專利名稱：聚氯乙烯用透明型高抗沖性改性劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氯乙烯用透明型高抗沖性改性劑及制備方法。
以丁二烯(丁苯膠乳)、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯所合成的抗沖改性劑以及以丁二烯、苯乙烯、丙烯腈合成的抗沖改性劑填充于聚氯乙烯產(chǎn)品中可以提高聚氯乙烯產(chǎn)品的抗沖擊性能。抗沖改性劑的合成方法，在專利文獻(xiàn)中也有多篇記載。普遍采用的方法是在較高溫度下合成，產(chǎn)品必須經(jīng)過凝聚、離心、干燥、粉碎等復(fù)雜工序才能完成。生產(chǎn)效率低，成本高，所合成的改性劑質(zhì)量有待提高。
本發(fā)明的目的是提供一種聚氯乙烯用透明型高抗沖性改性劑及制備方法，改性劑透明性好，抗沖擊性能好，制備方法生產(chǎn)效率高，工藝簡單。
本發(fā)明的聚氯乙烯用透明型高抗沖性改性劑，包括丁苯膠乳、合成單體及引發(fā)劑，合成單體為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯腈，其特征在于包括分散劑碳酸鎂，其量為合成單體量的0.1～6％。
本發(fā)明采用碳酸鎂為分散劑，具有良好的分散效果，使制備方法簡單。
碳酸鎂的制備原理按照化學(xué)反應(yīng)式按上述反應(yīng)，進(jìn)行溶液反應(yīng)，反應(yīng)溫度為58～60℃，反應(yīng)完成后，產(chǎn)物在95～100℃下熟化2～3小時，碳酸鎂細(xì)小懸濁液24小時沉降應(yīng)小于1/10，碳酸鎂濃度在3～5％時(質(zhì)量濃度)在反應(yīng)中是一種良好的分散劑。
本發(fā)明的丁苯膠乳以及合成單體可以是現(xiàn)有技術(shù)中聚氯乙烯用抗沖性能的改性劑所采用的配比，本發(fā)明最好采用如下改進(jìn)的配比更為適合丁苯膠乳以干物計，以干物與合成單體的總量為100％計，丁苯膠乳以干物計，占50～70％，合成單體的量為30～70％，其中苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯的重量比為1～2∶1，苯乙烯與丙烯腈的重量比為2.5～4∶1。
本發(fā)明的合成單體一是合成MBS樹脂的單體，一是合成ABS樹脂的單體。在上述丁苯膠乳及合成單體配比量的前提下，引發(fā)劑可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的引發(fā)劑產(chǎn)品，但最好采用復(fù)合引發(fā)劑，主引發(fā)劑為水溶性過氧化物，次引發(fā)劑為水溶性亞鐵鹽、甲醛合次硫酸氫鈉及EDTA(乙二胺四乙酸鈉鹽)的混合物。復(fù)合引發(fā)劑為氧化還原引發(fā)體系，可以使合成反應(yīng)在常溫常壓下反應(yīng)平穩(wěn)，提高接枝率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。主引發(fā)劑為單體量的0.3～0.6％，次引發(fā)劑為單體量0.6～0.8％，其中甲醛合次硫酸氫鈉與水溶性亞鐵鹽的重量比為80～100∶1，EDTA與亞鐵鹽的重量比為2～5∶1。
所述水溶性過氧化物最好為過氧化氫或過氧化異丙苯。水溶性亞鐵鹽可以是硫酸亞鐵、氯化亞鐵。
同樣，在合成該改性劑時還可以加分子量調(diào)節(jié)劑，可以選用叔十二硫醇，為單體量的0.2～0.5％。還可以加交聯(lián)劑，為單體量的1～2％，交聯(lián)劑產(chǎn)品為通常選擇的物質(zhì)，如二乙烯基苯、二甲基丙烯酸丁二酯等多官能度單體。
在合成時可以加抗氧劑，以使產(chǎn)品不容易變色、變質(zhì)，為單體量的5～10％?？寡鮿┊a(chǎn)品是通常所用的抗氧劑，如抗氧劑264。
本發(fā)明提供一種優(yōu)選的制備方法制備本發(fā)明改性劑的方法，第一步丁苯膠乳加水、與1/3～1/2的合成單體、部分引發(fā)劑混合，升溫至50～60℃，再加入交聯(lián)劑、分子量調(diào)節(jié)劑進(jìn)行第一步接枝反應(yīng)，第二步將得到的接枝液加水，再加入分散劑、余量的引發(fā)劑、余量的分子量調(diào)節(jié)劑，攪拌下，再加入余量的合成單體在50～60℃下反應(yīng)，得到MBS或ABS懸濁液，懸濁液中加抗氧劑直接進(jìn)行噴霧干燥，制得改性劑。
第一步反應(yīng)引發(fā)劑的量按第一步所加合成單體量的百分?jǐn)?shù)計算。即主引發(fā)劑為所加單體量的0.3～0.6％，次引發(fā)劑為所加單體量的0.6～0.8％。分子量調(diào)節(jié)劑的加入量同理。
每一步反應(yīng)中的加水量是保證反應(yīng)液中的含水量達(dá)到丁苯膠乳原有含水量。如一般丁苯膠乳，其干物(干膠)含量為34％。在第一步中，反應(yīng)液包括丁苯膠乳、合成單體、引發(fā)劑、分子量調(diào)節(jié)劑、交聯(lián)劑，第二步中，反應(yīng)液包括第一步得到的接枝液、分散劑、合成單體、分子量調(diào)節(jié)劑。在第二步中如果分散劑采用碳酸鎂懸濁液，因其中含有部分水，如果反應(yīng)液中的含水量達(dá)到丁苯膠乳原有含水量，就不需要再加水。
