聚氯乙烯丙烯酸酯类抗冲改性剂制造技术

一种耐候性、抗冲击性、加工性优良的聚氯乙烯丙烯酸酯类抗冲改性剂由下述重量百分比的原料制成：丙烯酸酯类核－壳接枝共聚物６５－９７％、加工助剂３－３５％，所述的丙烯酸酯类核－壳接枝共聚物由核部分和壳部分组成，核部分为丙烯酸酯类弹性体，丙烯酸酯类弹性体在丙烯酸酯类核－壳接枝共聚物中的重量百分比含量大于８０％。（*该技术在2023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聚氯乙烯丙烯酸酯类抗冲改性剂，具体地说，涉及一种耐候性、抗冲击性、加工性优良的聚氯乙烯丙烯酸酯类抗冲改性剂。
技术介绍
一般地说，聚氯乙烯树脂加工成形性能差，必须加入加工助剂，以改善其加工性能；聚氯乙烯加工成形后的制品的抗冲击强度差，人们专利技术了多种方法以提高聚氯乙烯制品的抗冲击强度。其中的一个方法就是添加丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯的三元共聚物，也就是MBS树脂来改善聚氯乙烯制品的冲击强度。但是MBS树脂与PVC的混合物加工后所得到的制品的抗冲击强度尽管比较高，但是耐候性差，在室外使用一段时间后，制品的抗冲击强度会迅速下降。所以，MBS改性的聚氯乙烯只能在室内使用。MBS树脂耐候性差的原因是因为其中的主要成分聚丁二烯的耐紫外线性能差。为了改善MBS的耐候性，人们又专利技术了不含双键的抗冲击改性剂，丙烯酸酯类抗冲改性剂。丙烯酸酯类抗冲改性剂是通过向轻度交联的丙烯酸酯类弹性体上接枝甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯、丙烯腈等单体的混合物而得到的丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物(特公昭51-28117号公报)。丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物的核部分为丙烯酸酯类弹性体。用这种丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物抗冲改性的聚氯乙烯制品具有优良的耐候性，但抗冲击强度却不理想。提高抗冲击强度的最有效的方法为提高丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物中核部分即丙烯酸酯弹性体的含量，含量越高越好，最好为100％，但是其含量提高后，丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物的加工性较差，粉体流动性差，严重时会产生结块现象。因此日本专利特公昭58-4735报道，丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物抗冲改性剂中丙烯酸酯类弹性体的重量百分比含量不能超过80％。2001年9月12日公开的CN1312298A报道了一种聚氯乙烯抗冲加工改性剂，其原料组分中含有至少一种橡胶相的烷基丙烯酸酯类50-95％、至少两种热塑相的烷基甲基丙烯酸酯类4.5-45％、甲基丙烯酸高级酯0.5-5％。这种抗冲加工改性剂尽管能使聚氯乙烯混合物的抗冲性能有所改善，但是本专利技术人经过研究发现，这种抗冲加工改性剂的效果仍不理想。丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物抗冲改性剂中接枝共聚物壳层降低了核部分即丙烯酸酯弹性体的含量，使得制品的抗冲击效果降低。同时丙烯酸酯类弹性体上接枝的甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯、丙烯腈为主要成元的聚合物，本来是有效的聚氯乙烯加工助剂，能大大地改善聚氯乙烯的加工性能，但是事实上聚氯乙烯混合物的加工性能和接枝共聚物壳层含量无关，也就是说因其接枝到弹性体上的原因而失去了其加工性能。因此，由传统的丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物抗冲改性剂与聚氯乙烯制成的共混物的加工性能和抗冲击性能都不理想。
技术实现思路
本专利技术为了解决传统聚氯乙烯抗冲改性剂的加工性、抗冲击性和耐候性的问题，克服传统的抗冲改性剂的丙烯酸酯类弹性体在丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物中的重量百分比含量超过80％时粉体流动性差、加工性能差的缺点，提出了一种改进的聚氯乙烯丙烯酸酯类抗冲改性剂。一种耐候性、抗冲击性、加工性优良的聚氯乙烯丙烯酸酯类抗冲改性剂由下述重量百分比的原料制成丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物65-97％、加工助剂3-35％。