含有包封冲击改性剂的聚甲基丙烯酸甲酯树脂和其制备方法技术

技术编号:1625407 阅读:203 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种经乳液聚合步骤制得的含有包封冲击改性剂的PMMA树脂,它包含玻璃聚合物芯、接枝到芯上的橡胶共聚物的中间层和接枝到中间层上的玻璃聚合物的外层,芯的量为5-20重量%,中间层的量为10-70重量%,而外层的量为25-85重量%。所制得的冲击改性的PMMA树脂具有良好的抗冲击性,即使在厚片材产品中也不会降低透明度。(*该技术在2019年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含有包封冲击改性剂的聚甲基丙烯酸甲酯(下面称为“PMMA”)树脂,其产品具有良好的透明度和高的抗冲击性,本专利技术还涉及这种树脂的制备方法,该方法无需将PMMA树脂和冲击改性剂分开加到挤出机中,从而提高了生产率。本专利技术用于改进常规的具有经两步或三步乳液聚合产生的芯-壳结构的冲击改性剂,这种常规冲击改性剂存在多种问题,即壳层的厚度增加,从而降低了抗冲击性。本专利技术也提供一种含有包封冲击改性剂的PMMA树脂的制备方法,通过增加壳层的厚度而使这种树脂具有改善的增强性能和加工性能而不会降低抗冲击性并通过将冲击增强剂均匀地分散在产品中使其具有改善的透明性和抗冲击性。相关技术的描述通常,在生产用于改善冲击强度和其它性能的PMMA树脂产品的过程中,采用将PMMA树脂与冲击改性剂相混合。用于透明丙烯酸类树脂的冲击改性剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯类(下面称为“MBS类”),丙烯腈-丁二烯-苯乙烯类(下面称为“ABS类”)和丙烯酸酯类冲击改性剂。尤其是MBS和ABS类冲击改性剂当将它们长时间地在露天使用时由于其耐候性低而显示出差的物理性能,并且由于使用丁二烯气体而使制备过程变得复杂。由于各组分之间不同的折射率,冲击改性的PMMA的透明度下降。另外,为达到相同的增强效果,ABS类冲击改性剂用得比其它种类的冲击改性剂多。具有优良的耐候性和冲击强度的冲击改性剂例如可以包括从(甲基)丙烯酸类单体、乙烯基单体(如苯乙烯衍生物和乙烯基衍生物)、表面活性剂、引发剂、交联剂和接枝剂制得的丙烯酸类冲击改性剂。丙烯酸类冲击改性剂改善了冲击强度,因为冲击力从外部基体树脂转移到丙烯酸类橡胶层上,并且其能量被吸收和分散了。而且,丙烯酸类冲击改性剂具有多种优点,即它可通过设计橡胶和基体层使它们的折射率相同,在不降低透明度的情况下制得。然而,当在产品上施加外部应力时,在施加应力部位周围的颜色会变白。为了防止这种问题,日本专利公告1980-148729、1971-31462和1979-1584提出了一种方法,它包括乳液聚合的步骤使冲击改性剂具有芯-壳结构,最后将具有良好混合能力的硬聚合物与基体树脂聚合,形成外层。然而,这种方法有多种问题,即冲击改性剂的用量应增加,因为其中的橡胶含量较少,而且外层的厚度有限,因为当外层厚度增加时冲击强度变得较弱。日本专利公告1981-96862披露了通过高度交联的橡胶聚合物使用橡胶组分含量增加的接枝共聚物的方法。然而,这种高度交联的聚合物具有降低吸收冲击力的作用,因为其橡胶回弹性减小并且与基体混合性能下降,从而降低了产品的加工性能。另外,当使用已有技术中的上述冲击改性剂来制备冲击改性的PMMA片时,产生了许多问题,即过程变得复杂并且生产率下降,因为PMMA和冲击改性剂须经分开的过程制备并且分别将它们送到挤出机中。成形片材产品的透明度下降,因为其中的冲击改性剂不均匀地分散。因此,为达到必需的透明度,片材产品的厚度受到限制。专利技术的概述本专利技术的一个目的是提供一种含有包封冲击改性剂的PMMA树脂,从而使成形产品具有良好的透明度和抗冲击性能。本专利技术的另一个目的是提供一种制备含有包封冲击改性剂的PMMA树脂的方法,该方法有多种优点,即产品的成形过程简化并且生产率提高。为了达到上述目的,本专利技术提供的一种含有包封冲击改性剂的PMMA树脂包含玻璃聚合物芯、接枝到芯上的橡胶共聚物的中间层和接枝到中间层上的玻璃聚合物的外层,产物是颗粒状的,芯的量为5-20重量%,中间层的量为10-70重量%,而外层的量为25-85重量%,橡胶共聚物中间层是选自丙烯酸丁酯或丁二烯中的至少一种单体与选自苯乙烯或苯乙烯衍生物中的至少一种单体的共聚物,玻璃聚合物外层包含链转移剂。