CN1510064A

CN1510064A - 具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂制作方法

Info

Publication number: CN1510064A
Application number: CNA021581193A
Authority: CN
Inventors: 王志东; 崔玉霞
Original assignee: TIANJIN CHEMICAL PLANT TIANJIN BOHAI SEA CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: Tianjin Bohua Engineering Co ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: CN1266180C

Abstract

本发明具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂制作方法，产品主要应用于板材、异型材等化学建材方面。本发明首先是通过丙烯酸酯和烷基丙烯酸酯为原料制成核壳型共聚乳液，然后1～30％乳液与99～70％的氯乙烯单体悬浮聚合，其核部和壳部的制作重量配合比例为核心部丙烯酸丁酯∶二乙烯基苯＝50∶1，壳部是10％的甲基丙烯酸甲酯和90％的丙烯酸丁酯的混合单体与二乙烯基苯构成，其中混合单体∶二乙烯苯＝50∶1。在温度为23℃的条件下，测定缺口冲击强度为64.4KJ/m²，拉伸强度值为46.3Mpa，有良好的力学性能。

Description

具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂制作方法

所属技术领域：

本发明具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂制作方法是关于冲击强度、拉伸强度都很优良的氯乙烯专用树脂的制作。产品主要应用于板材、异型材等化学建材方面。

背景技术：

聚氯乙烯因其机械强度、耐候性、耐药品性等优良特性而广泛应用于各种领域。但是，用于聚氯乙烯管、门窗等硬质产品时，有冲击性不充分等缺点，有各种改性方法被提出来。以前用聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚丙烯酸酯、氯化聚乙烯等作为抗冲改性剂进行共混改性的增韧方法，但存在不饱和弹性体增韧耐候性差、抗冲性能与拉伸性能不能同时兼顾的缺点。因此提出了在玻璃化转变温度低、耐候性强的丙烯酸系共聚物上接枝共聚氯乙烯的方法。在CN1161345中介绍了在由乳液聚合制得的丙烯酸系与苯乙烯共聚物胶乳浆料存在下，悬浮聚合制备高透明、耐冲击聚氯乙烯树脂的方法。但是，此组成物中制品透明度虽大幅度提高，抗冲强度提高幅度不大。

发明内容：

本发明具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂制作鉴于上述缺点，目的在于提供可以得到冲击强度和拉伸强度都很优越的聚氯乙烯专用树脂。本发明的目的是这样实现的：一种具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯制作方法，其是通过丙烯酸酯和烷基丙烯酸酯为原料制成核壳型共聚乳液后与氯乙烯单体聚合，包括如下步骤：

(1)乳液的制作

在乳液聚合条件下，反应温度为70～90℃，按下述配方进行聚合反应：

成份重量分数

无离子水 100

丙烯酸酯/交联剂(50∶1)(核心部) 6.8～15.3

烷基丙烯酸酯单体+丙烯酸酯/交联剂(50∶1)(壳部)

37.5～48.6

(烷基丙烯酸酯∶丙烯酸酯＝10∶90)

引发剂 0.115～0.33

乳化剂 0.5～1.93

在上述乳液制备过程中，首先将构成上述核心部的混合单体，一并加到反应器中进行聚合反应形成核心部分，反应1～2小时后，一起加入或滴加构成上述壳部的混合单体，或乳化单体3小时，使之与上述核心部发生共聚反应，并在核心部的表面形成壳部，最终形成核壳型乳液结构。

(2)第(1)步制备的核壳乳液1～30％与99～70％的氯乙烯悬浮聚合，按下述配方进行：

成份重量份数

氯乙烯单体 100

无离子水 190～234

引发剂 0.035～0.050

复合分散剂 0.20～0.35

步骤(1)所得乳液 16.68～23.34

PH调节剂 0.021～0.042

具体过程为：

首先向带有夹套的反应器中加入纯水、步骤(1)所得乳液、分散剂、引发剂、PH调节剂等，除去反应器中的氧气，然后在搅拌条件下投入氯乙烯单体，升温至聚合所需温度，40～60℃开始聚合反应5～8小时，经洗涤、干燥后即得具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂。

在上述制作方法中，乳液聚合所用的乳化剂可采用十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、非离子表面活性剂，本发明应用的是十二烷基硫酸钠，其用量为0.5～1.93wt％(以无离子水重量计)。

在上述制作方法中，所述乳液聚合的丙烯酸酯单体为n-丁基丙烯酸酯，烷基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯，壳部甲基丙烯酸甲酯与n-丁基丙烯酸酯的重量比为10∶90。

