[发明专利]羧基丁腈橡胶接枝聚苯硫醚树脂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别涉及羧基丁腈橡胶接枝聚苯硫醚树脂及其合成方法。

背景技术

聚苯硫醚(简称PPS)是一种性能优异的热塑性结晶树脂，可与无机填料增强纤维复合制成PPS特种工程塑料。PPS复合材料的优点是耐高温、耐腐蚀、耐辐射、自阻燃、无毒，尺寸稳定性、机械性能、电性能十分优异。目前PPS复合材料已广泛应用于电子电器、汽车、精密机械、化工以及航天航空等多个领域。虽然其有以上的很多优点，但在某些特殊使用领域还是有一部分性能达不到使用要求。主要表现为：脆性高、耐疲劳性能差。为改善PPS复合材料的这两个明显的缺点，现在通用的方法都是在用PPS树脂加玻璃纤维，在生产过程中，加入增韧剂(例如橡胶、EBS、接枝PP等)以改善其冲击性能即减少其脆性。这种方法在实践中已广泛使用，但效果还是不太理想，因为在用双螺杆挤出机生产复合材料的过程中，橡胶经过双螺杆的剪切后分子量会降低20％～40％，影响到最终制成的PPS复合材料的韧性增加幅度还是不够理想。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种羧基丁腈橡胶接枝聚苯硫醚树脂及其合成方法，以解决上述现有技术问题中的至少一个。

根据本发明的一个方面，提供了一种羧基丁腈橡胶接枝聚苯硫醚树脂，主要由硫化钠、对二氯苯、氯化锂和羧基丁腈橡胶聚合反应制得。

本发明的羧基丁腈橡胶接枝聚苯硫醚树脂的冲击强度比未接枝羧基丁腈橡胶的聚苯硫醚的冲击强度高20％～50％。

在一些实施方式中，以摩尔比计，其中硫化钠1、对二氯苯1.02、氯化锂0.05～0.1；以重量份数计，其中对二氯苯10、羧基丁腈橡胶1～6。

本发明的另一个目的是提供一种羧基丁腈橡胶接枝聚苯硫醚树脂的合成方法。该合成方法包括以下步骤：

步骤(1)硫化钠脱水处理过程：将按比例称好的硫化钠和NMP溶剂加入第一反应釜中，对硫化钠进行脱水处理。

步骤(2)预聚合和缩聚反应过程：将第一反应釜的温度升至155～165℃，加入按比例称好的对二氯苯和氯化锂，待对二氯苯和氯化锂充分溶解在溶剂里，将反应釜温度升至215～225℃并保温完成缩聚反应。

步骤(3)羧基丁腈橡胶的脱水过程：在第二反应釜中加入按比例称好的羧基丁腈橡胶乳液和NMP溶剂，对羧基丁腈橡胶乳液进行脱水处理，形成羧基丁腈橡胶悬浮液。

步骤(4)羧基丁腈橡胶与聚苯硫醚的接枝和交联过程：将步骤(3)制备的羧基丁腈橡胶悬浮液加入第一反应釜中，第一反应釜升温至260～270℃并保温，完成羧基丁腈橡胶与聚苯硫醚的接枝和交联过程。

步骤(5)出料和洗涤过程：将第一反应釜内的全部物料进行固液分离，固体为羧基丁腈橡胶接枝聚苯硫醚和氯化钠，去除氯化钠即可得到纯净的羧基丁腈橡胶接枝聚苯硫醚树脂。

在一些实施方式中，其中在步骤(2)加入的氯化锂为全部氯化锂含量的85～95％，在步骤(4)加入剩余的氯化锂。氯化锂是一种高活性引发剂，在使用相同分量的氯化锂的情况下，分两次加入氯化锂，即在加入羧基丁晴橡胶后再加入部分氯化锂可以使扩链和接枝过程更加充分。如果全部氯化锂都在反应前期加入，经过几小时的反应后，剩下的有活性的基团已全部被低聚物(即反应产物)包覆，基本失去了活性。

在一些实施方式中，其中，在步骤(1)将按比例称好的硫化钠和NMP溶剂加入带冷凝器的第一反应釜中，第一反应釜升温并保持在120～130℃之间，直至冷凝器出液口无水流出为止，硫化钠脱水过程完成。

在一些实施方式中，其中，在步骤(2)将第一反应釜的温度升至155～165℃并保温，加入按比例称好的对二氯苯和氯化锂，待对二氯苯和氯化锂充分溶解在溶剂里，再将第一反应釜温度升至215～225℃并保温，升温速度为1～3度/分钟。在此阶段将反应温度设置在上述范围可以使反应更加充分，缩聚反应是放热反应，缓慢升温可以更好地控制反应釜的温度。_

在一些实施方式中，其中，在步骤(3)在带搅拌冷凝器的第二反应釜中加入按比例称好的羧基丁腈橡胶乳液和NMP溶剂，搅拌并加热，升温至115～125℃并保温，当冷凝器无水滴出时完成了羧基丁腈橡胶乳液的脱水过程，形成了羧基丁腈橡胶悬浮液。可以高效完成羧基丁腈橡胶乳液的脱水过程。

在一些实施方式中，其中，在步骤(4)将步骤(3)制备的羧基丁腈橡胶悬浮液加入第一反应釜中，第一反应釜升温至260～270℃并保温，完成羧基丁腈橡胶与聚苯硫醚的接枝和交联过程。在上述温度范围内，羧基丁腈橡胶末端的机团更活跃，有利于反应更完全。