[发明专利]一种小粒径高交联聚丁二烯及其共聚物胶乳的制备方法

说明书

一种小粒径高交联聚丁二烯及其共聚物胶乳的制备方法，属于合成树脂领域。将脱盐水、乳化剂、电解质、引发剂、交联剂、共聚单体、丁二烯单体在30～40℃条件下使其丁二烯单体与水充分混合，然后升温至55～75℃，保温7～12小时，压力降低至0.2Mpa以下，得到小粒径聚丁二烯胶乳。本发明特色之处在于在合成小粒径丁二烯胶乳的过程中引入了交联剂，通过外加交联剂的方式促进交联网络结构的形成，进而避免小粒径胶乳合成过程中凝胶含量低的问题，增加合成乳胶粒子的弹性，有利于提高合成ABS树脂的力学性能。

技术领域

本发明属于合成树脂领域，具体涉一种快速制备小粒径高交联聚丁二烯及其共聚物胶乳的方法。

背景技术

ABS树脂作为一种通用工程塑料，因其具有良好的力学性能、加工性能、耐溶剂性能等特点已经被广泛地应用于家电生产、汽车制造、电工电子、航空航天等领域。目前，ABS树脂的制备工艺分为本体法和乳液掺混法两种，其中乳液掺混法应用的最为广泛。乳液掺混法制备ABS树脂得技术路线可以分成几个工段，首先是制备大粒径的聚丁二烯胶乳，然后将聚丁二烯胶乳进行乳液接枝获得ABS接枝胶乳，再将ABS接枝胶乳絮凝干燥后与本体聚合制备的SAN树脂进行熔融掺混，造粒最终制备出ABS树脂。

在整个ABS树脂合成阶段，最为核心的步骤就是制备大粒径的聚丁二烯胶乳。大粒径聚丁二烯胶乳的制备可以分成一步法和两步法两种方式，如《合成橡胶工业》(1987，5，328-332)所报道的一步法制备大粒径聚丁二烯胶乳，其生产周期55个小时，尽管近年来一步法制备大粒径聚丁二烯胶乳技术得到了快速发展，但是其聚合时间依旧长达近30小时。较长的聚合时间会导致聚丁二烯胶乳自身的凝胶含量较高，一般高达95％，进而降低聚丁二烯胶乳自身的柔顺性，也降低了聚丁二烯胶乳乳液接枝过程中的交联点。为了避免一步合成聚丁二烯胶乳合成过程中的过渡交联，通常需要在聚合初期引入分子量调节剂十二烷基硫醇来限制体系的交联成度。而两步法制备大粒径则需要首先制备小粒径聚丁二烯胶乳，小粒径聚丁二烯胶乳的制备时间通常为80～12小时左右，然后再将利用电解质、有机酸或酸酐、以及压力等方法进行附聚，制备出粒径在300nm左右的聚丁二烯胶乳。两步法制备聚丁二烯胶乳的优势在于聚合周期短，如专利CN106866885A报道的一种小粒径聚丁二烯胶乳的制备方法利用氧化还原体系引发聚丁二烯聚合，其聚合周期仅仅为4～8小时，但其制备胶乳的粒径过小，仅为60nm左右。两步法制备聚丁二烯胶乳的局限在于所制备的产品凝胶含量过低，其凝胶含量仅为20～40％，乳胶粒子的弹性小，在制备ABS树脂过程中增韧效率低。

究其聚丁二烯胶乳乳液聚合工艺而言，其乳胶粒子的凝胶含量一般会随着聚合反应时间的延长而逐渐增加，小粒径胶乳制备的时间短，因此其凝胶含量达不到需求。如何能够在短的时间内制备出凝胶含量适合的小粒径聚丁二烯胶乳是提高ABS树脂产品性能和节约生产成本的关键。

发明内容

本发明的目的在于开发一种快速制备高交联密度聚丁二烯及其共聚物的方法，解决两步法制备大粒径聚丁二烯胶乳过程中凝胶含量低的问题。本发明所述的一种小粒径高交联聚丁二烯及其共聚物胶乳的制备方法其具体步骤为：

(1)将压力反应釜用氮气置换2次，抽真空，加入脱盐水100～200份，乳化剂2～5份，电解质0.2～1份，引发剂0.15～0.4份置于高压反应釜，开启搅拌使其完全溶解，加入交联剂1～5份，共聚单体0～10份，丁二烯单体100份；

(2)30～40℃条件下，开启搅拌装置使其丁二烯单体与水充分混合，然后升温至55～75℃，保温7～12小时，压力降低至0.2Mpa以下时，聚合转化率达到97％以上即可以出料，获得小粒径聚丁二烯胶乳。

本发明中所使用的乳化剂为歧化松香酸钾、油酸钾、脂肪酸聚氧乙烯基醚、脂肪酸钾、蓖麻油酸钾、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基萘磺酸钠中的一种或几种混合；

本发明中所使用的电解质为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或几种混合；本发明中所使用的引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠；