[发明专利]一种聚碳酸酯增韧用核壳结构功能性丙烯酸酯聚合物粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及属高分子材料改性领域，具体为一种聚碳酸酯增韧用核壳结构功能性丙烯酸酯聚合物粒子的制备方法。

背景技术

聚碳酸酯是五大工程塑料之一，其产量和消费量仅次于聚酰胺，居第二位。最常用的聚碳酸酯是双酚A型，其分子中含有大量的苯环结构，分子链刚性较大，不易结晶，玻璃化转变温度高。其分子链结构的特点决定了它具有许多优异的性能，如冲击强度高、抗蠕变性和尺寸稳定性好、耐热、透明、吸水率低、无毒、介电性能优良等，因而在电子电气、汽车、医疗器械、建筑和照明用具，以及许多高新技术领域如航空航天、电子计算机、光纤等领域有广泛用途。然而由于聚碳酸酯分子链的高刚性和大的空间位阻，使其具有较高的熔体粘度，因此，加工困难，难于制作大型制品；且制品残余应力大，易发生应力开裂。另外，它对缺口敏感、耐疲劳性差等缺点，使它在某些领域的应用受到了限制。因此，对其进行改性研究成为重要的课题。聚合物共混改性可以兼具两种或两种以上聚合物的优良性能，改进单一聚合物某些方面性能上的不足，形成性能优异的新材料。

核壳结构聚合物抗冲击改性剂是解决聚碳酸酯缺口敏感、易应力开裂等问题的方法之一。核壳聚合物是指由二种或二种以上的单体通过分步的乳液聚合得到的共聚物。它是一种具有核壳结构的聚合物，壳与核之间存在着微观相分离，如MBS[(甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯)共聚物]、ACR[(丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯)共聚物]和ABS[(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物]是重要的核壳共聚物，将它们分别与聚碳酸酯共混均可提高其的缺口冲击强度，改善其缺口敏感性。主要用于制造有冲击和碰撞危险的外装件，如制造有弹性的保险杠和侧面护板。申景强等利用双螺杆挤出机制备了核壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯塑料(MBS)与聚碳酸酯(PC)的熔融共混物，研究了MBS对PC/MBS合金常温力学性能和低温缺口冲击强度的影响(申景强，刘振华，诸泉，蒋文真，核壳型MBS增韧PC研究，工程塑料应用，40(2):16～18,2012)；徐会军等研究了ACR粒径对聚碳酸酯基体树脂冲击韧性的影响(徐会军，唐颂超，杨龙，不同结构的ACR核壳粒子增韧聚碳酸酯的机理，功能高分子学报，22(3):276～281，2009.)。

如果改性剂结构中含无机二氧化硅(SiO₂)，它也能对聚碳酸酯起到一定的增韧效果，但相比有机粒子，核壳结构粒子制备过程困难，且增韧效果不如有机核壳粒子。而MBS、ABS型多组份粒子虽有一定的增韧效果，但核壳粒子主链中含有双键结构，耐大气老化性差。在现有研究中，利用聚丙烯酸酯核壳结构ACR改性聚碳酸酯，大多需要较大的添加量，如12wt％～16wt％，才能起到有效增韧作用，而这将极大地降低聚碳酸酯基体材料的拉伸强度。

为了扩大工程塑料在高寒地区的使用，必须提高工程塑料的低温性能，通常加入橡胶弹性体，如本组申请的CN 101870751A，使用的聚丙烯酸丁酯弹性体。表征耐寒性能的指标是橡胶弹性体的玻璃化转变温度值(T_g)；T_g值越低，表明其耐寒性越好。聚丙烯酸丁酯的T_g值为-23℃(1Hz)，但在高寒地区仍不能满足使用要求。如果进行改进，例如通过改变单体物质等方法，又要涉及乳化剂等物质的选择，如专利CN 102352002A和CN 102351977A中的十二烷基联苯醚磺酸钠乳化剂，但其水溶性较大，使聚合过程产生的凝聚物过多，不能满足使用要求；而解决这一问题过程中，引发剂一次性加入，又容易造成瞬时自由基浓度过大，使聚合体系因局部过热而不稳定，造成聚合失败。

发明内容