三层结构形式的本专利技术含有包封冲击改性剂的PMMA树脂包含玻璃聚合物芯和接枝到芯上的橡胶共聚物中间层的冲击改性剂和接枝到中间层上的玻璃聚合物(作为基体树脂)外层。在本专利技术含有包封冲击改性剂的PMMA树脂中,较好的是外层的重量%或平均直径高于或大于芯的重量%或平均直径。这样,当制备透明片材或模塑产品时,不需要使用基体PMMA树脂,从而简化了模塑过程并提高了生产率。本专利技术含有包封冲击改性剂的PMMA树脂的特征在于在外层中含有链转移剂。链转移剂用于调节外层的分子量和熔体粘度,而不会降低其抗冲击性。本专利技术含有包封冲击改性剂的PMMA树脂的特征还在于橡胶聚合物中间层由选自丙烯酸丁酯或丁二烯中的至少一种单体与选自苯乙烯或苯乙烯衍生物中的至少一种单体的共聚物组成。按本专利技术,包括三步乳液聚合步骤的制备含有包封冲击改性剂的PMMA树脂的方法如下所述第一步乳液聚合步骤用于制备平均直径为30-200nm、转化率为93-99%的玻璃聚合物芯的乳液,该步骤经下述过程完成在氮气氛下将包含部分第一种单体、去离子水、乳化剂、接枝剂和交联剂的组合物溶液加到反应器中,加热并搅拌该组合物溶液,在组合物的温度达到50-90℃时滴加入聚合引发剂,使组合物进行乳液聚合,当生成种子乳液时滴加入剩余的第一种单体,继续使组合物进行聚合,最后在聚合的终点时将引发剂加到组合物中去;第二步乳液聚合步骤用于制备转化率为93-99%并且平均厚度为10-150nm的接枝到玻璃聚合物芯上的聚合物乳液,该步骤经下述过程完成在50-90℃的温度下滴加入乳化剂、引发剂、交联剂、第二种单体(它是丙烯酸丁酯或丁二烯中的至少一种单体和苯乙烯或苯乙烯衍生物中的至少一种单体),搅拌该乳液,在聚合的终点时加入另外的引发剂;第三步乳液聚合步骤用于制备转化率大于93%的含有包封冲击改性剂的PMMA树脂,其中玻璃聚合物(外层)以厚度60-3000nm接枝到橡胶聚合物(中间层)上,该步骤经下述过程完成滴加入第三种单体和聚合引发剂,连续进行聚合,在聚合的终点时加入链转移剂和聚合引发剂。较好实例的详细描述首先,下面将详细描述第一种单体的乳液聚合过程。在氮气环境下将包含部分第一种单体、去离子水、乳化剂、接枝剂和交联剂的组合物溶液加到反应器中,加热并搅拌该组合物溶液。当组合物的温度达到50-90℃时加入聚合引发剂,使组合物进行乳液聚合。最后在聚合步骤的终点时将聚合引发剂加到组合物中去。这样就获得了芯的玻璃聚合物乳液。在第一步乳液聚合步骤中,芯的玻璃聚合物乳液的平均直径取决于乳化剂和第一种单体的用量。第一种单体的用量较少会使玻璃聚合物的大小减小,从而在冲击改性剂中形成较多的橡胶聚合物。相对于所用单体的总量而言,第一种单体的用量较好为5-20重量份。而且,宜通过控制乳化剂的用量来控制平均直径为30-200nm。同样较好的是这样来乳液聚合第一种单体,使第一种单体转变成玻璃聚合物的转化率为93-99%。若该转化率小于93%,则热稳定性下降,从而使其在加工过程中发生分解。第一步步骤中所用的第一种单体可以是选自芳族乙烯基单体、含1-20个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯、含1-20个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基芳基酯和含1-20个碳原子的(甲基)丙烯酸氟烷基酯中的至少一种单体。从离子交换剂获得去离子水,其在氮气氛下的电阻大于1MΩ。去离子水的用量为第一种单体的80-800重量份。下面详细描述第二步乳液聚合步骤。搅拌得自第一步步骤的玻璃聚合物乳液,并在50-90℃的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有包封冲击改性剂的PMMA树脂,它包含玻璃聚合物芯、接枝到芯上的橡胶共聚物的中间层和接枝到中间层上的玻璃聚合物的外层,该冲击改性的PMMA树脂是颗粒状的,芯的量为5-20重量%,中间层的量为10-70重量%,而外层的量为25-85重量%,橡胶共聚物中间层是选自丙烯酸丁酯或丁二烯中的至少一种单体与选自苯乙烯或苯乙烯衍生物中的至少一种单体的共聚物,玻璃聚合物外层包含链转移剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:姜忠锡朴圣模李岬省
申请(专利权)人:株式会社可隆
类型:发明
国别省市:KR[韩国]

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