[发明专利]一种大粒径聚丙烯酸酯乳胶粒子的制备方法

说明书

本发明为一种大粒径聚丙烯酸酯乳胶粒子的制备方法。该方法包括以下步骤：(1)制备聚丙烯酸酯酯待附聚胶乳；(2)将甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、去离子水和分子量调节剂混合反应，得到高分子附聚剂；(3)再将待附聚胶乳和高分子附聚剂混合反应，得到附聚后大粒径粒子胶乳。本发明可通过控制pH、附聚剂加入量和附聚剂浓度调控最终制备的大粒径乳胶粒的粒径和粒径分布。

技术领域

本发明涉及一种大粒径聚丙烯酸酯乳胶粒子的制备方法，具体是一种特定附聚剂的制备技术，并通过该附聚剂调控聚丙烯酸酯胶乳的粒径，该方法制备的大粒径聚丙烯酸酯乳胶粒子可用于高性能ASA树脂的生产。

背景技术

ASA树脂是由丙烯酸正丁酯-苯乙烯-丙烯腈组成的三元接枝共聚物，ASA树脂用不含双键的聚丙烯酸正丁酯代替了ABS树脂中的聚丁二烯橡胶，因此ASA树脂具有高抗冲性能、高机械强度、良好的耐候性和耐化学腐蚀性，被广泛地应用于电子器械、汽车、建材等领域。与ABS结构类似，ASA树脂通常是在橡胶相乳胶粒内核外接枝一层苯乙烯(St)和丙烯腈(AN)共聚物塑料相壳层，之后再与一定比例的SAN树脂共混而制得的。为了满足性能需求，所需的橡胶相粒子粒径较大。目前合成大粒径乳胶粒子的方法主要有2种，一是在聚合过程中直接合成大粒径胶乳，称为一步法；二是先合成小粒径乳胶粒，再将小粒径乳胶粒附聚成大粒径乳胶粒子，称为附聚法。一步法直接合成大粒径乳胶粒子生产周期长，稳定性差，操作复杂，合成胶乳粒径单一，目前已经逐步被附聚法所替代。

CN110655599A公开了一种弱酸原位附聚方法，通过在聚合过程中加入弱酸降低乳液体系的稳定性，实现乳胶粒子的附聚；CN102050998B利用丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯制备一种附聚剂，可以制备400～1000nm的超大粒径聚丁二烯胶乳；CN103897095A通过在乳液聚合过程中加入一定量的醋酸，制备了一种含醋酸的聚丙烯酸酯胶乳，可以实现丁苯胶乳和聚丁二烯胶乳的附聚。当前众多化学附聚法和高分子胶乳附聚法，大都利用含羧酸基团的单体和丙烯酸酯单体共聚制备附聚剂，通过羧酸基团降低乳液体系的稳定性来实现附聚。

本发明的技术方案旨在开发一种新的附聚技术，不同于传统高分子附聚法中胶乳粒子作为附聚剂，以高分子线性聚合物为附聚剂，通过附聚剂与待附聚乳胶粒子表面的物理化学作用实现附聚，可以有效地增大胶乳粒子粒径。

发明内容

本发明的目的是打破目前利用羧酸基团附聚的局限性，提供一种大粒径聚丙烯酸酯乳胶粒子的制备方法。该方法采用亲水性高分子链作为附聚剂，通过向待附聚乳胶粒子表面引入亲水性环氧基团，降低了胶乳粒子的疏水性，使得附聚剂更容易地与乳胶粒子之间发生缠结和桥联作用。本发明并可通过控制搅拌速率、附聚剂加入量和附聚剂浓度方便地调控最终制备的大尺寸乳胶粒子的粒径和粒径分布。

本发明的技术方案为：

一种大粒径聚丙烯酸酯乳胶粒子的制备方法，包括以下步骤：

(1)待附聚胶乳的合成

将第一乳化剂和第一去离子水加入反应器中，搅拌10～30分钟后，再加入丙烯酸正丁酯和交联剂，继续搅拌10～30分钟后，在氮气氛围和冷凝回流条件下升温，升温至65～80℃时加入第一引发剂，保温反应1～3小时；之后补加第二乳化剂和第二去离子水，然后用1～3小时滴加混合单体，滴加过程中将第二引发剂分2～5次滴加，滴加结束后保温反应3～5小时，得到待附聚胶乳液；

其中，混合单体由丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯组成，二者质量比为100～200：10～50；物料的质量配比为：

(2)附聚剂的合成

将甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、去离子水和分子量调节剂加入另一反应器中，搅拌30分钟，氮气氛围，65～80℃下加入第三引发剂，冷凝回流，保温反应3～5小时，再用水稀释2～10倍，得到附聚剂；