[发明专利]低温性能优良的氯乙烯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

低温性能优良的氯乙烯树脂及其制备方法，属于氯乙烯接枝共聚物技术领域。

背景技术

聚氯乙烯树脂是目前常用的工程塑料之一，本身具有低廉的价格、优良的耐化学腐蚀、良好的阻燃性能，但本身质地脆性较大，尤其是在北方冬季严寒环境中，聚氯乙烯材料抗冲击性能的高低成为制约其制品使用范围的关键因素。

通常改善聚氯乙烯树脂抗冲击性能主要考虑采用物理改性和化学改性两种手段。物理改性中常用的抗冲击改性剂如MBS（甲基丙烯酸甲酯~丁二烯~苯乙烯）和抗冲ACR(丙烯酸酯类聚合物)树脂核芯均在常温下为橡胶态粒子，粒度大小在几十至几百纳米之间，其最外层接枝了与聚氯乙烯树脂溶解度参数接近的聚甲基丙烯酸甲酯，能够提供与聚氯乙烯较好的连接作用并保证橡胶相粒子在加工过程中充分分散于基体树脂中，因而可以提供较高的抗冲击强度。化学改性是将具有抗冲击性能的橡胶相通过化学接枝氯乙烯的方法加强与聚氯乙烯基体树脂的连接作用。因在聚合阶段橡胶相已充分分散，抗冲击效率高，力学性能的取向性较弱，这种改性方法相较于上述物理改性方法具有明显的性能优势。

在已有的化学改性方法中，中国专利ZL91108585.8提供了典型的接枝聚合技术。该发明中，发明人提出将具有一定交联度的聚丙烯酸丁酯胶乳在不低于30℃的条件下加入到氯乙烯悬浮聚合体系中来制备接枝共聚树脂的方法。但按照该方法制备的接枝共聚树脂中，常温下呈橡胶态的聚丙烯酸丁酯橡胶相粒子表面因接枝活性点较少，聚合过程中直接参加接枝聚合的氯乙烯单体少，与基体树脂之间的连接效果不佳，因此橡胶相的抗冲击效能没有充分发挥。另外，由于丙烯酸丁酯聚合物玻璃化温度（-54℃）相对于低温（-10℃）环境差距不大，丙烯酸酯聚合物分子链节活动能力减弱，分子链粘弹性降低，因而抗冲击能力大幅降低，因此对于氯乙烯树脂的低温条件下的抗冲性能改善作用极其微小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种化学结合改性、低温环境适应能力强的低温性能优良的氯乙烯树脂及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该低温性能优良的氯乙烯树脂，其特征在于：由质量分数2%~12%的橡胶态丙烯酸酯聚合物与88%~98%的氯乙烯接枝共聚组成；

所述的橡胶态丙烯酸酯聚合物由质量分数90.0%~99.9%的内部的丙烯酸酯聚合物和质量分数0.1%~10.0%的外层的甲基丙烯酸烯丙酯共聚组成；

所述的内部的丙烯酸酯聚合物由质量分数95.0%~99.9%的丙烯酸酯共混物和0.1%~5.0%的可共聚的至少含有两个非共轭双键的交联单体交联组成；

所述的丙烯酸酯共混物中包含质量分数80%~100%的丙烯酸2-乙基己酯单体和0~20%的丙烯酸丁酯。

所述的橡胶态丙烯酸酯聚合物体积平均粒径为0.100μm~0.200μm。

所述的交联单体为乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1,4丁二醇酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二乙烯基苯或甲基丙烯酸烯丙酯。

本发明通过将表面具有接枝活性的低玻璃化转变温度的橡胶态丙烯酸酯聚合物通过悬浮接枝聚合与氯乙烯单体进行接枝共聚，得到低温抗冲击性能优良的氯乙烯接枝共聚树脂。具有接枝活性的低玻璃化转变温度的橡胶态丙烯酸酯聚合物外层部分的聚合物由含有两个不同活性的可共聚交联单体甲基丙烯酸烯丙酯聚合而成。该橡胶态丙烯酸酯聚合物中内部为丙烯酸酯聚合物。所得的氯乙烯接枝共聚物是在表面具有接枝活性的低玻璃化转变温度的橡胶态丙烯酸酯聚合物存在的条件下，通过悬浮聚合方法得到。在本发明中，发明人通过研究发现，将2~12份的表面具有活性接枝点的低玻璃化转变温度（≤-75℃）的丙烯酸酯橡胶聚合物通过悬浮聚合的方法与88~98份氯乙烯接枝可以得到氯乙烯接枝共聚物，该接枝共聚物与现有技术相比，具有优良的低温（-10℃）抗冲击性能。

一种上述的低温性能优良的氯乙烯树脂的制备方法，其特征在于制备步骤为：

1）将80~100%重量比例的丙烯酸2-乙基己酯和0~20%重量比例的丙烯酸丁酯和/或丙烯酸乙酯称量后共混得到丙烯酸酯共混物；

2）将95.0~99.9%重量比例的丙烯酸酯共混物和0.1~5.0%重量比例的交联单体在乳化剂保护下通过自由基引发剂引发聚合反应进行乳液聚合反应得到橡胶态丙烯酸酯聚合物内层；