所述的丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物由核部分和壳部分组成，核部分为丙烯酸酯类弹性体，丙烯酸酯类弹性体的重量百分比含量大于80％。丙烯酸酯类弹性体的含量越高，抗冲击性能越高。根据抗冲击强度的需要，自由调节丙烯酸酯类弹性体的含量。丙烯酸酯类弹性体的重量百分比含量小于80％，则抗冲击性能下降。所述的丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物的核部分是包含丙烯酸烷基酯的单体混合物聚合得到的轻度交联的丙烯酸酯类弹性体，优选玻璃化温度小于-20℃的丙烯酸酯类弹性体。丙烯酸酯类弹性体的玻璃化温度高于-20℃时，由该改性剂制成的聚氯乙烯制品的抗冲击性能下降。所述的壳部分是以甲基丙烯酸烷基酯为主要成分的高分子聚合物，优选玻璃化温度大于50℃。壳部分的玻璃化温度越高，抗冲改性剂颗粒之间越不易粘连结块，需要加入的加工助剂越少。如果壳部分的玻璃化温度小于50℃，则丙烯酸酯类抗冲改性剂的粉体流动性性能下降，需要加入较多的加工助剂以改善其粉体流动性。所述的丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物的胶乳中乳胶粒的数均粒径优选150-500nm。数均粒径小于150nm时，抗冲改性剂的抗冲击性能下降。所述的丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物的制备方法如下(1)种子胶乳的合成将80-120重量份的水、40-60重量份的丙烯酸烷基酯、0.01-3重量份的含有两个或两个以上碳碳双键的交联剂、0.001-1重量份的自由基引发剂、0.1-2重量份的表面活性剂、加入到反应器中，在氮气气氛中升温至50-80℃，以100-500转/分的速度搅拌反应6-10小时，得到数均粒径为120-160nm的种子胶乳；(2)丙烯酸酯类弹性体乳液的合成将60-100重量份的水、20-80重量份的步骤(1)得到的种子胶乳、0.3-1.5重量份的表面活性剂加入到反应器中，在氮气气氛中升温至50-80℃，在100-500转/分的速度搅拌条件下再将80-100重量份的丙烯酸烷基酯、0.01-5重量份的含有两个或两个以上碳碳双键的交联剂和0.001-1重量份的自由基引发剂分为分为2-4批加入，每次加入的时间间隔为1-3小时，然后保温3-5小时得到含有丙烯酸酯类弹性体的乳液；(3)丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物的合成将步骤(2)得到的含有150-200重量份丙烯酸酯弹性体的乳液、1-25重量份的水、0.01-0.5重量份的表面活性剂、1-25重量份的甲基丙烯酸烷基酯、0-2.5重量份的丙烯酸烷基酯和0.001-0.2重量份的自由基引发剂加入到反应器中，在氮气气氛下升温至50-80℃，以100-500转/分的速度搅拌条件下反应3-5小时，得到丙烯酸酯弹性体重量百分比含量大于80％的数均粒径为150-500nm的丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物的乳液。丙烯酸酯类弹性体的玻璃化温度可以通过改变步骤(2)弹性体合成过程中丙烯酸酯类单体在弹性体中的含量来调节。丙烯酸酯类单体含量高时，玻璃化温度低，丙烯酸酯类单体含量低时，玻璃化温度高，当丙烯酸酯重量百分比含量大于70％时，玻璃化温度低于-20℃。核-壳接枝共聚物的壳层的玻璃化温度由步骤(3)丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物的合成过程中改变壳层中丙烯酸酯类单体的含量来调节，当丙烯酸酯类单体的重量百分比含量小于30％时，壳层的玻璃化温度大于50℃。乳胶粒的粒径可以通过改变步骤(2)弹性体合成过程中种子胶乳的用量来调节，种子胶乳的用量越少，核-壳接枝共聚物乳胶粒的粒径越大。在步骤(3)丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物的合成过程中，通过改变丙烯酸酯弹性体的用量来改变丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物中丙烯酸酯类弹性体的含量。提高丙烯酸酯弹性体的用量，合成的丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物中丙烯酸酯类弹性体的含量则增高。因此根据需要，可以自由地调节丙烯酸酯类核-壳接枝共聚物中丙烯酸酯类弹性体的含量。在合成过程中所述的甲基丙烯酸烷基酯可以是单一物质，也可以是多种甲基丙烯酸烷基酯的混合物。在制备所述的改进的丙烯酸酯类抗冲改性剂中，所述的加工助剂选自下述加工助剂A、B、C、D、E、F，它们分别由下述制备方法制成(1)加工助剂A将50-70重量份的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东日，
申请(专利权)人：赵东日，
类型：发明
国别省市：