[发明专利]大粒径核壳结构聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制备方法

说明书

本发明公开了大粒径核壳结构聚硅氧烷‑丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制备方法。该制备方法是向聚硅氧烷‑丙烯酸丁酯乳液中加入聚丙烯酸酯类附聚剂，附聚得到聚硅氧烷‑丙烯酸酯核乳液；温度调至60℃～80℃，加入无机过氧类引发剂与碳酸钠，调节pH值，加入甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯，反应，得到核壳结构聚硅氧烷‑丙烯酸酯/苯乙烯共聚物乳液；加水稀释，控制固含量为15％～19％，加入无机盐水溶液，室温搅拌，熟化，再冷却、离心分离、洗涤，将所得沉淀干燥。本发明所得聚硅氧烷‑丙烯酸酯/苯乙烯共聚物产物粒子核壳结构明显，平均粒径400nm～600nm，对工程塑料聚碳酸酯有明显的低温增韧作用。

技术领域

本发明涉及一种大粒径核壳结构聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制备方法，具体地说，涉及一种乳胶粒子尺寸400nm～600nm的具有核-壳结构聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制备方法。

背景技术

聚硅氧烷橡胶极性小，柔软性好，具有优良的耐高温、耐氧化降解性；聚丙烯酸酯橡胶与极性聚合物相互作用力强，广泛地用作热塑性树脂及其合金的抗冲改性剂。聚硅氧烷-丙烯酸酯类共聚物将聚硅氧烷和聚丙烯酸酯两类极性相差很大的聚合物结合起来，兼具两者性能上的优势，可赋予热塑性树脂及其合金更好的低温抗冲作用。乳液聚合常用来制备聚硅氧烷-丙烯酸酯类共聚物，由于粒径的增加会影响聚合物乳液的稳定性，导致乳液合成过程中产生大量凝胶甚至破乳的现象，聚合过程难以控制，故而现有乳液聚合方法制得的聚硅氧烷-丙烯酸酯类共聚物乳胶粒子粒径大多在200nm以下。增大聚硅氧烷-丙烯酸酯共聚物乳胶粒子粒径以及使之呈现核壳结构，在用作热塑性树脂如聚碳酸酯(PC)及其苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)合金的抗冲改性时作用更大，因此开发大粒径核壳结构聚硅氧烷-丙烯酸酯类共聚物具有重要意义。

华南理工大学冯猛在其硕士毕业论文(核-壳结构聚硅氧烷-丙烯酸酯弹性体的制备及其增韧PC/ABS合金研究)中公开了一种分步乳液聚合制备聚硅氧烷-丙烯酸酯弹性体的方法，该方法以八甲基环四硅氧烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为硅烷单体制备聚硅氧烷核乳液，再与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯分别接枝共聚，得到乳胶粒子平均粒径为193.8nm的聚硅氧烷-丙烯酸酯类共聚乳液，该方法不仅加入甲基丙烯酸甲酯聚合步骤容易破乳，而且最终产物对PC增韧效果并不十分明显。美国通用电气公司的发明专利(CN99813947.5)采用乳液聚合法，通过降低乳化剂的用量、增加反应时间等方法将聚硅氧烷核乳液的粒径控制在400nm以上，然后再接枝丙烯酸酯类，得到硅氧烷-丙烯酸酯橡胶冲击改性剂，但这种方法所得聚硅氧烷核乳液非常粘稠，出现乳液不稳定、分层等问题。

综上所述，现有技术尚未有很好的制备大粒径、具有核-壳结构聚硅氧烷-丙烯酸酯共聚物的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种乳液稳定、乳胶粒子粒径达到400nm～600nm、具有核-壳结构聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制备方法。

为了达到上述目的，本发明对聚硅氧烷-丙烯酸丁酯共聚物乳液采用聚丙烯酸酯类附聚的方法，通过局部破坏聚硅氧烷-丙烯酸丁酯共聚物乳胶软粒子胶束表面电荷层的稳定性，克服表面乳化剂的排斥力，使粒子之间界面靠近、粘连，从含聚硅氧烷-丙烯酸丁酯共聚物小颗粒的乳化稳定态转变为含共聚物大颗粒的另一种稳定态，乳胶粒子粒径从100nm左右增至300nm以上作为核；以甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯两种硬单体接枝共聚，聚合过程稳定，在其外部包裹上甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物壳，最终获得平均粒径在400nm～600nm、核壳结构的聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物乳液，经过无机盐破乳后得到的聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物对聚碳酸酯及其与ABS的共聚物有很好的增韧作用，特别对聚碳酸酯低温增韧作用明显。

本发明目的通过如下技术方案实现：

大粒径核壳结构聚硅氧烷-丙烯酸酯/苯乙烯共聚物的制备方法，包括以下步骤：