[发明专利]一种苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子共聚物的制备领域，具体属于一种苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的制备方法。

背景技术

苯乙烯-丙烯酸酯共聚物兼具聚苯乙烯和丙烯酸酯聚合物的双重优点，不仅具有良好的透明度、光泽度、耐候性和抗冲击强度，而且易于成型加工，广泛用于广告牌、照明材料、建筑材料等领域。苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的合成方法，主要有本体共聚法、乳液共聚法和悬浮共聚法。由于本体共聚法普遍存在凝胶效应，反应过程中会出现自动加速现象，反应的可控性较差，目前较少采用。而乳液共聚法中，采用大量乳化剂来稳定反应体系，反应结束后需要破乳，来分离共聚物，后续工艺繁琐。悬浮共聚法具有反应周期短、设备简单、易于工业化的优点。

悬浮共聚合成苯乙烯-丙烯酸酯共聚物时，可采用分散剂分为两类：不溶于水的无机粉末和水溶性有机高分子材料。其中，无机粉末主要有磷酸钙、碳酸镁、氢氧化镁等，这类分散剂往往就地配制使用，例如碳酸镁由碳酸钠溶液和硫酸镁溶液配制而成，磷酸钙由磷酸钠溶液和氯化钙溶液制成。聚合结束后需要用稀酸洗去无机粉末分散剂。这无疑使得生产工艺复杂，增加了生产成本。有机高分子材料分散剂中，应用较多的为聚乙烯醇，广泛应用于苯乙烯、丙烯酸酯、氯乙烯的悬浮聚合中，但是聚乙烯醇的价格相对昂贵。如果聚合物中的聚乙烯醇不能除尽，还可能带来安全问题。

发明内容

本发明的目的在于针对目前苯乙烯-丙烯酸酯共聚物制备技术中存在的生产工艺复杂、分散剂价格昂贵的问题，聚合物中如果聚乙烯醇不能除尽可能带来安全的问题，提供一种苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：

(1)在装有回流冷凝装置的反应器内，加入纤维素和去离子水，水浴加热升温至60～90℃，搅拌使之溶解；

(2)称取引发剂，置于洗净并干燥的容器中，加入单体苯乙烯和丙烯酸酯，溶解后加入到步骤(1)的反应器中；

(3)控制搅拌速度200～500转/分钟，恒温反应2～12小时，形成共聚物珠粒；

(4)停止反应后，用水洗涤共聚物珠粒，过滤，干燥，得到透明珠状的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物；

所述的步骤(1)中纤维素用量为单体苯乙烯和丙烯酸酯总质量的0.05％～20％，去离子水用量为单体苯乙烯和丙烯酸酯总质量的2～10倍；

所述的步骤(2)中引发剂用量为单体苯乙烯和丙烯酸酯总质量的0.3％～10％；

所述的步骤(2)中单体苯乙烯和丙烯酸酯质量比为1︰0.01-100。

所述的步骤(1)中纤维素为甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。

所述的步骤(2)中引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种。优选过氧化二苯甲酰。

所述的步骤(2)中丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸烯丙酯中的一种或几种。

本发明的有益效果为：

(1)本发明针对现有悬浮聚合中分散剂价格昂贵的缺陷，用纤维素作为分散剂，制备苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，大大降低生产成本。

(2)本方法的实施步骤简单，可以将纤维素直接加入反应体系，不需要预处理，提高了生产效率。

(3)本方法选用的纤维素安全无毒，提高聚合物的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例1获得的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的光学显微镜照片

图2是本发明实施例2获得的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的光学显微镜照片

图3是本发明实施例2获得的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的红外光谱图

具体实施方式

下面结合实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

(1)在装有回流冷凝装置的反应器内，加入0.5g羧甲基纤维素和50g去离子水，水浴加热升温至80℃，搅拌使之溶解；

(2)称取0.3g引发剂过氧化二苯甲酰，置于洗净并干燥的容器中，加入单体2g苯乙烯和8g甲基丙烯酸甲酯，溶解后加入到步骤(1)的反应器中；