CN105294927A - 一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳及其制备方法 - Google Patents
一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳及其制备方法，属于乳液聚合技术领域。该胶乳按照重量份数计，包括：丙烯酸丁酯单体300-375重量份，苯乙烯单体0-50重量份，丁二烯单体100-200重量份。本发明还提供一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，该方法将乳化剂、分子量调节剂、引发剂、丙烯酸丁酯单体、苯乙烯单体和水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中进行聚合反应，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。本发明的制备方法简单、原料易得，得到的胶乳可用于改性PMMA树脂，使PMMA树脂具有良好的透明性和韧性。
Description
技术领域
本发明属于乳液聚合技术领域，尤其是涉及一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种重要的有机透明材料，它具有优异的光学性能，化学稳定性，耐候性和电绝缘性，但是，它也存在耐热性、韧性较差、耐有机溶剂性差等缺点，这些大大地限制了其应用领域。
通过向PMMA树脂中加入改性剂而导致光学性能下降的原因是改性剂和PMMA树脂的折光指数不匹配。因此，要得到光学性能优良的改性PMMA树脂，必须使两相的折光指数相互匹配。目前，越来越需要一种改性剂能使改性PMMA树脂在力学性能和光学性能两个方面有一个很好的平衡。然而现阶段，一般用ABS接枝共聚物来改性PMMA树脂，所制备的共混物韧性有较大的提高，但是透光率却没有达到令人们满意的程度。为了使改性PMMA树脂不仅具有较好的韧性，而且还有优异的光学性能，可通过一种新型丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳来实现。
发明内容
本发明的目的是提供一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳及其制备方法。
本发明首先提供一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳，按照重量份数计，包括：
丙烯酸丁酯单体300-375重量份
苯乙烯单体0-50重量份
丁二烯单体100-200重量份。
优选的是，所述胶乳粒径为100-455纳米。
本发明还提供一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，包括：
将乳化剂、分子量调节剂、引发剂、丙烯酸丁酯单体、苯乙烯单体和水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中进行聚合反应，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
优选的是，所述的乳化剂为松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂。
优选的是，所述的松香皂液和脂肪酸皂的质量比为1：1。
优选的是，所述的分子量调节剂选自甲基硫醇、环己基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正十四烷基硫醇中的一种或几种。
优选的是，所述的引发剂包括过硫酸钾或过硫酸胺。
优选的是，所述的聚合温度为60-75℃。
优选的是，所述的聚合时间为20-30小时。
本发明的有益效果
本发明首先提供一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳，按照重量份数计，该胶乳包括：丙烯酸丁酯单体300-375重量份，苯乙烯单体0-50重量份，丁二烯单体100-200重量份。本发明的胶乳可用于改性PMMA树脂，使PMMA树脂具有良好的透明性和韧性。
本发明还提供一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，该方法将乳化剂、分子量调节剂、引发剂、丙烯酸丁酯单体、苯乙烯单体和水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中进行聚合反应，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。本发明的制备方法简单、原料易得。
具体实施方式
本发明提供一种新型丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳，包括：
丙烯酸丁酯单体300-375重量份，丁二烯单体100-200重量份，苯乙烯单体0-50重量份；优选为丙烯酸丁酯单体315-360重量份，丁二烯单体115-175重量份，苯乙烯单体15-40重量份；更优选为：丙烯酸丁酯单体325-350重量份，丁二烯单体125-155重量份，苯乙烯单体25-35重量份；所述胶乳粒径优选为100-455纳米。
本发明还提供一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，包括：
将乳化剂、分子量调节剂、引发剂、丙烯酸丁酯单体、苯乙烯单体和水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中进行聚合反应，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
按照本发明，所述的乳化剂为松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂，所述的松香皂液和脂肪酸皂的质量比优选为1：1；所述的分子量调节剂优选选自甲基硫醇、环己基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正十四烷基硫醇中的一种或几种；所述的引发剂优选为过硫酸盐类引发剂，更优选为过硫酸钾和过硫酸胺。
按照本发明，所述的乳化剂、分子量调节剂、引发剂、丙烯酸丁酯单体、苯乙烯单体和丁二烯单体的重量比为(150-300)：(0.1-2)：(0.1-2)：(300-375)：(0-50)：(100-200)。按照本发明，所述的聚合温度优选为60-75℃，聚合时间优选为20-30小时。
将上述得到的丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳对PMMA树脂进行改性，具体方法为：
将100-300重量份去离子水注入三口瓶中，然后依次加入0.1-0.7重量份焦磷酸钠、0.3-0.9重量份葡萄糖和0.001-0.03重量份硫酸亚铁，充分溶解后再加入0.01-0.10重量份氢氧化钾，1-6重量份乳化剂和100-300重量份丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳，将三口瓶放入恒温水浴中恒温至60-70℃，同时向三口瓶中通入氮气并搅拌10-20分钟，称取10-40重量份甲基丙烯酸甲酯单体和0.10-0.35重量份引发剂配制甲基丙烯酸甲酯滴加单体；
采用连续进料法将配制好的甲基丙烯酸甲酯滴加单体滴加到三口瓶中，滴加之前补加0.01-0.20重量份引发剂，滴加时间为10-60分钟，滴加结束再补加0.01-0.20重量份引发剂，反应30-90分钟，反应完全后，降温到60℃，加入1-20重量份抗氧剂，继续搅拌1-30分钟，出料，加入5重量份絮凝剂5重量份，即可得到橡胶状共聚物；
称取12-23.14重量份橡胶状共聚物和48-36.86重量份PMMA树脂在170-180℃下进行熔融共混5-10分钟，即可获得透明橡胶改性聚甲基丙烯酸甲酯树脂组合物。
所述的乳化剂、引发剂、氧化剂和絮凝剂没有特殊限制，乳化剂优选为松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂，松香皂液和脂肪酸皂的质量比为1：1；所述的引发剂是过硫酸盐类，优选包括过硫酸钾和过硫酸胺；所述的抗氧剂是单酚类抗氧剂和多酚类抗氧剂，优选包括β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯和2，2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；所述的絮凝剂优选硫酸、盐酸、磷酸、乙酸、氯化钙、氯化镁、氯化钡、氯化铝、硫酸镁或硫酸铝中一种或几种。
下述实施例将对本发明作进一步的详细说明，但是需要指出的是这些实施例在任何情况下都不应当被看作是对本发明范围的限制。
实施例1
将300重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、50重量份苯乙烯单体、636重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在60℃反应30小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例2
将250重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、50重量份苯乙烯单体、378重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在75℃反应20小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例3
