专利名称：聚氯乙烯用透明型高抗冲性改性剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及聚氯乙烯用透明型高抗冲性改性剂及制备方法。
以丁二烯(丁苯胶乳)、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯所合成的抗冲改性剂以及以丁二烯、苯乙烯、丙烯腈合成的抗冲改性剂填充于聚氯乙烯产品中可以提高聚氯乙烯产品的抗冲击性能。抗冲改性剂的合成方法，在专利文献中也有多篇记载。普遍采用的方法是在较高温度下合成，产品必须经过凝聚、离心、干燥、粉碎等复杂工序才能完成。生产效率低，成本高，所合成的改性剂质量有待提高。
本发明的目的是提供一种聚氯乙烯用透明型高抗冲性改性剂及制备方法，改性剂透明性好，抗冲击性能好，制备方法生产效率高，工艺简单。
本发明的聚氯乙烯用透明型高抗冲性改性剂，包括丁苯胶乳、合成单体及引发剂，合成单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯腈，其特征在于包括分散剂碳酸镁，其量为合成单体量的0.1～6％。
本发明采用碳酸镁为分散剂，具有良好的分散效果，使制备方法简单。
碳酸镁的制备原理按照化学反应式按上述反应，进行溶液反应，反应温度为58～60℃，反应完成后，产物在95～100℃下熟化2～3小时，碳酸镁细小悬浊液24小时沉降应小于1/10，碳酸镁浓度在3～5％时(质量浓度)在反应中是一种良好的分散剂。
本发明的丁苯胶乳以及合成单体可以是现有技术中聚氯乙烯用抗冲性能的改性剂所采用的配比，本发明最好采用如下改进的配比更为适合丁苯胶乳以干物计，以干物与合成单体的总量为100％计，丁苯胶乳以干物计，占50～70％，合成单体的量为30～70％，其中苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的重量比为1～2∶1，苯乙烯与丙烯腈的重量比为2.5～4∶1。
本发明的合成单体一是合成MBS树脂的单体，一是合成ABS树脂的单体。在上述丁苯胶乳及合成单体配比量的前提下，引发剂可以采用现有技术中的引发剂产品，但最好采用复合引发剂，主引发剂为水溶性过氧化物，次引发剂为水溶性亚铁盐、甲醛合次硫酸氢钠及EDTA(乙二胺四乙酸钠盐)的混合物。复合引发剂为氧化还原引发体系，可以使合成反应在常温常压下反应平稳，提高接枝率，提高产品质量。主引发剂为单体量的0.3～0.6％，次引发剂为单体量0.6～0.8％，其中甲醛合次硫酸氢钠与水溶性亚铁盐的重量比为80～100∶1，EDTA与亚铁盐的重量比为2～5∶1。
所述水溶性过氧化物最好为过氧化氢或过氧化异丙苯。水溶性亚铁盐可以是硫酸亚铁、氯化亚铁。
同样，在合成该改性剂时还可以加分子量调节剂，可以选用叔十二硫醇，为单体量的0.2～0.5％。还可以加交联剂，为单体量的1～2％，交联剂产品为通常选择的物质，如二乙烯基苯、二甲基丙烯酸丁二酯等多官能度单体。
在合成时可以加抗氧剂，以使产品不容易变色、变质，为单体量的5～10％。抗氧剂产品是通常所用的抗氧剂，如抗氧剂264。
本发明提供一种优选的制备方法制备本发明改性剂的方法，第一步丁苯胶乳加水、与1/3～1/2的合成单体、部分引发剂混合，升温至50～60℃，再加入交联剂、分子量调节剂进行第一步接枝反应，第二步将得到的接枝液加水，再加入分散剂、余量的引发剂、余量的分子量调节剂，搅拌下，再加入余量的合成单体在50～60℃下反应，得到MBS或ABS悬浊液，悬浊液中加抗氧剂直接进行喷雾干燥，制得改性剂。
第一步反应引发剂的量按第一步所加合成单体量的百分数计算。即主引发剂为所加单体量的0.3～0.6％，次引发剂为所加单体量的0.6～0.8％。分子量调节剂的加入量同理。
每一步反应中的加水量是保证反应液中的含水量达到丁苯胶乳原有含水量。如一般丁苯胶乳，其干物(干胶)含量为34％。在第一步中，反应液包括丁苯胶乳、合成单体、引发剂、分子量调节剂、交联剂，第二步中，反应液包括第一步得到的接枝液、分散剂、合成单体、分子量调节剂。在第二步中如果分散剂采用碳酸镁悬浊液，因其中含有部分水，如果反应液中的含水量达到丁苯胶乳原有含水量，就不需要再加水。
