丙烯基抗冲增强剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种丙烯基抗冲增强剂的制备方法，更特别涉及一种通过混合具有大颗粒的乳胶和具有小颗粒的乳胶制备的、能增强聚氯乙烯（ＰＶＣ）树脂的抗冲击性的丙烯基增强剂的制备方法。本发明专利技术提供包括混合ａ）５０－９０重量份具有２００－５００ｎｍ颗粒大小和芯－壳结构的大颗粒的乳胶和ｂ）１０－５０重量份具有６０－１４０ｎｍ颗粒大小和芯－壳结构的小颗粒的乳胶的步骤的丙烯基抗冲增强剂的制备方法，另外，本发明专利技术提供按照本发明专利技术的方法制备的抗冲增强剂及包含抗冲增强剂的聚氯乙烯（ＰＶＣ）组合物。（*该技术在2021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，更特别涉及一种其中具有大颗粒的乳胶和具有小颗粒的乳胶被混合在一起以使聚氯乙烯(PVC)树脂的抗冲击性能够增强的。
技术介绍
抗冲增强剂被用于增强聚氯乙烯树脂的抗冲击性，且不同类型的抗冲增强剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯基(MBS)树脂、氯化聚乙烯基(CPE)树脂和丙烯基树脂。在这些树脂中，丙烯基树脂广泛用于露天的产品，因为它抗风化性强。例如，PVC窗框同时需要高的抗冲击性和抗风化性，而通过在包含烷基丙烯酸酯聚合体的橡胶弹性体内核上接枝与PVC树脂高度相容的玻璃质甲基丙烯基聚合体外壳所制备的抗冲增强剂同时显示了必要的两种性质。内核与外壳化学结合的方式是实现具有芯-壳结构的丙烯基抗冲增强剂的有益性质的关键因素，另外，分散在基质中的橡胶颗粒的交联度、橡胶颗粒的含量、橡胶颗粒的大小和橡胶颗粒对溶剂的溶胀指数也是影响丙烯基抗冲增强剂的抗冲击性的关键因素。为增强聚氯乙烯树脂的抗冲击性，已通过内核和外壳聚合都包括的乳液聚合制备了丙烯基抗冲增强剂。在内核聚合中，具有一个双键和低玻璃态转化温度的烷基丙烯酸酯单体被聚合，所得的烷基丙烯酸酯聚合体使丙烯基抗冲增强剂同时具有因聚合后双键消失产生的抗风化性和因低玻璃态转化温度产生的抗冲击性。交联剂因为抗冲增强剂上的橡胶结构的构成为抗冲增强剂提供抗冲击性，交联剂也在聚合反应中为乳胶提供稳定性及在处理过程中使内核保持球形。外壳聚合一般通过在内核上的与聚氯乙烯树脂高度相容的烷基甲基丙烯酸酯单体的接枝聚合进行。为增加抗冲增强剂的分散性，外壳可能包含少量的丙烯腈单体。有两种通过乳液聚合制备丙烯基抗冲增强剂的方法被公开。美国专利5612413号公开了一种方法，其中抗冲增强剂通过包括具有小颗粒的种子的聚合、两到四步以培育种子的单体的聚合及用于外壳以形成使内核被包围在外壳中的芯-壳结构的单体的聚合的多步乳液聚合来制备。欧洲专利0522605A号公开了一种方法，其中抗冲增强剂通过包括聚合100nm或更小颗粒尺寸的具有芯-壳结构的乳胶、凝聚该颗粒以制备具有所需颗粒尺寸的乳胶及在凝聚的颗粒上形成包囊外壳的微凝聚方法来制备。但是，有必要开发一种用于取代按传统方法制备的抗冲增强剂的具有增强的抗冲击性的抗冲增强剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够增强抗冲击性的丙烯基抗冲增强剂。另一目的是提供一种通过控制橡胶颗粒的含量和大小、橡胶颗粒的间距和橡胶颗粒的溶胀指数能最大化抗冲击强度的用于聚氯乙烯树脂的。为达到上述目的，本专利技术提供了一种，包括混合a)50-90重量份的具有颗粒尺寸为200-500nm和芯-壳结构的大颗粒的乳胶；和b)10-50重量份的具有颗粒尺寸为60-140nm和芯-壳结构的小颗粒的乳胶。另外，本专利技术进一步提供了一种使用所专利技术的抗冲增强剂制备的聚氯乙烯树脂复合物。专利技术的详细说明及具体实施方式在下面的详细说明中，只不过通过说明专利技术人设想的实施本专利技术的最佳方式，仅展示和描述了专利技术的优选实施例。应该认识到，在完全不脱离本专利技术的情况下，可在各种显而易见的方面对本专利技术进行变化。因而，附图和说明书应被看作实质上是说明性的，而不是限制性的。本专利技术的丙烯基抗冲增强剂通过控制橡胶颗粒含量、橡胶颗粒大小、橡胶颗粒之间的间距和橡胶颗粒的溶胀指数而制备，它们都是决定聚氯乙烯树脂的抗冲击强度的关键因素。另外，该丙烯基抗冲增强剂通过分别聚合具有大颗粒的乳胶和具有小颗粒的乳胶并混合这两种乳胶而制备。下面对橡胶颗粒大小对抗冲击强度的影响进行说明。为制备在基质中具有抗冲击性的抗冲增强剂，必须使颗粒间距保持在特性距离之内并使颗粒大小最大化。