一種阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，屬于功能高分子材料改性領(lǐng)域。該方法包括以下工藝步驟：（1）在30℃及攪拌條件下，向反應釜中加入去離子水、引發(fā)劑A、乳化劑、助乳化劑、分散劑、軟單體及交聯(lián)劑，預乳化處理得到預乳化液；（2）將預乳化液升溫至≤90℃，保溫反應得軟單體內(nèi)核乳液；（3）于反應釜中加入氯乙烯基單體、苯乙烯、軟單體內(nèi)核乳液、引發(fā)劑B、去離子水及分散劑，于30~70℃下保溫反應后即得。所得氯乙烯基特種樹脂與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）相比具有價格低廉、自身阻燃、高韌性等優(yōu)點，可完全代替ABS和阻燃ABS而廣泛用于飛機、汽車、船舶、家電、建材等領(lǐng)域。
【專利說明】一種阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，屬于功能高分子材料的制備與改性領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]ABS是五大合成塑料之一，其中文名稱為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，第二次世界大戰(zhàn)期間首次被發(fā)現(xiàn)并被商品化，其具有良好的抗沖擊性和耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。
[0003]根據(jù)物理性能的不同可將ABS分為防火級、阻燃級、抗沖擊級、導電級、耐高溫等品種。其中，阻燃ABS最大的應用領(lǐng)域是汽車、電子電器和建材。汽車領(lǐng)域的使用包括汽車儀表板、車身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤、隔音板、門鎖、保險杠、通風管等很多部件。而在電器方面則廣泛應用于電冰箱、電視機、洗衣機、空調(diào)器、計算機、復印機等電子電器中。建材方面，ABS管材、ABS衛(wèi)生潔具、ABS裝飾板廣泛應用于建材工業(yè)。此外ABS還廣泛的應用于包裝、家具、體育和娛樂用品、機械和儀表工業(yè)中。在加工性能方面，ABS同聚苯乙烯(PS) —樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可采用通用的加工方法加工。ABS的熔體流動性比PVC和PC好，但比聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)及PS差，與聚甲醛(POM)和高抗沖擊聚苯乙烯(HIPS)類似。研究表明，ABS在熱塑加工過程中的流動特性屬非牛頓流體，其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對剪切速率更為敏感。此外，ABS的熱穩(wěn)定性好，不易出現(xiàn)降解現(xiàn)象。但ABS的吸水率較高，熱加工前需要進行干燥處理。一般制品的干燥條件為溫度81~87°C，時間2~4 h，而有特殊要求的制品(如電鍍)的干燥條件則更為苛刻，且干燥時間往往長達17~18 h。
[0004]聚氯乙烯(PVC)是四大通用高分子材料之一，也是眾多高分子中少見的非石油基路線的高分子材料。因為PVC主要由電石法進行生產(chǎn)，幾乎不依賴于石油資源。其優(yōu)異的力學性能、自熄性及相對低廉的價格已使其在玩具、鞋業(yè)、建筑、裝潢、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應用。目前，PVC的全球產(chǎn)量已突破4000萬噸/年。
[0005]針對ABS的上述缺陷，并結(jié)合PVC自身阻燃、價格低廉、不依賴于石油的特點，若能通過合理的化學和空間結(jié)構(gòu)設(shè)計，將PVC與ABS的優(yōu)勢相結(jié)合，開發(fā)出具有化學鍵合的軟單體-阻燃單體-高流動性單體共聚物，則可獲得具有自身阻燃、價格低廉、高強、高韌及高流動性的氯乙烯基特種樹脂。該樹脂可廣泛用于飛機、汽車、船舶、家電等的制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法。本發(fā)明以可進行自由基聚合的軟單體作為內(nèi)核，經(jīng)適度交聯(lián)后，再通過自由基在其表面接枝聚合上苯乙烯和氯乙烯基共聚物外殼，從而獲得了阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂(VBS )。本發(fā)明工藝簡單，所制備的VBS樹脂具有自身Ktl阻燃、抗沖擊、流動性優(yōu)良、高光澤度、價格低廉的特點。
[0007]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:包括以下工藝步驟:
(1)在30°C及攪拌條件下，向反應釜中依次加入45~55%的去離子水、O~2.5%的引發(fā)劑Α、0.25~1.5%的乳化劑、O~1%的助乳化劑、0.005~0.025%的分散劑、40~48%的軟單體及O~5%的交聯(lián)劑，預乳化處理10~30分鐘后得到粒徑范圍在10~400 nm的預乳化液；
(2)將預乳化液從30°C升溫至<90°C，并在攪拌條件下保溫反應2小時，冷卻至常溫后即得軟單體內(nèi)核乳液；
(3)于反應釜中依次加入氯乙烯基單體、苯乙烯、軟單體內(nèi)核乳液、引發(fā)劑B、去離子水及分散劑，混合均勻后，于3(T70°C的溫度條件下保溫反應至體系明顯出現(xiàn)壓力降低后，繼續(xù)保溫反應I小時，將體系冷卻至常溫，即得具有阻燃、抗沖、高流動性的氯乙烯基特種樹月旨(VBS)產(chǎn)品。
[0008]所述氯乙烯基單體、苯乙烯、軟單體內(nèi)核乳液、引發(fā)劑B、去離子水、分散劑的質(zhì)量比為:5 ~90%:5 ~90%:5 ~30%:O ~15%:O ~30%:O ~15%。
[0009]需要說明的是，本發(fā)明所涉及的百分比均為質(zhì)量比。
