[发明专利]聚氨酯/丙烯酸酯核壳乳液、改性树脂粉料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及PVC技术领域，是一种聚氨酯/丙烯酸酯核壳乳液、改性树脂粉料及其制备方法。

背景技术

众所周知，聚氯乙烯( PVC)已成为继聚乙烯之后的第二大塑料树脂，在国民经济的各个方面均具广泛的应用。但PVC固有的结构特点也决定了PVC存在抗冲性差、耐热老化性能差、耐热形变温度低，加工性能差的诸多缺点。为此，一直以来对PVC树脂的改性主要集中在对PVC的加工性能改性和抗冲改性两个方面。最早商品化的PVC抗冲改性剂是丙烯腈-丁二烯的无规共聚物，这种改性剂既可以改善PVC的加工性能和抗冲性能，但损失了PVC的耐热形变温度，降低了PVC耐紫外老化性能，随后逐步发展成为以氯化聚乙烯(CPE)为主的PVC抗冲改性剂，用CPE改性后的PVC虽可提高抗冲性和加工性及不降低PVC的阻燃性，但制品的耐热形变温度降低、拉伸强度下降，耐候性变差，为克服此其弱点，CN102827329A专利文献采用接枝助剂存在下将甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝到聚氯乙烯主链上，然后利用酸相法氯化改性得到PVC用高拉伸强度抗冲击，可广泛用于PVC型材、管材、板材领域，抗冲击性能及拉伸性能可替代价位较高的丙烯酸之类抗冲改性剂，且大大提高制品的耐候性能及加工性能，但接枝效率低，质量控制难度大。随着人们对增韧机理的深入认识，继续CPE后，美国的罗门哈斯公司率先开发出了具有软硬分布的核壳结构的丙烯酸酯共聚树脂(ACR)及苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸酯共聚树脂(MBS)，选用ACR或MBS核壳材料作性剂改善PVC的性能显著优于CPE和EVA，其固有的核与壳构成组分各自保持自己特有的特性，又具较好的热力学相容性，如CN102863726A专利文献采用MBS对PVC进行改性，实现MBS/PVC混合物的低温冲击性能与现有MBS牌号相比提高了50%以上，且雾度明显降低，同时片材色泽纯正，明显好于其它工艺制备的MBS。

但以ACR或MBS共混改性PVC时存在抗冲改性剂分散不均，易分相渗出，由于ACR和MBS与PVC共混改性势必存在相界面问题，改性效率低，又因为ACR和MBS的堆积密度比PVC低，且制备时必须经过干燥，因此以ACR或MBS共混的方法不仅能耗高，而且存在掺混不匀、耐热形变温度提高有限。为此近年来河北工业大学率先在国内开展直接向氯乙烯悬浮体系加入交联的丙烯酸酯共聚物乳液的方法直接制备具有抗冲性能优异的PVC树脂，该方法抗冲效果比与ACR粉体高2倍，但由于不是核壳结构，因此加工性能还是差，仍需加入ACR类加工改性剂。

随着国内聚氨酯行业的膨胀性发展，聚氨酯的成本大幅度降低，成本已接近纯丙型丙烯酸酯共聚物的价格，而聚氨酯固有的硬段微区和软缎连续相的结构决定聚氨酯本身就是多种塑料的抗冲改性剂，而且能在提高PVC抗冲性能的同时有望提高现有PVC耐热形变温度，即提高PVC制品的使用温度。张晓蕾等人以甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚醚（PPG）及二羟甲基丙酸（DMPA）为原料制备了PUA/PVC复合乳液树脂并对复合树脂动态力学行为及结构进行了表征，证明了其均分散性。该报道中制备聚氨酯乳液中使用的是DMPA作为自乳化单体，用量大到7%时才可制得稳定的聚氨酯乳液，而且过程必然需要用大量的三乙胺（EDA）进行扩链和中和，而EDA的大量加入势必引起树脂加工时变色严重问题。而且亲水基团太多，直接加入氯乙烯的悬浮聚合体系时会影响PVC初级粒子的团聚，造成粗粒子生成，粒子形态变差，堆积密度降低。

发明内容

本发明提供了一种聚氨酯/丙烯酸酯核壳乳液、改性树脂粉料及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有改性树脂的粒子形态差和堆积密度低，抗冲性能、耐紫外老化性能和耐热老化性能差和成本高的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种聚氨酯/丙烯酸酯核壳乳液，原料按重量份数包括聚氨酯分散体32份至300份、丙烯酸酯混合单体50份至110份、质量百分比浓度为2%的过硫酸铵水溶液12.5份至50份、质量百分比浓度为1%的吊白块水溶液5份至50份、质量百分比浓度为1%的叔丁基过氧化锡水溶液5份至50份、去离子水10份至30份。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：