在上述制作方法中，所述交联剂可采用二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二丙烯酸1，4-丁二酸酯等，其用量为0.5～3wt％(以丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯总重量计)，较好为1.5wt％。在上述制备方法中，所述乳液聚合引发剂为过氧化物类，如过硫酸铵、过硫酸钾等，用量为0.3％(以丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯总重量计)。

在上述制作方法中，悬浮聚合所用助剂包括复合分散剂、引发剂、PH调节剂选择羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等其中的至少一种和聚乙烯醇的混合物，用量为0.2～0.35％(以单体重量计)，引发剂为通用过氧化物、偶氮化合物，如偶氮二异庚腈等，用量为0.035～0.05％(以单体重量计)，PH调节剂选择应用NaOH或NaHCO₃，一般配成浓度为2％的溶液在乳液加入悬浮聚合前应用，将乳液PH调成7～8，其用量以乳液的PH值为准。

最佳实施例：

第一步：丙烯酸酯共聚乳胶的制作

在装有搅拌及回流冷凝器的1m³的反应釜中加入330立升纯水，550g过硫酸铵(APS)，5.7kg十二烷基硫酸钠，釜内的氧气用氮气置换后，在搅拌的条件下，将聚合釜升温至70℃。先进行核心部聚合，加入n-丁基丙烯酸酯∶二乙烯基苯＝50∶1(重量比)的混合物60立升，反应1～2小时。然后再进行壳部聚合，同步滴加(n-丁基丙烯酸酯+甲基丙烯酸甲酯)∶二乙烯基苯＝50∶1(重量比)的混合物200立升以及1.5kg十二烷基硫酸钠配制成的水溶液150立升，连续滴加反应约3小时，放置1小时熟化，最终得到固含量约为30％的核壳丙烯酸系共聚乳液，其中，n-丁基丙烯酸酯∶甲基丙烯酸甲酯＝90∶10(重量比)。

第二步：具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂制作

在装有搅拌及夹套的4m³釜中，一次加入纯水1.7m³，上述乳液220g，聚乙烯醇分散剂3Kg，偶氮二异庚腈200g，过氧化二碳酸双(2-乙基已酯)EHP600立升，PH调节剂NaOH(1％水溶液)20L，上好釜盖，除氧后，在搅拌条件下投入氯乙烯，冷搅20min，使氯乙烯均匀混合，通过控制夹套温度，在聚合温度56℃的条件下开始聚合反应。待反应压力降0.15MPa后，除去未反应的单体，经脱水干燥，得到聚合度大约为1000的具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂。

在温度为23℃的条件下，测定具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂缺口冲击强度为64.4KJ/m²，拉伸强度值为46.3Mpa，有良好的力学性能。

Claims

1、一种具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂制作方法，其特征在于：通过丙烯酸酯和烷基丙烯酸酯为原料制成核壳型共聚乳液后与氯乙烯单体聚合制成。

2、根据权利要求1所述具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂制作方法，其特征在于：乳液的结构为核壳型，核部和壳部的制作重量配合比例为核心部丙烯酸丁酯∶二乙烯基苯＝50∶1，壳部是10％的甲基丙烯酸甲酯和90％的丙烯酸丁酯的混合单体与二乙烯基苯构成，其中混合单体∶二乙烯苯＝50∶1，具体按下述重量配合比例和制作过程进行聚合反应：

无离子水 100

丙烯酸丁酯+二乙烯基苯 6.8～15.3

甲基丙烯酸甲酯+丙烯酸丁酯+二乙烯基苯 37.5～48.6

过硫酸铵 0.115～0.33

十二烷基硫酸钠 0.5～1.93

制作过程：首先将构成上述核心部的混合单体、无离子水、十二烷基硫酸钠、过硫酸铵，一并加到反应器中进行聚合反应形成核心部分，反应1～2小时后，一起加入或滴加构成上述壳部的混合单体，使之与上述核心部发生共聚反应，并在核心部的表面形成壳部，制成核壳型乳液。

3、根据权利要求1、2所述具有核壳结构高抗冲聚氯乙烯树脂制作方法，其特征在于加入核壳型乳液与氯乙烯单体悬浮聚合，具体按下述重量配合比例和制作过程进行聚合反应：

氯乙烯单体 100

无离子水 190～234

偶氮二异庚腈 0.035～0.050

聚乙烯醇 0.20～0.35

核壳型乳液 16.68～23.34

氢氧化钠溶液 0.021～0.042

制作过程：首先向带有夹套的反应器中加入无离子水、核壳型乳液、聚乙烯醇、偶氮二异庚腈、氢氧化钠溶液等，除去反应器中的氧气，然后在搅拌条件下投入氯乙烯单体，升温至40～60℃开始聚合反应5～8小时，经洗涤、干燥后制得。