一种互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚合物加工领域，具体涉及一种互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 木塑PVC复合材料是指经过预处理的植物纤维粉末与PVC树脂复合得到的一种介 于木材和塑料之间的新型材料，它既保留了木质的外观和像木材一样可接受二次加工的特 性，又拥有了PVC的热塑性，同时，其尺寸稳定性比木材好，具有不怕虫蛀、吸水性低、可重 复利用等优点。因此其代替木材和PVC在包装、建筑、装饰、汽车、环境保护等领域都备受关 注。但是，由于亲水性的木纤维与疏水性的塑料制件粘结力小，导致木塑制品的力学性能比 纯塑料差，而木纤维在加工过程中被压缩致密使得木塑制品的密度一般比较高，且泡孔分 布不均匀，熔体流动性差，这些缺点都极大限制了木塑复合材料制品的应用。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共 聚物及其制备方法。
[0004] 为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
[0005] -种互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物的制备方法，包括如下步骤：
[0006] (1)预乳化液的制备：按共聚单体、去离子水、乳化剂和交联剂的质量比为1:2~ 3:0. 03~0. 05:0. 001~0. 005称取物料，所述共聚单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、 苯乙烯和丙烯腈；取1/2的去离子水和1/2的乳化剂，在室温下充分搅拌后加入1/2的交联 剂、1/2的甲基丙烯酸甲酯、全部苯乙烯及全部丙烯腈，充分搅拌后得到预乳化液；
[0007] (2)聚合物网络乳液的制备：按共聚单体和引发剂的质量比为1:0. 003~0. 004 称取引发剂，配置成引发剂水溶液；将剩余的去离子水和乳化剂在室温下充分搅拌后，加入 剩余的交联剂、剩余的甲基丙烯酸甲酯及全部的丙烯酸丁酯，升温至70~75°C，恒温一段 时间使单体充分溶胀，然后通入惰性气体，在恒温和搅拌条件下，加入1/2的引发剂水溶液 反应后得到聚合物网络乳液；
[0008] (3)互穿网络共聚物乳液的制备：在恒温和搅拌条件下，首先向聚合物网络乳液 中加入1/10引发剂水溶液，然后开始向其中滴加步骤（1)制备得到的预乳化液，控制在 2h~2. 5h内滴加完，并且每隔30~40min补加引发剂水溶液直至剩余的2/5引发剂水溶 液全部被加入，待预乳化液全部滴加完毕后，升温至80~85°C反应Ih~2h，冷却至室温， 得到互穿网络共聚物乳液；
[0009] (4)互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物的制备：将互穿网络共聚物乳液置 于-20°C条件下冷冻破乳，然后经抽滤洗涤、干燥粉化后得到互穿网络结构聚丙烯酸酯多元 共聚物。
[0010] 按上述方案，所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯腈的质量比为 2:1:1:2 ~1:1:1:2〇
[0011] 按上述方案，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、三聚氰胺和过氧化 苯甲酰中的一种或几种。
[0012] 按上述方案，所述引发剂是由过硫酸钾、亚硫酸氢钠和过氧化苯甲酰按照质量比 3:1:2~3:1:4复配而成。
[0013] 按上述方案，所述交联剂为三烯基甲基三异氰脲酸酯或二乙烯基苯。
[0014] 按上述方案，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、油酸钾、硬脂酸钾 和0P-10中的一种或几种。
[0015] 按上述方案，所述乳化剂是由十二烷基硫酸钠和0P-10按质量比1:1复配而成。
[0016] 上述制备方法制备得到的互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物。
[0017] 本发明的有益效果如下：（1)本发明利用过硫酸钾、亚硫酸氢钠（氧化还原体系） 与过氧化苯甲酰复配作为引发剂，十二烷基硫酸钠与0P-10复配作为乳化剂，二乙烯基苯 或三烯基甲基三异氰脲酸酯作交联剂，采用平衡溶胀法制备互穿网络结构聚丙烯酸酯多 元共聚物；（2)本发明加入苯乙烯和丙烯腈替代部分甲基丙烯酸甲酯改性聚丙烯酸酯共聚 物，反应过程中采用补加单体的方法使体系处于饥饿态，最后通过升温反应提高单体转化 率，从而制备得到超高分子量的苯乙烯和丙烯腈改性聚丙烯酸酯的互穿网络结构共聚物； (3)本发明制备得到的互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物作为发泡调节剂应用于低发泡 PVC木塑复合材料，可以使PVC木塑复合材料具有较低的密度、较好的发泡性能、优异的力 学性能及加工性能。