合成單體在第一步中的加入量，占總量的1/3～1/2即可，可以是兩種單體的總量分別占1/3～1/2，這樣就有可能，其中一種單體在第一步中就已經(jīng)加完；也可以是兩種單體的量分別為配方量的1/3～1/2。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
得到的改性劑產(chǎn)品透明性更好，抗沖擊性能更高，工藝生產(chǎn)簡單，降低了生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，非常適合工業(yè)化生產(chǎn)。
實(shí)施例1第一步向反應(yīng)釜中加入丁苯膠乳340克，干膠含量為34％，苯乙烯44克，丙烯腈28克，過氧化氫0.4克、硫酸亞鐵0.006克，甲醛合次硫酸氫鈉0.48克、EDTA0.018克，升溫至60℃，再加入二乙烯基苯1克、叔十二硫醇0.15克，水100克進(jìn)行接枝反應(yīng)。第二步，將得到的接枝液中加入濃度為5％的碳酸鎂懸濁液，碳酸鎂的量為8.6克，在100～120轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下快速攪拌，然后加入苯乙烯72克，過氧化氫0.4克、二乙烯基苯1克、硫酸亞鐵0.006克，甲醛合次硫酸氫鈉0.48克、EDTA0.018克，叔十二硫醇0.15克進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度50～60℃，反應(yīng)完成后，制得MBS樹脂懸濁液。懸濁液中再加7.2克抗氧劑264，混合均勻后直接進(jìn)行噴霧干燥，得到粉末狀的改性劑。
實(shí)施例2第一步向反應(yīng)釜中加入丁苯膠乳900克，干膠含量為34％，苯乙烯74克，甲基丙烯酸甲酯32克，過氧化氫0.6克、硫酸亞鐵0.07克，甲醛合次硫酸氫鈉0.6克、EDTA0.02克，升溫至60℃，再加入二乙烯基苯1.5克、叔十二硫醇0.3克，水60克進(jìn)行接枝反應(yīng)。第二步，將得到的接枝液中加入濃度為5％的碳酸鎂懸濁液，碳酸鎂的量為8.0克，在100～120轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下快速攪拌，然后加入苯乙烯28克，甲基丙烯酸甲酯66克，過氧化氫0.5克、二乙烯基苯1.5克、硫酸亞鐵0.006克，甲醛合次硫酸氫鈉0.5克、EDTA0.025克，水25克，叔十二硫醇0.3克進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度50～60℃，反應(yīng)完成后，制得MBS樹脂懸濁液。懸濁液中再加10克抗氧劑264，混合均勻后直接進(jìn)行噴霧干燥，得到粉末狀的改性劑。
實(shí)施例3丁苯膠乳的干膠含量為34％，以干膠量計，丁苯膠乳占60％，合成單體苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯的量為40％，其中苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯的重量比為1∶1。丁苯膠乳以干物計與合成單體總量為100％計。
引發(fā)劑采用復(fù)合引發(fā)劑，主引發(fā)劑為過氧化氫，為合成單體總量的0.4％，次引發(fā)劑為硫酸亞鐵、甲醛合次硫酸氫鈉和EDTA的混合物，為合成單體量的0.8％，其中硫酸亞鐵與甲醛合次硫酸氫鈉的重量比為1∶90，硫酸亞鐵與EDTA的重量比為1∶3。
分散劑碳酸鎂懸濁液，碳酸鎂的質(zhì)量濃度為3％，碳酸鎂占合成單體量的1％。
分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二硫醇，為合成單體量的0.4％。
交聯(lián)劑為二乙烯基苯，為單體量的2％。
抗氧劑為抗氧劑264，為單體量的8％。
按本發(fā)明工藝制備。
實(shí)施例4丁苯膠乳的干膠含量為34％，以干膠量計，丁苯膠乳占70％，苯乙烯與丙烯腈的量為30％，其中苯乙烯與丙烯腈的重量比為4∶1。丁苯膠乳以干物計與合成單體總量為100％計。
引發(fā)劑采用復(fù)合引發(fā)劑，主引發(fā)劑為過氧化氫，為單體總量的0.6％，次引發(fā)劑為硫酸亞鐵、甲醛合次硫酸氫鈉和EDTA的混合物，為單體量的0.6％，其中硫酸亞鐵與甲醛合次硫酸氫鈉的重量比為1∶100，硫酸亞鐵與EDTA的重量比為1∶5。
分散劑碳酸鎂懸濁液，碳酸鎂的質(zhì)量濃度為5％，碳酸鎂占單體量的6％。
分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二硫醇，為單體量的0.5％。
交聯(lián)劑為二乙烯基苯，為單體量的1％。
抗氧劑為抗氧劑264，為單體量的10％。
按本發(fā)明工藝制備。
實(shí)施例5丁苯膠乳的干膠含量為34％，以干膠量計，丁苯膠乳為產(chǎn)品總重量的50％，苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯的量為50％，其中苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯的重量比為1∶2。丁苯膠乳以干物計與合成單體總量為100％計。
引發(fā)劑采用復(fù)合引發(fā)劑，主引發(fā)劑為過氧化氫，為單體總量的0.3％，次引發(fā)劑為硫酸亞鐵、甲醛合次硫酸氫鈉和EDTA的混合物，為單體量的0.7％，其中硫酸亞鐵與甲醛合次硫酸氫鈉的重量比為1∶80，硫酸亞鐵與EDTA的重量比為1∶2。
分散劑碳酸鎂懸濁液，碳酸鎂的質(zhì)量濃度為3％，碳酸鎂占單體量的0.1％。
分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二硫醇，為單體量的0.2％。
交聯(lián)劑為二乙烯基苯，為單體量的2％。
抗氧劑為抗氧劑264，為單體量的5％。
按本發(fā)明工藝制備。
權(quán)利要求
1.一種聚氯乙烯用透明型高抗沖性改性劑，包括丁苯膠乳、合成單體及引發(fā)劑，合成單體為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯腈，其特征在于包括分散劑碳酸鎂，其量為合成單體量的0.1～6％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性劑，其特征在于丁苯膠乳以干物計，干物與合成單體的總量按100％計，丁苯膠乳以干物計占50～70％，合成單體的量為30～70％，合成單體中，苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯的重量比為1～2∶1，苯乙烯與丙烯腈的重量比為2.5～4∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性劑，其特征在于引發(fā)劑為復(fù)合引發(fā)劑，主引發(fā)劑為水溶性過氧化物，次引發(fā)劑為水溶性亞鐵鹽、甲醛合次硫酸氫鈉及EDTA的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性劑，其特征在于主引發(fā)劑為單體量的0.3～0.6％，次引發(fā)劑為單體量0.6～0.8％，其中甲醛合次硫酸氫鈉與水溶性亞鐵鹽的重量比為80～100∶1，EDTA與亞鐵鹽的重量比為2～5∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的改性劑，其特征在于所述水溶性過氧化物為過氧化氫或過氧化異丙苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性劑，其特征在于包括分子量調(diào)節(jié)劑，為單體量的0.2～0.5％，或/和交聯(lián)劑，為單體量的1～2％，或/和抗氧劑，為單體量的5～10％。
7.一種制備權(quán)利要求1所述改性劑的方法，其特征在于第一步丁苯膠乳與水及1/3～1/2的合成單體、部分引發(fā)劑混合，升溫至50～60℃，再加入交聯(lián)劑、分子量調(diào)節(jié)劑進(jìn)行第一步接枝反應(yīng)，第二步將得到的接枝液加入水、分散劑、余量的引發(fā)劑、余量的分子量調(diào)節(jié)劑，攪拌下，再加入余量的合成單體在50～60℃下反應(yīng)，得到MBS或ABS懸濁液，懸濁液中加抗氧劑直接進(jìn)行噴霧干燥，制得改性劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述分散劑為碳酸鎂懸濁液，碳酸鎂為單體量的0.1～6％，其質(zhì)量濃度為3～5％。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于引發(fā)劑采用復(fù)合引發(fā)劑，主引發(fā)劑的量為單體量的0.3～0.6％，次引發(fā)劑為單體量0.6～0.8％，第一步反應(yīng)引發(fā)劑的量按第一步所加合成單體量的百分?jǐn)?shù)計算，第一步分子量調(diào)節(jié)劑的量按第一步所加合成單體量的百分?jǐn)?shù)計算。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于第一步反應(yīng)中加水量使反應(yīng)液中的含水量達(dá)到丁苯膠乳原有含水量，第二步加水量使第二步反應(yīng)液中的含水量達(dá)到丁苯膠乳原有含水量。
全文摘要
本發(fā)明的聚氯乙烯用透明型高抗沖性改性劑,包括丁苯膠乳、合成單體及引發(fā)劑,合成單體為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯腈,其特征在于包括分散劑碳酸鎂,其量為單體量的0.1～6%。本發(fā)明還改進(jìn)了丁苯膠乳及合成單體的配比,以及采用復(fù)合引發(fā)劑。得到的改性劑產(chǎn)品透明性更好,抗沖擊性能更高,工藝生產(chǎn)簡單,降低了生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率,非常適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08L27/06GK1370787SQ01107840
公開日2002年9月25日 申請日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者王加泉 申請人:王加泉