一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂及其合成方法技术

本发明专利技术涉及高分子助剂技术领域，具体涉及一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂及其合成方法，该合成方法包括：有机聚硅氧烷核乳液的合成；具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成。本发明专利技术的合成方法通过将有机硅和PTFE聚合，再依次包覆软单体和硬单体，制得的有机硅增韧剂既提高材料的冲击强度，又具有优异的抗滴落性能，工艺简单，成本低。

A Silicone Toughener with Drop Resistance and Its Synthesis Method

The invention relates to the technical field of polymer assistants, in particular to an organic silicon toughening agent with anti dropping effect and a synthetic method thereof. The synthetic method comprises the following steps: the synthesis of organic polysiloxane core emulsion; and the synthesis of an organosilicon toughening agent with anti dropping effect. The synthesis method of the present invention not only improves the impact strength of the material, but also has excellent drop resistance, simple process and low cost by polymerizing silicone and PTFE, and then coating the soft monomer and hard monomer in turn.

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂及其合成方法
本专利技术涉及高分子助剂
，具体涉及一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂及其合成方法。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)是一种韧的热塑性树脂，并已在20世纪60年代初实现工业化，90年代末实现大规模工业化生产，是产量仅次于聚酰胺的第二大工程塑料。其有着优良的机械性能，但对缺口敏感，缺口韧性受到一定的限制。目前涉及到工程塑料PC树脂的增韧剂主要有MBS树脂、ACR树脂、马来酸酐接枝共聚物(EVA-g-MAH)、纳米无机颗粒等等，但都存在一些问题，如由于MBS树脂的分子结构中含有丁二烯，其碳碳双键不饱和结构使其暴露在空气中或在紫外线的照射下容易发生老化现象，导致MBS树脂的耐候性较差。ACR树脂的耐低温性能、耐污性能较差，透水性和吸水性也较高，而且存在“热粘冷脆”的现象。在塑料阻燃改性体系中，为提高塑料阻燃等级、改善燃烧滴落不足，需要适当添加抗滴落剂。抗滴落剂是利用聚四氟乙烯聚合物在塑料加工中的纤维化，受热收缩，起到抗滴落作用的，减少火焰的蔓延；此外，可以增加聚合物的熔体强度和抗塌陷性。因此，有必要研发一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成方法，该合成方法通过将有机硅和PTFE聚合，再依次包覆软单体和硬单体，制得的有机硅增韧剂既提高材料的冲击强度，又具有优异的抗滴落性能，工艺简单，成本低。本专利技术的另一目的在于提供一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂，该有机硅增韧剂用于增韧PC体系中时，既可以提高PC的缺口抗冲击强度，也具有一定的抗滴落效果。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成方法，包括如下步骤：A、有机聚硅氧烷核乳液的合成：A1、将有机硅氧烷单体混合均匀，使用均质机在8000～12000rpm转速下高速剪切5～20min，得到混合液；A2、将混合液加入到溶解有催化剂和乳化剂的水溶液中，在85～100℃温度下反应6～12h，得到有机聚硅氧烷核乳液；其中，有机硅氧烷单体的总质量为水质量的40％～60％，催化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的1％～5％，乳化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的1％～20％；B、具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成：B1、将有机聚硅氧烷核乳液、PTFE乳液、分散剂和蒸馏水一起加入到反应釜中，在1000～2000rpm转速下高速剪切搅拌5～25min，得到反应液；其中，PTFE乳液的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的10％-50％，分散剂的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的1％-5％；B2、将反应液用碱液调节pH值至9～12，然后加入软单体，再加入引发剂和交联剂，于50～90℃温度下搅拌反应5-10h，得到有机聚硅氧烷接枝软单体的聚合物乳液；其中，软单体的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的5％-15％，引发剂的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的0.1％-0.8％，交联剂的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的0.2％-0.6％；B3、然后加入硬单体，再加入引发剂和交联剂，于50～90℃温度下搅拌反应5-10h，得到具有核壳结构的聚合物乳液；其中，硬单体的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的25％-45％，引发剂的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的0.1％-0.8％，交联剂的用量为有机聚硅氧烷核乳液质量的0.2％-0.6％；B4、再加入破乳剂破乳，离心后烘干粉碎，即得所述具有抗滴效果的有机硅增韧剂；其中，破乳剂的用量为聚合物乳液质量的0.5-3倍。