[發明專利]大粒徑核殼結構聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制備方法

有效

• 申請號: 201710252485.7
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107151296B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 劉述梅;孫嘉恒;趙建青
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08F285/00
• 分類號: C08F285/00;C08F220/14;C08F212/08;C08F283/12;C08F220/18;C08F2/26;C08F2/30;C08F6/18;C08F6/22;C08G77/20;C08L69/00;C08L51/00;C08L55/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 許菲菲

本發明公開了大粒徑核殼結構聚硅氧烷?丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制備方法。該制備方法是向聚硅氧烷?丙烯酸丁酯乳液中加入聚丙烯酸酯類附聚劑，附聚得到聚硅氧烷?丙烯酸酯核乳液；溫度調至60℃～80℃，加入無機過氧類引發劑與碳酸鈉，調節pH值，加入甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯，反應，得到核殼結構聚硅氧烷?丙烯酸酯/苯乙烯共聚物乳液；加水稀釋，控制固含量為15％～19％，加入無機鹽水溶液，室溫攪拌，熟化，再冷卻、離心分離、洗滌，將所得沉淀干燥。本發明所得聚硅氧烷?丙烯酸酯/苯乙烯共聚物產物粒子核殼結構明顯，平均粒徑400nm～600nm，對工程塑料聚碳酸酯有明顯的低溫增韌作用。

技術領域

本發明涉及一種大粒徑核殼結構聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制備方法，具體地說，涉及一種乳膠粒子尺寸400nm～600nm的具有核-殼結構聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制備方法。

背景技術

聚硅氧烷橡膠極性小，柔軟性好，具有優良的耐高溫、耐氧化降解性；聚丙烯酸酯橡膠與極性聚合物相互作用力強，廣泛地用作熱塑性樹脂及其合金的抗沖改性劑。聚硅氧烷-丙烯酸酯類共聚物將聚硅氧烷和聚丙烯酸酯兩類極性相差很大的聚合物結合起來，兼具兩者性能上的優勢，可賦予熱塑性樹脂及其合金更好的低溫抗沖作用。乳液聚合常用來制備聚硅氧烷-丙烯酸酯類共聚物，由于粒徑的增加會影響聚合物乳液的穩定性，導致乳液合成過程中產生大量凝膠甚至破乳的現象，聚合過程難以控制，故而現有乳液聚合方法制得的聚硅氧烷-丙烯酸酯類共聚物乳膠粒子粒徑大多在200nm以下。增大聚硅氧烷-丙烯酸酯共聚物乳膠粒子粒徑以及使之呈現核殼結構，在用作熱塑性樹脂如聚碳酸酯(PC)及其苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)合金的抗沖改性時作用更大，因此開發大粒徑核殼結構聚硅氧烷-丙烯酸酯類共聚物具有重要意義。

華南理工大學馮猛在其碩士畢業論文(核-殼結構聚硅氧烷-丙烯酸酯彈性體的制備及其增韌PC/ABS合金研究)中公開了一種分步乳液聚合制備聚硅氧烷-丙烯酸酯彈性體的方法，該方法以八甲基環四硅氧烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷為硅烷單體制備聚硅氧烷核乳液，再與丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯分別接枝共聚，得到乳膠粒子平均粒徑為193.8nm的聚硅氧烷-丙烯酸酯類共聚乳液，該方法不僅加入甲基丙烯酸甲酯聚合步驟容易破乳，而且最終產物對PC增韌效果并不十分明顯。美國通用電氣公司的發明專利(CN99813947.5)采用乳液聚合法，通過降低乳化劑的用量、增加反應時間等方法將聚硅氧烷核乳液的粒徑控制在400nm以上，然后再接枝丙烯酸酯類，得到硅氧烷-丙烯酸酯橡膠沖擊改性劑，但這種方法所得聚硅氧烷核乳液非常粘稠，出現乳液不穩定、分層等問題。

綜上所述，現有技術尚未有很好的制備大粒徑、具有核-殼結構聚硅氧烷-丙烯酸酯共聚物的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種乳液穩定、乳膠粒子粒徑達到400nm～600nm、具有核-殼結構聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制備方法。

為了達到上述目的，本發明對聚硅氧烷-丙烯酸丁酯共聚物乳液采用聚丙烯酸酯類附聚的方法，通過局部破壞聚硅氧烷-丙烯酸丁酯共聚物乳膠軟粒子膠束表面電荷層的穩定性，克服表面乳化劑的排斥力，使粒子之間界面靠近、粘連，從含聚硅氧烷-丙烯酸丁酯共聚物小顆粒的乳化穩定態轉變為含共聚物大顆粒的另一種穩定態，乳膠粒子粒徑從100nm左右增至300nm以上作為核；以甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯兩種硬單體接枝共聚，聚合過程穩定，在其外部包裹上甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物殼，最終獲得平均粒徑在400nm～600nm、核殼結構的聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物乳液，經過無機鹽破乳后得到的聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物對聚碳酸酯及其與ABS的共聚物有很好的增韌作用，特別對聚碳酸酯低溫增韌作用明顯。

本發明目的通過如下技術方案實現：

大粒徑核殼結構聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制備方法，包括以下步驟：