甲基甲硅烷基丙烯酸酯的比例为6∶5∶1。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高抗冲击强度ACR的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：ACR种子乳液制备：向反应釜中加入去离子水，随后调整稳定至40-50℃，再次间歇式的添加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乳化剂和分散剂，间歇时间为30-60s添加一次，加入引发剂在反应釜中进行反应乳化，反应过程中需搅拌10-15min，反应结束后保温，保温的温度为30℃；
步骤二：ACR粒子核层制备：向制备完成的种子乳液中间歇式的添加去离子水、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯、乳化剂、分散剂和交联剂，间歇时间为30-60s添加一次，提升温度至70℃，加入引发剂在反应釜中进行反应乳化，反应过程中需搅拌10-15min，反应时间为1.5小时，随后静置1小时，再次添加甲基丙烯酸甲酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三羟甲基丙烷的混合物，同时加入乳化剂、分散剂和交联剂，将温度提升至75℃，反应时间2小时，得到ACR的核层乳液；
步骤三：ACR粒子的核层包覆壳层制备：保持温度70℃，将甲基丙烯酸甲酯、改性纳米二氧化硅和三甲基甲硅烷基丙烯酸酯混合后加入ACR核层乳液中，随后再次加入乳化剂、引发剂和去离子的水，搅拌反应30min，取出后经过破乳、水洗、干燥，得到目标产物。
2.根据权利要求1所述的一种高抗冲击强度ACR的合成方法，其特征在于：所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、磺酸钠、苯磺酸钠或聚氧乙烯基醚硫酸钠的混合剂。
3.根据权利要求1所述的一种高抗冲击强度ACR的合成方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢异丙苯中的任意一种或几种的混合。
4.根据权利要求1所述的一种高抗冲击强度ACR的合成方法，其特征在于：交联剂为邻苯二甲酸二烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯和三烯丙基氰尿酸酯中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的一种高抗冲击强度ACR的合成方法，其特征在于：所述步骤一中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的比例为(3-5)∶1。
6.根据权利要求1所述的一种高抗冲击强度ACR的合成方法，其特征在于：所述步骤二中甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯的比例为(2-3)∶1∶(3.5-5)，所述甲基丙烯酸甲酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三羟甲基丙烷的比例为(4-7)∶(3-5.5)∶1。
7.根据权利要求1所述的一种高抗冲击强度ACR的合成方法，其特征在于：所述步骤三中甲基丙烯酸甲酯、改性纳米二氧化硅和三甲基甲硅烷基丙烯酸酯的比例为(3-8)∶(5.5-7)∶1。
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