[發(fā)明專利]聚碳酸酯增韌用丙烯酸酯聚合物/蒙脫土復(fù)合粒子的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610017571.5
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105399893B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瞿雄偉;徐晨;耿佩佩;李國華;姚艷梅
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F222/14;C08F220/14;C08F220/06;C08F2/26;C08K3/34;C08L69/00;C08L33/08
• 代理公司: 天津翰林知識產(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)明涉及屬高分子材料改性領(lǐng)域，具體為聚碳酸酯增韌用丙烯酸酯聚合物/蒙脫土復(fù)合粒子的制備方法。

背景技術(shù)

聚碳酸酯是五大工程塑料之一，其產(chǎn)量和消費(fèi)量僅次于聚酰胺，居第二位。最常用的聚碳酸酯是雙酚A型，其分子中含有大量的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，分子鏈剛性較大，不易結(jié)晶，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高。其分子鏈結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)決定了它具有許多優(yōu)異的性能，如沖擊強(qiáng)度高、抗蠕變性和尺寸穩(wěn)定性好、耐熱、透明、吸水率低、無毒、介電性能優(yōu)良等，因而在電子電氣、汽車、醫(yī)療器械、建筑和照明用具，以及許多高新技術(shù)領(lǐng)域如航空航天、電子計(jì)算機(jī)、光纖等領(lǐng)域有廣泛用途。然而由于聚碳酸酯分子鏈的高剛性和大的空間位阻，使其具有較高的熔體粘度，因此，加工困難，難于制作大型制品；且制品殘余應(yīng)力大，易發(fā)生應(yīng)力開裂。另外，它對缺口敏感、耐疲勞性差等缺點(diǎn)，使它在某些領(lǐng)域的應(yīng)用受到了限制。因此，對其進(jìn)行改性研究成為重要的課題。聚合物共混復(fù)合改性可以兼具兩種或兩種以上聚合物的優(yōu)良性能，改進(jìn)單一聚合物某些方面性能上的不足，形成性能優(yōu)異的新材料。

核殼結(jié)構(gòu)聚合物抗沖擊改性劑是解決聚碳酸酯缺口敏感、易應(yīng)力開裂等問題的方法之一。核殼聚合物是指由二種或二種以上的單體通過分步的乳液聚合得到的共聚物。它是一種具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物，殼與核之間存在著微觀相分離，如MBS[(甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯)共聚物]、ACR[(丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯)共聚物]和ABS[(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物]是重要的核殼共聚物，將它們分別與聚碳酸酯共混均可提高其的缺口沖擊強(qiáng)度，改善其缺口敏感性。主要用于制造有沖擊和碰撞危險(xiǎn)的外裝件，如制造有彈性的保險(xiǎn)杠和側(cè)面護(hù)板。申景強(qiáng)等利用雙螺桿擠出機(jī)制備了核殼結(jié)構(gòu)的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯塑料(MBS)與聚碳酸酯(PC)的熔融共混物，研究了MBS對PC/MBS合金常溫力學(xué)性能和低溫缺口沖擊強(qiáng)度的影響(申景強(qiáng)，劉振華，諸泉，蔣文真，核殼型MBS增韌PC研究，工程塑料應(yīng)用，40(2):16～18,2012)；徐會軍等研究了ACR粒徑對聚碳酸酯基體樹脂沖擊韌性的影響(徐會軍，唐頌超，楊龍，不同結(jié)構(gòu)的ACR核殼粒子增韌聚碳酸酯的機(jī)理，功能高分子學(xué)報(bào)，22(3):276～281，2009.)。

MBS、ABS型多組份粒子雖有一定的增韌效果，但核殼粒子主鏈中含有雙鍵結(jié)構(gòu)，耐大氣老化性差。在現(xiàn)有研究中，利用聚丙烯酸酯核殼結(jié)構(gòu)ACR改性聚碳酸酯，大多需要較大的添加量，如12wt％～16wt％，才能起到有效的增韌改性作用，而這將極大地降低聚碳酸酯基體材料的拉伸強(qiáng)度。

蒙脫土是一類由納米厚度的、表面帶負(fù)電的硅酸鹽片層、依靠層間的靜電作用而堆積在一起構(gòu)成的礦物質(zhì)，具有獨(dú)特的一維層狀納米結(jié)構(gòu)和離子交換特性，在水中可以發(fā)生片層的剝離。張志毅通過乳液聚合制備了聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脫土層狀結(jié)構(gòu)改性劑，并將這種改性劑與聚碳酸酯按質(zhì)量比10:90混合，觀察改性聚碳酸酯的性能變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，改性聚碳酸酯的沖擊強(qiáng)度提高30％～50％，拉伸強(qiáng)度為純聚碳酸酯的1.43倍(張志毅,趙寧,魏偉,等.核殼結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)改性劑的制備及其對PC性能的影響[J].工程塑料應(yīng)用,2007,33(3):5-8.)。

為了擴(kuò)大工程塑料在高寒地區(qū)的使用，必須提高工程塑料的低溫性能，通常加入橡膠彈性體，如本組申請的CN101870751A，使用的聚丙烯酸丁酯彈性體。表征耐寒性能的指標(biāo)是橡膠彈性體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度值(T_g)；T_g值越低，表明其耐寒性越好。聚丙烯酸丁酯的T_g值為-23℃(1Hz)，但在高寒地區(qū)仍不能滿足使用要求。如果進(jìn)行改進(jìn)，例如通過改變單體物質(zhì)等方法，又要涉及乳化劑等物質(zhì)的選擇，如專利CN102352002A和CN102351977A中的十二烷基聯(lián)苯醚磺酸鈉乳化劑，但其水溶性大，使聚合過程產(chǎn)生的凝聚物過多，不能滿足使用要求；而解決這一問題過程中，又容易造成瞬時(shí)自由基濃度過大，使聚合體系因局部過熱而不穩(wěn)定，造成聚合失敗。如果直接加入未乳化的蒙脫土水分散液，如CN101864119A，常會使復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度出現(xiàn)下降。

發(fā)明內(nèi)容