一种三元乙丙橡胶接枝共聚物的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开一种三元乙丙橡胶接枝共聚物的制备方法及其在制备工程塑料中的应用，该方法以三元乙丙橡胶为接枝基体，以甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈为接枝单体，经悬浮法接枝共聚合制备三元乙丙橡胶接枝共聚物，该接枝共聚物与ＳＡＮ树脂经熔融共混，制备出耐天候老化黄变性能优异且光泽度高的高抗冲工程塑料。本发明专利技术采用连续搅拌悬浮接枝共聚法，使整个聚合反应体系为稳定的水相悬浮聚合体系，从而在ＥＰＤＭ分子链上形成分布均匀的接枝链。本发明专利技术溶剂用量少，单体浓度高，单体转化率高达９０～９９．０％，产物无须用甲醇或乙醇沉淀回收，有机溶剂及残余单体易于回收循环利用，从而简化了后处理工序，显著降低产物和溶剂的后处理设备投资和生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及接枝共聚物的制备方法，具体涉及一种三元乙丙橡胶接枝共聚 物的制备方法及其应用。技术背景AES是近年出现的新型改性工程塑料，是三元乙丙橡胶(EPDM)与苯乙 烯及丙烯腈(St-AN)的接枝共聚物(EPDM"g-SAN)与SAN树脂(苯乙烯和 丙烯腈的共聚物)的共混物，由于EPDM分子链双键含量少，故AES具有优 异的耐臭氧老化、耐天候老化和耐老化黄变性能，适用于制造汽车、摩托车配 件、门窗和简易房屋上盖等，消耗量越来越大。由于St是非极性单体，丙烯腈(AN)是极性单体，因此必须增大AN在 St-AN共聚单体中的用量，才能获得与极性聚合物SAN树脂相容性良好的接 枝共聚物EPDM"g-SAN，而EPDM"gJAN接枝链的AN单体单元含量大，在 高温下与SAN树脂熔融共混制备AES过程中及在AES熔融加工过程中AN 单元会形成高发色聚亚胺结构，从而造成AES制品泛黄棕色，颜色较深。甲 基丙烯酸甲酯(MMA)为极性单体，在AN用量较少的条件下可合成出接枝 链的AN单元含量较小的EPDM-g^IAN，从而使得接枝链中AN单元含量小， 在高温下不易形成高发色聚亚胺结构，因此AEMS制品的颜色浅，表面光泽 度高。目前，工业上对EPDM/St-AN的接枝共聚合以及EPDM~g-SAN的生产多 是采用溶液法实施，溶液法显著缺点是溶剂用量大，溶剂占聚合体系总质量的80wt。/。以上，产物需用大量甲醇或乙醇沉淀，所回收的废液是溶剂、剩余单体 和甲醇或乙醇的混合物，将各组分分离提纯再利用的过程复杂，设备投资大， 导致生产成本高企，因此必须研发新的合成技术实施接枝共聚合，以减少设备 投资，提高生产效率，降低生产成本。由于EPDM为块状弹性体，少量的MMA-AN液体不能将大量的EPDM 溶解成可分散的溶液，而只能形成不能流动的溶胀体系。导致块状 EPDM/MMA-AN不可能进行悬浮接枝共聚合，因此用悬浮法接枝共聚法合成 EPDM-g-MAN用作SAN树脂增韧剂目前尚未见有相关报道。由于AEMS的橡胶相是高饱和橡胶EPDM，其大分子的碳-碳双键含量少， 故AEMS具有优异的耐热氧老化、耐天候老化和耐老化黄变性能。用AEMS 制备的塑料配件，尤其是户外配件，其抗天候老化黄变性能是ABS和HIPS 等工程塑料所不能比拟的，在世界工业发达国家，AES己被用于制备汽车和 摩托车配件、简易房屋上盖及外墙、室外电器仪表外壳等，用途越来越广泛。 目前用EPDM与MMA和AN接枝共聚制备EPDM-g-MAN，并用其与SAN 树脂共混制备耐天候老化黄变等高抗冲工程塑料AEMS尚未见有相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种三元乙丙橡胶接枝共聚 物的制备方法，该方法溶剂用量少、反应体系的单体浓度高、单体转化率高、 产物无须用甲醇或乙醇沉淀回收，溶剂易于回收分离和提纯循环利用，产物和 溶剂的后处理设备投资和生产成本低。本专利技术的另一个目的在于提供上述方法制备所得三元乙丙橡胶接枝共聚 物在制备工程塑料中的应用。本专利技术的上述目的是通过如下方案予以实现的一种三元乙丙橡胶接枝共聚物的制备方法，该方法是以EPDM为接枝基体，MMA和AN为接枝共聚单体，采用悬浮法接枝共聚合制备三元乙丙橡胶 接枝共聚物，其具体包括如下步骤将EPDM在有机溶剂中溶解后加入接枝 单体(MMA和AN)和引发剂，混合均匀构成溶液体系，并向该溶液体系中 加入分散剂水溶液，在高速搅拌作用下形成悬浮液，进行聚合反应，反应结束 后回收产物，将产物洗涤干燥后即得到所需三元乙丙橡胶接枝共聚物。上述制备方法中，用有机溶剂溶解EPDM，所述有机溶剂可选择本领域技 术人员所常用的有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯、正庚垸、正戊烷、正己烷或 环己烷中的任意一种或一种以上的混和溶剂，优选甲苯。上述制备方法中，将EPDM加入到有机溶剂中，在25 6(TC的温度下搅拌 至完全溶解，制成固含量为40 55质量％的胶液，所述固含量为胶液烘干后剩 余部分质量占胶液总质量的百分数；然后向该胶液中加入接枝单体(MMA和 AN)和引发剂，混合均匀构成溶液体系。上述制备方法中，EPDM和接枝单体的质量比为(40 70): (60~30)，优 选(45~55): (55~45)，所述接枝单体是指MMA和AN的总质量。上述制备方法中，接枝单体是指MMA和AN两种单体的混合物，MMA 和AN的质量比为(画 70): (0-30)，优选90:10。上述制备方法中，引发剂采用有机过氧化物引发剂，如过氧化二苯甲酰 (BPO)、过氧化十二酰、过氧化特戊酸特丁酯、过氧化二碳酸二乙基己酯或 过氧化2-乙基己酸叔丁酯中的任意一种，优选BPO;引发剂的用量为EPDM 与接枝单体(MMA和AN)质量总和的0.4~1.5 %，优选0.6-1.2 %。上述制备方法中，引发剂的加入方法可采用如下两种(l)可先向EPDM溶解得到的胶液中加入接枝单体(MMA和NA的混合物)搅拌混合均匀，同 时将引发剂也用有机溶剂(和溶解EPDM所用的有机溶剂相同)溶解，使引 发剂的质量百分比浓度为5%，然后再加入到胶液中；(2)将引发剂溶于接枝 单体(MMA和NA的混合物)中，然后一同加入到EPDM溶解得到的胶液中， 搅拌混合均匀。上述制备方法中，分散剂为聚乙烯醇(PVA)，分散剂的用量为EPDM、 接枝单体(MMA和AN)及甲苯质量总和的0.4~1.0%，优选0.4-0.8%;分散 剂的加入方法是将分散剂溶解在蒸馏水或无离子水中制备得到分散液水溶液， 其中分散剂的质量百分比浓度为2%，然后加入引发剂之后滴加入胶液中。上述制备方法中，还可以根据需要添加助分散剂，助分散剂可以选择十二 烷基硫酸钠(SDS)、油酸钠、垸基聚氧乙烯醚、硬脂酸钠、萘磺酸氢钠、聚 丙烯酰胺、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、水溶性苯乙烯-马来酸酐(SMA)共 聚物或羧甲基纤维素，优选SDS;助分散剂的用量为EPDM与接枝单体(MMA 和AN)质量总和的0.06~0.25%，优选0.11~0.19%;助分散剂的加入方法可以 采用如下两种(1)将助分散剂溶于接枝单体(MMA和AN的混合物)中， 然后一起加入到EPDM胶液中；(2)将助分散剂直接加入到EPDM胶液中。上述制备方法中，将EPDM在有机溶剂中溶解得到胶液，并向胶液中加 入接枝单体、引发剂、分散剂水溶液和助分散剂后，继续向胶液中加入蒸馏水 或去离子水，使水占整个悬浮液总质量的50 80%，优选60 70%，在搅拌作 用下聚合体系形成以水位连续相的悬浮液，所述悬浮液的连续相为蒸馏水或去 离子水，悬浮液的分散相为EPDM、接枝单体和有机溶剂混溶而成的油相。上述制备方法中，聚合反应温度为70~100°C，优选75 85。C，聚合反应时 间为15~25小时，优选20小时。上述制备方法中，聚合反应结束后，反应结束，采用常规的沸腾蒸馏法回 收悬浮液中的有机溶剂和少量未反应接枝单体，采用常规的离心脱水法回收聚 合产物，将聚合产物经洗涤、干燥后得到珠状或粉状物质，即为本专利技术所需的 三元乙丙橡胶接枝共聚物(EPDM-g-MAN)。将上述制备所得三元乙丙橡胶接枝共聚物(EPDM-g-MAN)与SAN树脂 采用常规的熔融共混方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三元乙丙橡胶接枝共聚物的制备方法，其特征在于该方法是以三元乙丙橡胶为接枝基体，以甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈为接枝单体，采用悬浮法接枝共聚合制备三元乙丙橡胶接枝共聚物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王炼石，刘伟涛，蔡彤旻，张安强，曾祥斌，付锦锋，朱勇平，吴敌，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[]