[发明专利]一种PMMA共聚功能树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种PMMA共聚功能树脂及其制备方法，将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、助剂、水混合，加热反应，然后熟化，得到PMMA共聚功能树脂；具体的，将引发剂、链转移剂溶解到单体中，将分散剂加入到反应介质水中，然后将它们加入到反应釜中混合，并进行悬浮聚合。经分离，清洗，烘干后得到珠状的功能共聚微球。本发明采用低温悬浮聚合工艺，改善了反应体系的稳定性，降低了凝胶效应，同时通过独特的配方工艺调整，使得反应体系聚合速率适中，大大增加了甲基丙烯酸甲酯基体功能共聚树脂的悬浮聚合的稳定性。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种PMMA共聚功能树脂及其制备方法，具体涉及一种由甲基丙烯酸甲酯单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯单体共聚而成的二元共聚树脂及其制备工艺。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），又称作亚克力或有机玻璃，是一种性能优越的透明材料。PMMA还是一种非常美观的材料，具有良好的加工性能，广泛应用到航空，建筑，光学仪器，医疗耗材等领域。但是由于PMMA的抗冲击性能较差，所以在某些应用的地方，PMMA需要与其它材料，例如PC、ABS等进行共混改性。由于PMMA与大多数聚合物之间是不相容的，直接共混改性很难提高他们的机械性能或者表观性能，因此在聚合物共混过程中需要直接加入功能共聚树脂作为相容剂以提高产物的综合性能。

以甲基丙烯酸甲酯单体为主的聚合有个显著的特点--凝胶效应。MMA在聚合过程中，当单体达到约20%时，聚合速率显著提高，粘度上升很快，以致发生局部过热，甚至产生“爆聚”。凝胶效应在很多单体聚合过程中都有发生，但在MMA的本体聚合中，凝胶效应甚为明显，这一特点会使聚合反应速率明显增加，出现了自动加速效应，分子量分布变宽。

另外，自由基聚合生产技术有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合等，其中本体聚合设备投资大；溶液聚合采用溶剂，后处理复杂；乳液聚合含有大量的乳化剂，洗涤耗水量大；常规悬浮聚合，为了控制放热，水比很大，设备单釜产率很低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种PMMA共聚功能树脂及其制备方法。本发明的P(MMA-co-GMA)共聚树脂采用低温悬浮法制备，生产工艺简单，采用相对较低的反应温度68～72℃，水比可以控制在2以内，聚合反应放热平稳，一方面可以在提高单釜产率的同时，避免工业生产“爆聚”；另外一方面反应温度控制平稳，制成的成品分子量分布较窄。本发明将少量GMA官能团与MMA单体进行共聚，合成出P(MMA-co-GMA)。P(MMA-co-GMA)可以用到PMMA/PC合金中，少量的GMA官能团可以与PC或者聚酯上的羧基或者羟基进行反应，原位反应生成PC-PMMA接枝聚合物，增加PMMA/PC合金的相容性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种PMMA共聚功能树脂，其制备方法包括以下步骤，将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、助剂、水混合，于68～72℃下反应2～5小时，然后熟化，得到PMMA共聚功能树脂。

本发明中，以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体，以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量和为100%，其中甲基丙烯酸甲酯的重量为90～99.5%；水的重量为100%～200%；助剂的重量为0.2%～5%。

本发发明提供的功能性共聚树脂的制备方法为低温悬浮聚合工艺，在常压即可进行；具体为以下步骤：以单体总重量为100%做基准，将甲基丙烯酸甲酯单体90～99.5wt%、甲基丙烯酸缩水甘油酯单体0.5～10wt%、引发剂0.2～0.5wt%、分子量调节剂0.2～2wt%、分散剂0.01～2wt%、与单体总重量比为(1～2)∶1的去离子水混合于反应釜中，常规搅拌下68～72℃反应2～5小时，然后升温到85℃～110℃熟化0.5～2小时；然后出料、过滤、清洗，将所得粒子于85℃～110℃下干燥，得到PMMA共聚功能树脂。

优选地，去离子水与单体总重量的比为1.5:1，比现有技术中3:1，可以提高1倍的单釜产能，且极大的降低了水消耗。