[0010]所述引發(fā)劑A為接枝聚合引發(fā)劑，選自過氧化二碳酸酯、過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸銨或亞硫酸氫鈉中的至少一種。
[0011 ] 所述乳化劑為十二烷基硫酸納、十二烷基橫酸納、十二烷基苯橫酸納、烷基酚聚氧乙烯醚(0P、NP、CO等)、吐溫或司班中的至少一種。
[0012]所述助乳化劑為異丙醇、正丁醇、叔丁醇、辛醇、庚醇或月桂醇中的至少一種。
[0013]所述分散劑為聚乙烯醇、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基纖維素鈉、羧基纖維素、羧基纖維素鈉、海藻酸鈉、明膠、碳酸鈣、碳酸鎂或滑石粉中的至少一種。
[0014]所述軟單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、丁二烯、異戊二烯、大豆油、菜籽油、玉米油、花生油、芝麻油、葵花籽油、棉籽油、橡膠仔油、橄欖油、棕櫚油或蓖麻油中的至少一種。
[0015]所述交聯(lián)劑為二乙烯基苯、二烯丙烯酸酯或馬來酸酐的至少一種。
[0016]所述氯乙烯基單體為氯乙烯、偏二氯乙烯中的至少一種。
[0017]所述引發(fā)劑B為自由基聚合引發(fā)劑，選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化二碳酸酯、過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸銨或巰基乙醇中的至少一種。
[0018]由本發(fā)明制得的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂，在飛機、汽車、船舶、家電、建材等領(lǐng)域的應用。
[0019]本發(fā)明制得的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的相關(guān)性能指標值如表1所示:
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:包括以下工藝步驟: (1)在30°C及攪拌條件下，向反應釜中依次加入45~55%的去離子水、O~2.5%的引發(fā)劑Α、0.25~1.5%的乳化劑、O~1%的助乳化劑、0.005~0.025%的分散劑、40~48%的軟單體及O~5%的交聯(lián)劑，預乳化處理10~30分鐘后得到粒徑范圍在10~400 nm的預乳化液； (2)將預乳化液從30°C升溫至<90°C，并在攪拌條件下保溫反應2小時，冷卻至常溫后即得軟單體內(nèi)核乳液； (3)于反應釜中依次加入氯乙烯基單體、苯乙烯、軟單體內(nèi)核乳液、引發(fā)劑B、去離子水及分散劑，混合均勻后，于30~70°C的溫度條件下保溫反應至體系明顯出現(xiàn)壓力降低后，繼續(xù)保溫反應I小時，將體系冷卻至常溫，即得具有阻燃、抗沖、高流動性的氯乙烯基特種樹脂產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述氯乙烯基單體、苯乙烯、軟單體內(nèi)核乳液、引發(fā)劑B、去離子水、分散劑的質(zhì)量比為:5~90%:5~90%:5~30%:O~15%:O~30%:O~15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:所述引發(fā)劑A為接枝聚合引發(fā)劑，選自過氧化二碳酸酯、過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸銨或亞硫酸氫鈉中的至少一種；所述引發(fā)劑B為自由基聚合引發(fā)劑，選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化二碳酸酯、過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸銨或巰基乙醇中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:所述乳化劑為十二烷基硫酸納、十二烷基橫酸納、十二烷基苯橫酸納、烷基酌.聚氧乙烯醚OP、烷基酚聚氧乙烯醚NP、烷基酚聚氧乙烯醚CO、吐溫或司班中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:所述助乳化劑為異丙醇、正丁醇、叔丁醇、辛醇、庚醇或月桂醇中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:所述分散劑為聚乙烯醇、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基纖維素鈉、羧基纖維素、羧基纖維素鈉、海藻酸鈉、明膠、碳酸鈣、碳酸鎂或滑石粉中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:所述軟單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、丁二烯、異戊二烯、大豆油、菜籽油、玉米油、花生油、芝麻油、葵花籽油、棉籽油、橡膠仔油、橄欖油、棕櫚油或蓖麻油中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:所述交聯(lián)劑為二乙烯基苯、二烯丙烯酸酯或馬來酸酐的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:所述氯乙烯基單體為氯乙烯、偏二氯乙烯中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃、抗沖、高流動性氯乙烯基特種樹脂的制備方法，其特征在于:該氯乙烯基特種樹脂在飛機、汽車、船舶、家電、建材等領(lǐng)域的應用。
【文檔編號】C08F214/08GK103467664SQ201310417234
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】王繼亮, 蔡輝, 王建林 申請人:四川凱本新材料科技有限公司