【具体实施方式】
[0018] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0019] 以下实施例中，所述乳化剂是由十二烷基硫酸钠和0P-10按质量比1:1复配而成。
[0020] 实施例1
[0021] -种互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物，通过如下方法制备得到：
[0022] (1)预乳化液的制备：按共聚单体、去离子水、乳化剂和交联剂（三烯基甲基三异 氰脲酸酯）的质量比为1. 0:2. 0:0. 05:0. 001称取物料，用5%的氢氧化钠水溶液分别洗涤 单体，再用蒸馏水洗涤直至中性，所述共聚单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和 丙烯腈；取1/2的去离子水和1/2的乳化剂，在室温下充分搅拌后加入1/2的交联剂、1/2的 甲基丙烯酸甲酯、全部苯乙烯及全部丙烯腈，充分搅拌后得到预乳化液；
[0023] (2)聚合物网络乳液的制备：按共聚单体和引发剂的质量比为1:0. 003称取引发 剂，所述引发剂是由过硫酸钾、亚硫酸氢钠和过氧化苯甲酰按照3:1:2的比例配置而成，将 引发剂配置成引发剂水溶液；向装有搅拌器、冷凝管、温度计和恒压漏斗的四口烧瓶中加入 剩余的去离子水和乳化剂，在室温下充分搅拌后加入剩余的交联剂、剩余的甲基丙烯酸甲 酯及全部的丙烯酸丁酯，通冷凝水，升温至75°C恒温Ih使单体充分溶胀，再通IOmin氮气， 在恒温和搅拌条件下，加入1/2的引发剂水溶液反应2h后得到聚合物网络乳液；
[0024] (3)互穿网络共聚物乳液的制备：在恒温和搅拌条件下，首先向聚合物网络乳液 中加入1/10引发剂水溶液，然后开始向其中滴加步骤（1)制备得到的预乳化液，控制在2h 内滴加完，以使预乳化液中的单体充分溶胀于网络中，并每隔30min补加1/10引发剂水溶 液，全部滴加完毕后，升温至85°C反应lh，冷却至室温，得到互穿网络共聚物乳液；
[0025] (4)互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物的制备：将互穿网络共聚物乳液置 于-20°C条件下冷冻12h进行破乳，然后经抽滤洗涤、干燥粉化后得到互穿网络结构聚丙烯 酸酯多元共聚物。
[0026] 实施例2
[0027] -种互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物的制备方法，通过如下方法制备得到：
[0028] (1)预乳化液的制备：按共聚单体、去离子水、乳化剂和交联剂（三烯基甲基三异 氰脲酸酯）的质量比为1. 0:2. 5:0. 05:0. 001称取物料，用5%的氢氧化钠水溶液分别洗涤 单体，再用蒸馏水洗涤直至中性，所述共聚单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和 丙烯腈；取1/2的去离子水和1/2的乳化剂，在室温下充分搅拌后加入1/2的交联剂、1/2的 甲基丙烯酸甲酯、全部苯乙烯及全部丙烯腈，充分搅拌后得到预乳化液；
[0029] (2)聚合物网络乳液的制备：按共聚单体和引发剂的质量比为1:0. 0035称取引发 剂，所述引发剂是由过硫酸钾、亚硫酸氢钠和过氧化苯甲酰按照3:1:3的比例配置而成，将 引发剂配置成引发剂水溶液；向装有搅拌器、冷凝管、温度计和恒压漏斗的四口烧瓶中加入 剩余的去离子水和乳化剂，在室温下充分搅拌后加入剩余的交联剂、剩余的甲基丙烯酸甲 酯及全部的丙烯酸丁酯，通冷凝水，升温至70°C恒温一段时间使单体充分溶胀，再通IOmin 氮气，在恒温和搅拌条件下，加入1/2的引发剂水溶液反应2h后得到聚合物网络乳液；
[0030] (3)互穿网络共聚物乳液的制备：在恒温和搅拌条件下，首先向聚合物网络乳液 中加入1/10引发剂水溶液，然后开始向其中滴加步骤（1)制备得到的预乳化液，控制在2h 内滴加完，以使预乳化液中的单体充分溶胀于网络中，并每隔30min补加1/10引发剂水溶 液，全部滴加完毕后，升温至85°C反应lh，冷却至室温，得到互穿网络共聚物乳液；
[0031] (4)互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物的制备：将互穿网络共聚物乳液置 于-20°C条件下冷冻12h进行破乳，然后经抽滤洗涤、干燥粉化后得到互穿网络结构聚丙烯 酸酯多元共聚物。
[0032] 实施例3
[0033] -种互穿网络结构聚丙烯酸酯多元共聚物的制备方法，通过如下方法制备得到：
[0034] (1)预乳化液的制备：按共聚单体、去离子水、乳化剂和交联剂（二乙烯基苯）的 质量比为1. 0:3. 0:0. 05:0. 001称取物料，用5%的氢氧化钠水溶液分别洗涤单体，再用 蒸馏水洗涤直至中性，所述共聚单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