所述步骤A1中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比20-60：0.1-1.0：0.5-1.5组成的混合物。本专利技术通过采用环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体作为有机硅氧烷单体复配使用，并控制其重量比为20-60：0.1-1.0：0.5-1.5，可以提高树脂的抗冲击性能、防水性、防油性、防雾性、防污性、去污性、耐湿性、润滑性、耐磨耗性、防粘性、耐化学药品性和耐擦伤性。优选的，所述多功能团硅氧烷单体的结构式为：其中，R1、R2、R3和R4分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基、甲氧基、乙氧基和苯基中的任意一种，且R1、R2、R3和R4中至少有一个甲氧基或乙氧基。优选的，所述多功能团硅氧烷单体为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、三苯基甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、乙基苯基二甲氧基硅烷、丙基苯基二甲氧基硅烷、乙烯基苯基二甲氧基硅烷、丙烯基苯基二甲氧基硅烷、乙炔基苯基二甲氧基硅烷、丙炔基苯基二甲氧基硅烷、甲基二苯基甲氧基硅烷、乙基二苯基甲氧基硅烷、丙基二苯基甲氧基硅烷、乙烯基二苯基甲氧基硅烷、丙烯基二苯基甲氧基硅烷、乙炔基二苯基甲氧基硅烷、丙炔基二苯基甲氧基硅烷、二甲基苯基甲氧基硅烷、二乙基苯基甲氧基硅烷、二丙基苯基甲氧基硅烷、二乙烯基苯基甲氧基硅烷、二丙烯基苯基甲氧基硅烷、二乙炔基苯基甲氧基硅烷、二丙炔基苯基甲氧基硅烷、甲基乙基苯基甲氧基硅烷、甲基丙基苯基甲氧基硅烷、乙基丙基苯基甲氧基硅烷、甲基乙烯基苯基甲氧基硅烷、乙基丙烯基苯基甲氧基硅烷、甲基乙炔基苯基甲氧基硅烷、乙基丙炔基苯基甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、乙基苯基二乙氧基硅烷、丙基苯基二乙氧基硅烷、乙烯基苯基二乙氧基硅烷、丙烯基苯基二乙氧基硅烷、乙炔基苯基二乙氧基硅烷、丙炔基苯基二乙氧基硅烷、甲基二苯基乙氧基硅烷、乙基二苯基乙氧基硅烷、丙基二苯基乙氧基硅烷、乙烯基二苯基乙氧基硅烷、丙烯基二苯基乙氧基硅烷、乙炔基二苯基乙氧基硅烷、丙炔基二苯基乙氧基硅烷、二甲基苯基乙氧基硅烷、二乙基苯基乙氧基硅烷、二丙基苯基乙氧基硅烷、二乙烯基苯基乙氧基硅烷、二丙烯基苯基乙氧基硅烷、二乙炔基苯基乙氧基硅烷、二丙炔基苯基乙氧基硅烷、甲基乙基苯基乙氧基硅烷、甲基丙基苯基乙氧基硅烷、乙基丙基苯基乙氧基硅烷、甲基乙烯基苯基乙氧基硅烷、乙基丙烯基苯基乙氧基硅烷、甲基乙炔基苯基乙氧基硅烷、乙基丙炔基苯基乙氧基硅烷、1，3-双[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1，4-双[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1，3-双[1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1，4-双[1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1-[1_(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]-3-[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯和1-[1_(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]-4-[2-二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯中的至少一种。本专利技术通过采用上述多功能硅氧烷单体，可以作为交联剂使用，促进或调节聚合物分子链间共价键或离子键形成，从而使多个线型分子相互键合交联成网状结构的物质，可以提高树脂的抗冲击性能和阻燃性。更为优选的，所述多功能硅氧烷单体是由甲基苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比1：0.4-0.8：0.8-1.2组成的混合物。所述环状硅氧烷单体的聚合单体的结构式为其中R5和R6分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：A、有机聚硅氧烷核乳液的合成：A1、将有机硅氧烷单体混合均匀，使用均质机在8000～12000rpm转速下高速剪切5～20min，得到混合液；A2、将混合液加入到溶解有催化剂和乳化剂的水溶液中，在85～100℃温度下反应6～12h，得到有机聚硅氧烷核乳液；B、具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成：B1、将有机聚硅氧烷核乳液、PTFE乳液、分散剂和蒸馏水一起加入到反应釜中，在1000～2000rpm转速下高速剪切搅拌5～25min，得到反应液；B2、将反应液用碱液调节pH值至9～12，然后加入软单体，再加入引发剂和交联剂，于50～90℃温度下搅拌反应5‑10h，得到有机聚硅氧烷接枝软单体的聚合物乳液；B3、然后加入硬单体，再加入引发剂和交联剂，于50～90℃温度下搅拌反应5‑10h，得到具有核壳结构的聚合物乳液；B4、再加入破乳剂破乳，离心后烘干粉碎，即得所述具有抗滴效果的有机硅增韧剂；所述步骤A1中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比20‑60：0.1‑1.0：0.5‑1.5组成的混合物。...