因此，当抗冲增强剂的颗粒尺寸小(小于100nm)时，尽管颗粒间距低于特性距离，该抗冲增强剂的抗冲击性会因颗粒尺寸小而降低，而当抗冲增强剂的颗粒尺寸大(大于300nm)时，该抗冲增强剂的抗冲击性会因颗粒间距超过特性距离而降低。因此，本专利技术的丙烯基抗冲增强剂通过混合具有大颗粒以增强抗冲击性的乳胶和具有小颗粒以降低颗粒间距到特性距离之内的乳胶而制备。溶胀指数为一溶剂在凝胶中膨胀程度的系数和聚合体的自由体积的指数。当橡胶的交联密度增加时，溶胀指数降低，而当橡胶的交联密度降低时，溶胀指数增大。交联密度可通过制备橡胶中使用的交联剂的量来控制，当交联剂的量降低以增大溶胀指数时，较高的抗冲击性就实现了。但是，当交联剂的量太小，就难以控制溶胀指数，因为在聚合反应中乳胶稳定性下降。在本专利技术中，优选使用溶胀指数为2.0-12.0的具有大和小颗粒的乳胶。丙烯基抗冲增强剂通过聚合种子、向种子添加两到四次用于内核以增长内核橡胶颗粒的单体、向内核添加用于外壳以将内核包围在外壳内的单体来制备。为制备具有颗粒尺寸为200-500nm的大颗粒的乳胶和具有颗粒尺寸为60-140nm的小颗粒的乳胶，使用相同的制备方法，但乳化剂的用量不一样，然后按重量比5-9∶1-5混合该具有大颗粒和小颗粒的乳胶，并凝聚。优选a)具有大颗粒的乳胶和b)具有小颗粒的乳胶分别包含具有i)97.0-99.9重量份具有C2-C8烷基基团的烷基丙烯酸酯；和ii)0.1-3.0重量份交联剂的内核。i)优选烷基丙烯酸酯包括一个选自包含甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丙基丙烯酸酯、异丙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、己基丙烯酸酯、辛基丙烯酸酯和2-乙基己基丙烯酸酯的族的单体，及一其同聚体或共聚体。更优选烷基丙烯酸酯包括丁基丙烯酸酯、2-乙基己基丙烯酸酯或其混合物。ii)优选交联剂包括至少一个选自包含1，3-丁二醇二丙烯酸酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯(1，4-butandiol diacrylate)、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯和二乙烯基苯的族的单体，及一其同聚体或共聚体。更优选交联剂包括1，3-丁二醇二丙烯酸酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯或其混合物。交联剂的用量范围以本专利技术的单体重量计为0.1-5.0重量份。当交联剂的用量以聚合体总重量计低于0.1重量份时，球形颗粒容易在加工过程中变形，而当交联剂的用量以聚合体总重量计高于5.0重量份时，抗冲增强剂的内核呈现脆性因而破坏了增强抗冲击的能力。a)具有大颗粒的乳胶和b)具有小颗粒的乳胶分别包含具有i)80-100重量份具有碳原子数1-4的烷基甲基丙烯酸酯的外壳，为控制外壳的玻璃态转化温度它们进一步包含ii)乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和丁基丙烯酸酯(其含量低于10重量份)，为增强外壳与基质的可混合性它们可包含iii)腈类，如丙烯腈和甲基丙烯腈(其含量低于10重量份)。另外，具有大颗粒的乳胶和具有小颗粒的乳胶包含以总单体含量计算重量比70-95％的橡胶颗粒，当抗冲增强剂的橡胶含量低于重量比70％时，抗冲击增强性质会因为抗冲增强剂含橡胶量小而退化，而当单体橡胶含量高于重量比95％时，抗冲击性质会因为外壳的量不足以包裹内核而退化，且难以使橡胶在基质中分散良好。本专利技术的丙烯基抗冲增强剂通过混合具有大颗粒的乳胶和具有小颗粒的乳胶而制备。在混合当中具有大颗粒的乳胶被添加到具有小颗粒的乳胶中。混合的乳胶用一电解质，优选如氯化钙凝聚，然后进行过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯基抗冲增强剂的制备方法，包括混合ａ）５０－９０重量份的具有２００－５００ｎｍ颗粒大小和芯－壳结构的大颗粒的乳胶；和ｂ）１０－５０重量份的具有６０－１４０ｎｍ颗粒大小和芯－壳结构的小颗粒的乳胶的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柳东雕，韩章善，李勇勋，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]