合成单体在第一步中的加入量，占总量的1/3～1/2即可，可以是两种单体的总量分别占1/3～1/2，这样就有可能，其中一种单体在第一步中就已经加完；也可以是两种单体的量分别为配方量的1/3～1/2。
本发明的优点
得到的改性剂产品透明性更好，抗冲击性能更高，工艺生产简单，降低了生产成本，提高生产效率，非常适合工业化生产。
实施例1第一步向反应釜中加入丁苯胶乳340克，干胶含量为34％，苯乙烯44克，丙烯腈28克，过氧化氢0.4克、硫酸亚铁0.006克，甲醛合次硫酸氢钠0.48克、EDTA0.018克，升温至60℃，再加入二乙烯基苯1克、叔十二硫醇0.15克，水100克进行接枝反应。第二步，将得到的接枝液中加入浓度为5％的碳酸镁悬浊液，碳酸镁的量为8.6克，在100～120转/分的转速下快速搅拌，然后加入苯乙烯72克，过氧化氢0.4克、二乙烯基苯1克、硫酸亚铁0.006克，甲醛合次硫酸氢钠0.48克、EDTA0.018克，叔十二硫醇0.15克进行反应，反应温度50～60℃，反应完成后，制得MBS树脂悬浊液。悬浊液中再加7.2克抗氧剂264，混合均匀后直接进行喷雾干燥，得到粉末状的改性剂。
实施例2第一步向反应釜中加入丁苯胶乳900克，干胶含量为34％，苯乙烯74克，甲基丙烯酸甲酯32克，过氧化氢0.6克、硫酸亚铁0.07克，甲醛合次硫酸氢钠0.6克、EDTA0.02克，升温至60℃，再加入二乙烯基苯1.5克、叔十二硫醇0.3克，水60克进行接枝反应。第二步，将得到的接枝液中加入浓度为5％的碳酸镁悬浊液，碳酸镁的量为8.0克，在100～120转/分的转速下快速搅拌，然后加入苯乙烯28克，甲基丙烯酸甲酯66克，过氧化氢0.5克、二乙烯基苯1.5克、硫酸亚铁0.006克，甲醛合次硫酸氢钠0.5克、EDTA0.025克，水25克，叔十二硫醇0.3克进行反应，反应温度50～60℃，反应完成后，制得MBS树脂悬浊液。悬浊液中再加10克抗氧剂264，混合均匀后直接进行喷雾干燥，得到粉末状的改性剂。
实施例3丁苯胶乳的干胶含量为34％，以干胶量计，丁苯胶乳占60％，合成单体苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的量为40％，其中苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的重量比为1∶1。丁苯胶乳以干物计与合成单体总量为100％计。
引发剂采用复合引发剂，主引发剂为过氧化氢，为合成单体总量的0.4％，次引发剂为硫酸亚铁、甲醛合次硫酸氢钠和EDTA的混合物，为合成单体量的0.8％，其中硫酸亚铁与甲醛合次硫酸氢钠的重量比为1∶90，硫酸亚铁与EDTA的重量比为1∶3。
分散剂碳酸镁悬浊液，碳酸镁的质量浓度为3％，碳酸镁占合成单体量的1％。
分子量调节剂为叔十二硫醇，为合成单体量的0.4％。
交联剂为二乙烯基苯，为单体量的2％。
抗氧剂为抗氧剂264，为单体量的8％。
按本发明工艺制备。
实施例4丁苯胶乳的干胶含量为34％，以干胶量计，丁苯胶乳占70％，苯乙烯与丙烯腈的量为30％，其中苯乙烯与丙烯腈的重量比为4∶1。丁苯胶乳以干物计与合成单体总量为100％计。
引发剂采用复合引发剂，主引发剂为过氧化氢，为单体总量的0.6％，次引发剂为硫酸亚铁、甲醛合次硫酸氢钠和EDTA的混合物，为单体量的0.6％，其中硫酸亚铁与甲醛合次硫酸氢钠的重量比为1∶100，硫酸亚铁与EDTA的重量比为1∶5。
分散剂碳酸镁悬浊液，碳酸镁的质量浓度为5％，碳酸镁占单体量的6％。
分子量调节剂为叔十二硫醇，为单体量的0.5％。
交联剂为二乙烯基苯，为单体量的1％。
抗氧剂为抗氧剂264，为单体量的10％。
按本发明工艺制备。
实施例5丁苯胶乳的干胶含量为34％，以干胶量计，丁苯胶乳为产品总重量的50％，苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的量为50％，其中苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的重量比为1∶2。丁苯胶乳以干物计与合成单体总量为100％计。
