一种高透光率低雾度透明共聚物材料制备方法及应用与流程

本发明涉及透明材料领域，尤其涉及一种高透光率低雾度透明共聚物材料制备方法及应用。

背景技术：

1、随着聚合物材料在人们生产生活的应用越来越广泛，对于聚合物材料的性能要求也逐渐随之提高。这其中，abs、pmma等高透明聚合物材料也得到了了广泛运用，而随着abs、pmma等高透明聚合物材料的高温应用环境的增多，耐热剂的使用也逐渐增多，而且对于高透明聚合物材料中的耐热剂有着不影响材料透明度、雾度、稳定性以及自身相容性好的严格要求。

2、现有的高透明聚合物的耐热剂也通常采用透明共聚物材料，而此类共聚物材料的制备方法常采用悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等方法，工艺不够环保的同时，所得产品残留物较多，产品纯净度不高，导致过多的马来酰亚胺单体的残留，产品黄度高、雾度高，极大的影响了最终产品的使用。中国专利cn201810825402.3提供了一种三元共聚物耐热剂的制备方法，采用了常用的制备方法，最终所得耐热剂的透明度、雾度等性能还具有改进的空间。

3、因此，为了解决上述问题，本技术提供了一种高透光率低雾度透明共聚物材料制备方法。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种高透光率低雾度透明共聚物材料制备方法，步骤包括以下几步：(1)反应物料配制；(2)自由基聚合；(3)酰亚胺化反应。

2、作为一种优选的方案，所述自由基聚合的反应器为全混合式反应器或管式反应器。

3、作为一种优选的方案，所述自由基聚合和酰亚胺化反应步骤为连续法生产工艺。

4、作为一种优选的方案，所述反应物料包括：苯乙烯类单体，丙烯酸酯类单体，马来酰亚胺单体，不饱和羧酸酐单体，引发剂，反应催化剂，伯胺，助剂以及溶剂。

5、作为一种优选的方案，所述苯乙烯类单体，丙烯酸酯类单体，马来酰亚胺单体，不饱和羧酸酐单体的质量比为1～20：10～70：0～50：1～10。

6、作为一种优选的方案，所述苯乙烯类单体，丙烯酸酯类单体，马来酰亚胺单体，不饱和羧酸酐单体的质量比为2～8：15～25：0～20：4～5。

7、作为一种优选的方案，所述苯乙烯类单体，丙烯酸酯类单体，马来酰亚胺单体，不饱和羧酸酐单体的质量比为2～5：18～22：0～10：4～4.5。

8、作为一种优选的方案，所述苯乙烯类单体，丙烯酸酯类单体，马来酰亚胺单体，不饱和羧酸酐单体的质量比为3：19.5：0：4.2。

9、作为一种优选的方案，所述苯乙烯类单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙基苯乙烯中的至少一种。

10、作为一种优选的方案，所述苯乙烯类单体为苯乙烯。

11、作为一种优选的方案，所述不饱和羧酸酐单体为马来酸酐、衣康酸酐中的至少一种。

12、作为一种优选的方案，所述不饱和羧酸酐单体为马来酸酐。

13、作为一种优选的方案，所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯。

14、作为一种优选的方案，所述马来酰亚胺单体为n-苯基马来酰亚胺、n-环己基马来酰亚胺中的至少一种。

15、作为一种优选的方案，所述伯胺为苯胺、环己胺、对甲苯胺中的至少一种。

16、作为一种优选的方案，所述伯胺为苯胺。

17、作为一种优选的方案，所述引发剂为氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、1,1'-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化二叔丁基、过氧化2-乙基碳酸叔丁酯、过氧化醋酸叔丁酯、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷中的至少一种。