将200重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、50重量份苯乙烯单体、330重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例4
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、50重量份苯乙烯单体、373重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在65℃反应28小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例5
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、50重量份苯乙烯单体、280重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例6
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、50重量份苯乙烯单体、232重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例7
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、50重量份苯乙烯单体、217重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例8
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、50重量份苯乙烯单体、210重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例9
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、50重量份苯乙烯单体、202重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例10
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、350重量份丙烯酸丁酯单体、217重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例11
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、217重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入200重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例12
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、350重量份丙烯酸丁酯单体、25重量份苯乙烯单体、630重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入125重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例13
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、350重量份丙烯酸丁酯单体、25重量份苯乙烯单体、280重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入125重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例14
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、350重量份丙烯酸丁酯单体、25重量份苯乙烯单体、224重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入125重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例15
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、300重量份丙烯酸丁酯单体、25重量份苯乙烯单体、217重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入175重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例16
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、325重量份丙烯酸丁酯单体、25重量份苯乙烯单体、217重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入150重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例17
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、350重量份丙烯酸丁酯单体、25重量份苯乙烯单体、217重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入125重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
实施例18
将150重量份松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂(重量比1：1)、1重量份叔十二烷基硫醇、1.27重量份过硫酸钾、350重量份丙烯酸丁酯单体、25重量份苯乙烯单体、217重量份去离子水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入100重量份丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中，在70℃反应25小时，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
将实施例1-18得到的丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳对PMMA树脂进行改性，将改性后的PMMA进行冲击强度和透光率测试，得到的结果如表1所示：
表1
以上所述仅为本发明数个较佳可行实施例，凡熟悉此项的技术人员，其依本发明精神范畴所作的修饰或更改，均理应包含在本发明技术方案范围内。
Claims (9)
1.一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳，其特征在于，按照重量份数计，包括：
丙烯酸丁酯单体300-375重量份
苯乙烯单体0-50重量份
丁二烯单体100-200重量份。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳，其特征在于，所述胶乳粒径为100-455纳米。
3.一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，其特征在于，包括：
将乳化剂、分子量调节剂、引发剂、丙烯酸丁酯单体、苯乙烯单体和水加入到反应釜中，然后把反应釜密闭后加入丁二烯单体，反应釜置于回转恒温水浴中进行聚合反应，反应结束得到丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳。
4.根据权利要求3所述的一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，其特征在于，所述的乳化剂为松香皂液和脂肪酸皂的混合乳化剂。
5.根据权利要求4所述的一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，其特征在于，所述的松香皂液和脂肪酸皂的质量比为1：1。
6.根据权利要求3所述的一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，其特征在于，所述的分子量调节剂选自甲基硫醇、环己基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正十四烷基硫醇中的一种或几种。
7.根据权利要求3所述的一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，其特征在于，所述的引发剂包括过硫酸钾或过硫酸胺。
8.根据权利要求3所述的一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，其特征在于，所述的聚合温度为60-75℃。
9.根据权利要求3所述的一种丙烯酸丁酯/丁二烯/苯乙烯胶乳的制备方法，其特征在于，所述的聚合时间为20-30小时。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160203 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |