[發(fā)明專利]一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯增韌改性用丙烯酸酯共聚物乳液的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110197850.1
• 申請(qǐng)日: 2011-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102351977A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瞿雄偉;李艷敏;王農(nóng)躍;張廣林;姚艷梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F220/18
• 分類號(hào): C08F220/18;C08F220/14;C08F220/32;C08F2/26;C08F4/40;C08L67/02
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯增韌改性用丙烯酸酯共聚物乳液的制備方法，屬于工程塑料改性領(lǐng)域。

背景介紹

聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是由1，4-丁二醇與對(duì)苯二甲酸(PTA)或者對(duì)苯二甲酸酯(DMT)經(jīng)直接酯化法或酯交換法縮合、后經(jīng)混煉制成的乳白色半透明到不透明、線性結(jié)晶型熱塑性聚酯樹(shù)脂。PBT分子中的苯環(huán)和酯基形成大的共軛體系，減小了分子鏈的柔曲性，使分子剛性增加，并且極性酯基、羰基的存在使分子間作用力增大，分子剛性進(jìn)一步增強(qiáng)。另外，由于PBT分子中的-CH₂-長(zhǎng)鏈存在，使得分子鏈易于撓曲，所以，它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)比聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)低，結(jié)晶速度快。PBT具有優(yōu)異的綜合性能，如結(jié)晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系數(shù)低、熱變形溫度高、電氣性質(zhì)佳、力學(xué)性能優(yōu)良、耐疲勞性、可以超聲波焊接等。主要缺點(diǎn)是缺口沖擊強(qiáng)度低、成型收縮率大、耐水解性差、易受鹵化烴侵蝕，經(jīng)玻纖增強(qiáng)后，因制品縱、橫向收縮率不一致易使制品發(fā)生翹曲。PBT憑借其優(yōu)越的綜合性能在電子電器、汽車(chē)工業(yè)、機(jī)械、儀器儀表和家用電器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并成為繼聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)和改性聚苯醚(MPPO)之后的第五大通用工程塑料。然而，未增韌PBT樹(shù)脂的缺口敏感性大成為限制其進(jìn)一步推廣應(yīng)用的主要因素，因此，對(duì)其進(jìn)行增韌改性一直是PBT樹(shù)脂高性能化的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。

目前，國(guó)內(nèi)外用來(lái)改性PBT的方法大多是采用烯烴類或橡膠類增韌劑與基體樹(shù)脂直接共混，如：Larocca等人通過(guò)熔融共混法制備了PBT/AES(丙烯腈/乙烯/丙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物)/MGE(甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯/丙烯酸乙酯三聚物)共混物，來(lái)提高基體樹(shù)脂的缺口沖擊強(qiáng)度，這種方法的弊端是不容易控制增韌劑在基體樹(shù)脂中的分散，改性效果受到限制[N?M?Larocca，E?J?Hage，L?A?Pessan.Effect?of?reactive?compatibilization?on?the?properties?of?poly(butylene?terephthalate)/acrylonitrile-ethylene-propylene-diene-styrene?blends[J].Journal?of?Polymer?Science，Part?B，Polymer?Physics，2005，43(10)：1?244-1259]。近年來(lái)有人曾報(bào)道采用核殼結(jié)構(gòu)的乳膠粒子改性劑來(lái)增韌PBT并獲得較好的增韌效果，如：Yang等人用乳液聚合法合成以聚丙烯酸正丁酯為核層，聚甲基丙烯酸甲酯為殼層，并在殼層接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(PBA/PMMA-g-GMA)的“核-殼”型改性劑[ACR(丙烯酸酯類共聚物)-g-GMA]來(lái)增韌PBT，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ACR-g-GMA的接枝率為0.4％時(shí)，改性PBT的沖擊強(qiáng)度大約是純PBT的12倍[HYang，K?Cho.Surface?modification?effects?of?core-shell?rubber?particles?on?the?toughening?of?poly(butylene?terephthalate)[J].Journal?of?Applied?Polymer?Science，2010，116(4)：1?948-1?957]。但所采用的引發(fā)劑是單一熱分解引發(fā)劑，乳液合成的溫度較高，耗費(fèi)能源的同時(shí)而且還污染環(huán)境，在能源日益緊缺的今天，這一方法越來(lái)越體現(xiàn)出它的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)當(dāng)前乳液合成耗能高、污染大的問(wèn)題，提出一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯增韌改性用丙烯酸酯共聚物乳液的制備方法，該方法采用種子半連續(xù)乳液聚合方法，氧化還原引發(fā)體系，合成以聚丙烯酸正丁酯為核層，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物為殼層的乳膠粒子增韌劑，在降低合成溫度的同時(shí)，提高了基體樹(shù)脂的缺口沖擊強(qiáng)度。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯增韌改性用丙烯酸酯共聚物乳液的制備方法，包括以下步驟：

a.種子預(yù)乳液的制備

物料組成及配比為：

首先，向反應(yīng)器中加入上述規(guī)定質(zhì)量的乳化劑、氧化劑和去離子水，并在氮?dú)獗Ｗo(hù)下混合攪拌20min；再向其中加入上述規(guī)定質(zhì)量的丙烯酸酯類單體，并混合攪拌10min，即獲得種子預(yù)乳液，備用。

b.核層單體預(yù)乳化液的制備

物料組成及配比為：