18、作为一种优选的方案，所述引发剂为过氧化2-乙基己酸叔丁酯

19、作为一种优选的方案，所述反应催化剂为三乙胺、三丙胺、对甲苯磺酸中的至少一种。

20、作为一种优选的方案，所述反应催化剂为三乙胺或对甲苯磺酸。

21、作为一种优选的方案，所述助剂为分子量调节剂。

22、作为一种优选的方案，所述溶剂为乙苯、甲苯、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

23、作为一种优选的方案，当采用全混合式反应器时，所述步骤(2)的具体操作为：将苯乙烯类单体，丙烯酸酯类单体，马来酰亚胺单体，不饱和羧酸酐单体以及溶剂混合所得的单体溶液与引发剂与溶剂混合所得的引发剂溶液分别按照8～10份/h以及1～1.2份/h的加入速度加入至全混合式反应器中，温度为80～160℃，反应2～10小时后，将所得聚合液以9～11份/h的速度连续输送至双螺杆挤出脱挥器中，在此过程进料保持相同的速度；所述步骤(3)的具体操作为：将伯胺，催化剂和助剂的混合溶液按照0.5～1份/h的速度送入双螺杆挤出脱挥器的第二节筒体中，脱挥挤出机挤出温度为200～250℃，停留时间8～12min经脱挥和反应后，即得聚合物为所需共聚物。

24、作为一种优选的方案，当采用管式反应器，所述步骤(2)的具体操作为：将苯乙烯类单体，丙烯酸酯类单体，马来酰亚胺单体，不饱和羧酸酐单体以及溶剂混合所得的单体溶液与引发剂与溶剂混合所得的引发剂溶液分别按照8～10份/h以及1～1.2份/h的加入速度加入至管式反应器1中，温度为80～160℃，反应2～10小时后，将所得聚合液以9～11份/h的速度连续输送至管式反应器2中；所述步骤(3)的具体操作为：将伯胺，催化剂和助剂的混合溶液按照0.8～1份/h的速度送入管式反应器2中，管式反应器2中的反应温度为120～180℃，反应时间为4～8小时，然后将聚合液输送至双螺杆挤出脱挥器中脱挥，即得聚合物为所需共聚物。

25、作为一种优选的方案，所述制备得到的透明共聚物的玻璃化转变温度为140～200℃。

26、作为一种优选的方案，所述制备得到的透明共聚物的玻璃化转变温度为160～190℃。

27、作为一种优选的方案，所述制备得到的透明共聚物的分子量为50000～150000，分子量分布为1.5～2.5。

28、作为一种优选的方案，所述制备得到的透明共聚物的分子量为80000～120000，分子量分布为2～2.5。

29、本技术中，采用上述连续反应的酰亚胺化反应，能够有效提高最终所得产物的透明性，并且降低雾度，使得其能够好的在高透明聚合物材料中应用，避免影响聚合物材料的透明性和颜色。本技术人认为：通过本技术中直接在预聚物体系中加入伯胺的方法，能够直接在主要的单体预聚物中促使伯胺和不饱和的酸酐直接发生酰亚胺化反应，并且通过连续化生产的工艺避免了现有的悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等方法中马来酰亚胺单体大量残留的现象，从而进一步的避免残留的马来酰亚胺单体对于透明性、雾度以及颜色的负面影响，避免产物黄变。

30、本发明第二方面提供了一种上述高透光率低雾度透明共聚物材料制备方法的应用，包括该制备方法在制备三元或多元共聚物透明材料中的应用。

31、有益效果：

32、1、本技术中提供的一种高透光率低雾度透明共聚物材料制备方法，能够有效获得低分子量分布系数的三元透明聚合物，适合作为塑料合金等材料的相容剂使用，能够尽可能不影响塑料合金本身的粘度等性能。

33、2、本技术中提供的一种高透光率低雾度透明共聚物材料制备方法，解决了现有技术生产的相应三元聚合物产品外观过黄，影响最终产品外观的问题，本技术制得的产品纯净度高，产品颜色好，在使用的过程中不会影响整体塑料合金的颜色。

34、3、本技术中提供的一种高透光率低雾度透明共聚物材料制备方法，采用上述连续反应的酰亚胺化反应，能够有效提高最终所得产物的透明性，并且降低雾度，使得其能够好的在高透明聚合物材料中应用，避免影响聚合物材料的透明性和雾度。

35、4、本技术中提供的一种高透光率低雾度透明共聚物材料制备方法，整体方法连续性强，可以放弃采用成品马来酰亚胺单体以及减少马来酸酐的用量，并且具有更少的化学试剂残留，大幅降低了产物的生产成本。

36、5、本技术中提供的一种高透光率低雾度透明共聚物材料制备方法，环境友好，废料产量少，并且不会因为单体的残留等问题影响反应设备的质量，增加设备使用寿命。