引发剂采用复合引发剂，主引发剂为过氧化氢，为单体总量的0.3％，次引发剂为硫酸亚铁、甲醛合次硫酸氢钠和EDTA的混合物，为单体量的0.7％，其中硫酸亚铁与甲醛合次硫酸氢钠的重量比为1∶80，硫酸亚铁与EDTA的重量比为1∶2。
分散剂碳酸镁悬浊液，碳酸镁的质量浓度为3％，碳酸镁占单体量的0.1％。
分子量调节剂为叔十二硫醇，为单体量的0.2％。
交联剂为二乙烯基苯，为单体量的2％。
抗氧剂为抗氧剂264，为单体量的5％。
按本发明工艺制备。
权利要求
1.一种聚氯乙烯用透明型高抗冲性改性剂，包括丁苯胶乳、合成单体及引发剂，合成单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯腈，其特征在于包括分散剂碳酸镁，其量为合成单体量的0.1～6％。
2.根据权利要求1所述的改性剂，其特征在于丁苯胶乳以干物计，干物与合成单体的总量按100％计，丁苯胶乳以干物计占50～70％，合成单体的量为30～70％，合成单体中，苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的重量比为1～2∶1，苯乙烯与丙烯腈的重量比为2.5～4∶1。
3.根据权利要求1所述的改性剂，其特征在于引发剂为复合引发剂，主引发剂为水溶性过氧化物，次引发剂为水溶性亚铁盐、甲醛合次硫酸氢钠及EDTA的混合物。
4.根据权利要求3所述的改性剂，其特征在于主引发剂为单体量的0.3～0.6％，次引发剂为单体量0.6～0.8％，其中甲醛合次硫酸氢钠与水溶性亚铁盐的重量比为80～100∶1，EDTA与亚铁盐的重量比为2～5∶1。
5.根据权利要求3或4所述的改性剂，其特征在于所述水溶性过氧化物为过氧化氢或过氧化异丙苯。
6.根据权利要求1所述的改性剂，其特征在于包括分子量调节剂，为单体量的0.2～0.5％，或/和交联剂，为单体量的1～2％，或/和抗氧剂，为单体量的5～10％。
7.一种制备权利要求1所述改性剂的方法，其特征在于第一步丁苯胶乳与水及1/3～1/2的合成单体、部分引发剂混合，升温至50～60℃，再加入交联剂、分子量调节剂进行第一步接枝反应，第二步将得到的接枝液加入水、分散剂、余量的引发剂、余量的分子量调节剂，搅拌下，再加入余量的合成单体在50～60℃下反应，得到MBS或ABS悬浊液，悬浊液中加抗氧剂直接进行喷雾干燥，制得改性剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述分散剂为碳酸镁悬浊液，碳酸镁为单体量的0.1～6％，其质量浓度为3～5％。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于引发剂采用复合引发剂，主引发剂的量为单体量的0.3～0.6％，次引发剂为单体量0.6～0.8％，第一步反应引发剂的量按第一步所加合成单体量的百分数计算，第一步分子量调节剂的量按第一步所加合成单体量的百分数计算。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于第一步反应中加水量使反应液中的含水量达到丁苯胶乳原有含水量，第二步加水量使第二步反应液中的含水量达到丁苯胶乳原有含水量。
全文摘要
本发明的聚氯乙烯用透明型高抗冲性改性剂,包括丁苯胶乳、合成单体及引发剂,合成单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯腈,其特征在于包括分散剂碳酸镁,其量为单体量的0.1～6%。本发明还改进了丁苯胶乳及合成单体的配比,以及采用复合引发剂。得到的改性剂产品透明性更好,抗冲击性能更高,工艺生产简单,降低了生产成本,提高生产效率,非常适合工业化生产。
文档编号C08L27/06GK1370787SQ01107840
公开日2002年9月25日 申请日期2001年2月27日 优先权日2001年2月27日
发明者王加泉 申请人:王加泉