本发明专利技术公开的核壳结构的聚丙烯酸酯弹性体是将丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和反应型紫外线吸收剂按一定配比通过半连续加料方式的种子乳液聚合方法获得，其外观色泽为白色、浅黄色或者黄色，重均分子量为2～10xe5g/mol，弹性体破乳前所形成的聚合物乳胶粒子呈微球状，且经磷钨酸染色后可观察到乳胶粒子微球呈三层结构，由里至外依次为核层、过渡层和壳层。用该核壳结构聚丙烯酸酯类弹性体与高分子材料熔融共混，既可增强高分子材料的紫外光稳定性，又可对高分子材料进行有效地增韧。且乳液聚合法环保无污染，技术成熟，容易实现工业化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚丙烯酸酯类弹性体及其制备
，具体涉及一种用作紫外光吸收剂的核壳结构聚丙烯酸酯弹性体及其制备方法。
技术介绍
众所周知，高分子材料容易在外界紫外光、氧、热等环境因素的作用下发生老化降解，出现外观和物理机械性能的劣化，通常表现为变色、出现银纹、龟裂以及机械性能的下降，特别是材料的冲击性能、伸长性能下降剧烈。为了改善高分子材料的耐紫外光稳定性， 延长高分子材料的使用寿命，人们多采用添加各种助剂的方法来实现。目前常添加的助剂有二苯甲酮类、苯并三唑类或受阻胺类等光稳定剂或碳黑、二氧化钛、氧化锌、二氧化铈等光屏蔽剂，如专利US 5294661，DE 4442167，DE4442123，JP 0627965 1等所述，但是由于这些有机光稳定剂或者无机光屏蔽剂都属于小分子助剂，与高分子材料基体的相容性差，缺乏良好的界面结合，添加后不仅会降低了材料的力学性能，且还易挥发、易迁移，使材料的耐光持久性大受影响。针对这种情况，国内外的科技人员开始研究新的光稳定剂，现对光稳定剂的研究方向主要集中在如何使光稳定剂高分子量化、聚合物键合化、分子内多功能化等。其中将光稳定剂高分子量化可有效降低稳定剂的挥发、迁移和溶剂抽出性，从而可改进其效用持久性和使用安全性。光稳定剂高分子量化是通过反应型紫外光稳定剂本身的自聚或与其他单体的共聚的方式实现。目前，有关反应型紫外光稳定剂的研究成果己经很多，如 US 3162676 ；Shang-Tzen chang, Pai-Lung Chou, Polymer Degradation and Stability,2000,69 355 360 ；Cs. Kosa, S. Chmela, B. Pawelke, G. Theumer, W.D.Habicher, Polymer Degradation and Stability,2003,81 :453 461 ；Pieter Gijsman, Polymer, 2002,43 :1573 1579。而这些研究成果所得到的高分子量化的光稳定剂虽然可在一定程度上有效地改善光稳定剂的挥发、迁移，使聚合物具有了内在的“永久性”光稳定效果，但因其本身不具备弹性体优良的韧性，加入后不能对高分子材料的韧性作出贡献，故而使高分子材料在老化后保有的韧性较差，限制了高分子材料的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供的一种可用作紫外光吸收剂的核壳结构聚丙烯酸酯弹性体。本专利技术的另一目的是提供的一种制备上述可用作紫外光吸收剂的核壳结构聚丙烯酸酯弹性体的方法。本专利技术提供一种可用作紫外光吸收剂的核壳结构聚丙烯酸酯弹性体，其特征在于该弹性体是按以下配方通过半连续加料方式的种子乳液聚合方法获得，其外观色泽为白色、浅黄色或者黄色，重均分子量为2 10Xe5g/mol，破乳前所形成的聚合物乳胶粒子呈微球状，粒径为50-100nm，且经磷钨酸染色后可观察到乳胶粒子微球呈三层结构，由里至外依次为核层、过渡层和壳层，其中形成该弹性体核层的配方组分按质量份计为2-羟基-4-(-3-甲基丙烯酸酯基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮 0-10份；形成该弹性体壳层的配方组分按质量份计为2-羟基-4-(-3-甲基丙烯酸酯基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮 10-20份。