[发明专利]一种多单体熔融接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及到一种熔融制备丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)-接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯(ABS-g-(GMA-co-St))接枝物及其制备方法。

背景技术

 ABS是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体为基础合成的一系列聚合物总称。其中，丙烯腈提供优良的耐化学性和热稳定性，丁二烯提供韧性和弹性，苯乙烯赋予刚性和光泽性以及加工流动性。ABS树脂具有复杂的相结构，橡胶是分散相，SAN作为基体树脂是连续相。由于有橡胶颗粒作为弹性体增容剂分散与SAN基体树脂中，ABS既具有一般刚性树脂的基本特性，同时具有弹性体相似的抗冲击性能，被广泛应用应用于机械工业、汽车工业、电子电器工业、仪器仪表工业、纺织工业和建筑工业。

但是汽车和家电行业中的许多部件均需要对材料的耐热性和抗冲击性能有较高的要求，单一的ABS树脂无法满足这些应用领域的要求。因此，实际应用中往往把ABS与其他树脂例如聚酯、聚酰胺、聚氨酯等进行共混，来发挥ABS的作用。在聚合物共混过程中，相形态是决定材料最终性能的一个关键因素，为了较好的控制聚合物共混物之间的相形态，往往在共混过程中添加相容剂。

常用于ABS共混体系的相容剂是ABS接枝马来酸酐。日本专利JP01294756、JP0317147、JP0386759、美国专利US5077342、US4902749以及中国专利CN101967216A等公布了以过氧化物作为引发剂，溶液和熔融接枝马来酸酐的制备方法。但是由于马来酸酐具有较高的挥发性和毒性，限制了其工业化应用。

近年来，研究者开发了苯乙烯马来酸酐共聚物、苯乙烯甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物以及甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙酯三元共聚物等作为ABS共混体系的相容剂。但是上述相容剂要么存在接枝率低、反应活性不高等问题，要么存在相容剂合成困难、需要大量溶剂、难于大规模生产。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术上的缺陷，将带有较高反应活性的环氧官能团的甲基丙烯酸缩水甘油酯直接熔融接枝到ABS上，同时加入苯乙烯助接枝单体形成丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)-接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯(ABS-g-(GMA-co-St))接枝物。即提高了接枝率，增大了增容过程中的反应活性，又能不使用溶剂，从而起到经济环保的双重效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高接枝率的ABS-g-(GMA-co-St)，其特征在于，是将带有较高反应活性的环氧官能团的甲基丙烯酸缩水甘油酯直接熔融接枝到ABS上，同时加入苯乙烯助接枝单体形成丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)-接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯(ABS-g-(GMA-co-St))接枝物，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝率为0.1-12 wt %。

本发明的制备高接枝率的ABS-g-(GMA-co-St)的方法，其特征在于，包含以下步骤：

1）称取重量配比的苯乙烯、引发剂、抗氧剂到甲基丙烯酸缩水甘油酯中搅拌；所述甲基丙烯酸缩水甘油酯为0.1-11wt%，苯乙烯为0.5-11 wt %，引发剂为0.1-1 wt %，抗氧剂为0.1-2 wt %；

2）将重量配比为75-99.2%的ABS与步骤1）获得的搅拌均匀的甲基丙烯酸缩水甘油酯混合物一起加入到高速捏合机中搅拌，以备用；

3）将捏合好的步骤2）的混合物置于转矩流变仪中熔融密炼，获得丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)-接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯(ABS-g-(GMA-co-St))接枝物。

步骤2）所述的ABS是在80℃下干燥8小时后与步骤1）获得的搅拌均匀的甲基丙烯酸缩水甘油酯混合物一起加入到高速捏合机中搅拌。

所述的步骤3）中的工艺条件为温度：双螺杆第一段温度160-170℃，第二段温度170-180℃，第三段温度180-200℃，主电机转速100-300r/min，喂料螺杆转速15-50r/min。

所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其橡胶（聚丁二烯）含量为20-70%。

所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）重均分子量为142-143，熔点为189℃，相对密度为1.073g/cm³，含量≥98%。