【技术特征摘要】
1.一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：A、有机聚硅氧烷核乳液的合成：A1、将有机硅氧烷单体混合均匀，使用均质机在8000～12000rpm转速下高速剪切5～20min，得到混合液；A2、将混合液加入到溶解有催化剂和乳化剂的水溶液中，在85～100℃温度下反应6～12h，得到有机聚硅氧烷核乳液；B、具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成：B1、将有机聚硅氧烷核乳液、PTFE乳液、分散剂和蒸馏水一起加入到反应釜中，在1000～2000rpm转速下高速剪切搅拌5～25min，得到反应液；B2、将反应液用碱液调节pH值至9～12，然后加入软单体，再加入引发剂和交联剂，于50～90℃温度下搅拌反应5-10h，得到有机聚硅氧烷接枝软单体的聚合物乳液；B3、然后加入硬单体，再加入引发剂和交联剂，于50～90℃温度下搅拌反应5-10h，得到具有核壳结构的聚合物乳液；B4、再加入破乳剂破乳，离心后烘干粉碎，即得所述具有抗滴效果的有机硅增韧剂；所述步骤A1中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比20-60：0.1-1.0：0.5-1.5组成的混合物。2.根据权利要求1所述的一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：所述多功能团硅氧烷单体的结构式为：其中，R1、R2、R3和R4分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基、甲氧基、乙氧基和苯基中的任意一种，且R1、R2、R3和R4中至少有一个甲氧基或乙氧基；所述环状硅氧烷单体的聚合单体的结构式为其中R5和R6分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基和苯基中的任意一种，所述环状硅氧烷单体的聚合度n＝3-6；所述乙烯基硅氧烷单体的结构式为：其中，R7、R8、R9和R10分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、苯乙烯基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、苯乙烯基、2-(对乙烯基苯基)乙基、3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基、乙炔基、丙炔基、甲氧基、乙氧基和苯基中的任意一种，且R7、R8、R9和R10至少有一个为乙烯基、丙烯基、苯乙烯基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、苯乙烯基、2-(对乙烯基苯基)乙基或3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基，至少有一个为甲氧基或乙氧基。3.根据权利要求1所述的一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：所述步骤A2中，催化剂的结构式为：其中，R’为碳原子数为1-10的烷基、烯基、芳香基或碳原子数为3-10的环烷基、环烯基；所述步骤A2中，乳化剂是由阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂以重量比0.4-0.8:1:0.2-0.6组成的混合物；所述步骤B1中，PTFE乳液的平均分子量在100万-1000万，固含量在58％-62％，乳液粒径在0.01-0.30μm，粘度为10-40*10-3Pa.S；所述步骤B2中，软单体是由丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸月桂酯以重量比2-4:1-2:1组成的混合物；所述步骤B3中，硬单体是由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯以重量比1:0.8-1.2:1.5-2.5组成的混合物；所述步骤B2和所述步骤B3中，引发剂是由异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈和四乙烯亚胺以重量比1:0.5-1.5:1.5-2.5组成的混合物；所述步骤B2和所述步骤B3中，交联剂是由富马酸二烯丙酯、二甲基丙烯酸-1,6-己二醇酯和三羟甲基甲烷三甲基丙烯酸酯以重量比1:0.8-1.2:1.4-2.2组成的混合物；所述步骤B4中，破乳剂是由氯化钠、乙酸钾和硫酸铵以重量比2-4:1.4-2.2:1组成的混合物。4.根据权利要求1所述的一种具有抗滴效果的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：所述步骤B1中，分散剂为无机类分散剂和/或有机类分散剂；所述无机类分散剂为天然硅酸盐、硫酸盐类、碳酸盐类、草酸盐类、氢氧化物类和氧化物类中的至少一种；所述天然硅酸盐为滑石、膨润土、硅藻土和高岭土中的至少一种；所述硫酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启瑶，冯猛，
申请(专利权)人：广东优科艾迪高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44