本专利技术提供的制备上述的核壳结构的聚丙烯酸酯弹性体的方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下(1)将丙烯酸酯40-70份、甲基丙烯酸酯0-10份、2-羟基-4-(-3-甲基丙烯酸酯基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮0-10份、复合乳化剂总质量的50-70%和去离子水总质量的 50-70%，充分搅拌混合制得核层单体预乳化液；(2)将甲基丙烯酸酯10-40份、丙烯酸酯0-10份、2-羟基-4-(-3-甲基丙烯酸酯基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮10-20份、复合乳化剂总质量的30-50 %和去离子水总质量的 30-50%，充分搅拌混合制得壳层单体预乳化液；(3)将步骤(1)所得到的核层单体预乳化液总质量的30-50%、pH调节剂总质量的50-70%和引发剂总质量的15-30%，搅拌混合升温至70 75°C，待乳液出现蓝相，继续搅拌保温30 40分钟制得核种子微乳液；(4)先将步骤C3)制得的核种子微乳液升温至75 80°C，然后分别将核层单体预乳化液总质量的50-70%和引发剂总质量的20-30%同时均速滴加其中，滴加完后继续 75 80°C保温30 40分钟，制得核聚合物乳液；(5)先将步骤⑷所制得的核聚合物乳液升温至80 85°C，加入剩余的pH调节剂，然后分别将步骤( 所得到的壳层单体预乳化液和剩余的引发剂溶液同时均速滴加其中，滴加完后在80 85°C下保温30 40分钟，然后降至室温，制得核壳结构丙烯酸酯聚合物乳液；(6)在室温下，将质量百分比浓度5 10%的电解质水溶液60 80份加入到步骤(5)所制备的核壳结构丙烯酸酯聚合物乳液中进行破乳，用水洗涤沉淀物以除去残留的单体和乳化剂，最后干燥即可，其中所述的复合乳化剂的总质量为单体总质量的2 5%，是由阴离子型乳化剂与非离子型乳化剂按质量比1.5 2. 5 1配制而成的；所述的引发剂总质量为单体总质量的0.3 1.0%，使用时配置成质量百分比浓度为1.5 5%的引发剂水溶液后滴加；所述的PH调节剂总质量为单体总质量的0. 2 0. 4% ；所述的去离子水的总质量与单体的总质量比为1 2 1。以上方法中所述的丙烯酸酯为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸二乙基己酯中的至少一种；甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸异丁酯中的至少一种。以上方法中所述的阴离子型乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的任一种；所述非离子型乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚。丙烯酸酯甲基丙烯酸酯40-70 份 0-10 份甲基丙烯酸酯丙烯酸酯10-40 份 0-10 份以上方法中所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠中的任一种。以上方法中所述的pH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠或磷酸氢二钠中的任一种。以上方法中所述的电解质水溶液是用氯化钠、氯化钙、硫酸铝、硫酸或盐酸中的任一种配制而成。为了考察所制备的聚丙烯酸酯弹性体是否形成了核壳结构，本专利技术将所得的丙烯酸酯聚合物乳液用透射电镜进行了观察拍摄，所得照片如图1所示。由图中可以看出，聚合物乳胶粒子成微球型，粒径大约在50-100nm之间，且经磷钨酸染色后可清晰的观察到，乳胶粒微球呈三层结构，由里到外分别为核层、过渡层、壳层，且层次间界面分明，说明已形成核壳结构。其次，为了考察所制备的聚丙烯酸酯弹性体中反应型紫外光吸收剂是否与丙烯酸酯类单体产生了共聚，本专利技术还对其进行了红外吸收光谱的测试，结果如图2所示。图中的1578(311^,703(^-1为苯环的特征吸收峰；162 !^1为酮羰基的特征吸收峰；1743cm—1为酯羰基的特征吸收峰；2958CHT1为甲基的特征吸峰；其他的吸收峰也能找到相应归属。结果表明，反应型紫外光吸收剂确实与丙烯酸酯类单体发生了共聚。另外，本专利技术还对其进行了紫外吸收效果的测试，测试结果见图3。从图3可知其在^Snm和323nm处出现很强的紫外吸收峰，这表本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种核壳结构的聚丙烯酸酯弹性体，其特征在于该弹性体是按以下配方通过半连续加料方式的种子乳液聚合方法获得，其外观色泽为白色、浅黄色或者黄色，重均分子量为２～１０ｘｅ５ｇ／ｍｏｌ，弹性体破乳前所形成的聚合物乳胶粒子呈微球状，粒径为５０－１００ｎｍ，且经磷钨酸染色后可观察到乳胶粒子微球呈三层结构，由里至外依次为核层、过渡层和壳层，其中形成该弹性体核层的配方组分按质量份计为：丙烯酸酯 ４０－７０份甲基丙烯酸酯 ０－１０份２－羟基－４－（－３－甲基丙烯酸酯基－２－羟基丙氧基）二苯甲酮 ０－１０份；形成该弹性体壳层的配方组分按质量份计为：甲基丙烯酸酯１０－４０份丙烯酸酯 ０－１０份２－羟基－４－（－３－甲基丙烯酸酯基－２－羟基丙氧基）二苯甲酮 １０－２０份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任显诚，吴桂波，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。