工程塑料合金相容改性核/壳聚合物制造技术

本发明专利技术提供一种用于工程塑料合金相容改性核/壳聚合物,该聚合物可以大幅度提高不同种类工程塑料的共混相容性。而且添加此聚合物的工程塑料合金能够大幅提高抗冲击效果。其中包括:(i)核层含有第一种烯属不饱和化合聚合物，聚合物的玻璃化转变温度在－65至－15℃；(ii)壳层含有一种由0.5–50%(基于壳层聚合物重量)的包含环氧基团的烯属不饱和化合物单体和1–30%(基于壳层聚合物重量)的包含羟基的烯属不饱和化合物单体，5-40%(基于壳层聚合物重量)的芳基乙烯基单体，及20-98.5%其它烯属不饱和化合物单体组成的聚合物，壳层的聚合物的玻璃化转变温度大于80℃。本发明专利技术还包括一种使用这种核/壳聚合物颗粒制备高相容性工程塑料合金的制品的方法。

【技术实现步骤摘要】
工程塑料合金相容改性核/壳聚合物[
]本专利技术涉及核/壳聚合物相容剂，具体涉及一种工程塑料合金相容改性核/壳聚合物。[
技术介绍
]在制备工程塑料过程中，通常会将两种或多种聚合物进行共混来达到所需的性能要求，从而可以得到许多具有独特性能的塑料合金。例如通过将聚酰胺（如PA）和聚碳酸酯（PC）或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）共混后的工程塑料合金可以达到极好的耐化学性和耐磨性、良好的氧阻隔性能、良好的电性能以及优异的机械强度。但由于不同聚合物的自身的化学性质导致的相容性问题往往会带了一些不可预料的加工及最终产品的性能及表观的缺陷，如：光泽不均一、抗冲击性能变差、力学承压能力不均匀等。这些加工和性能上的缺陷可以通过向共混物组分中加入具有相似化学结构的接枝共聚物或嵌段共聚物来进行改善，从而可以改进分散的质量，使得不同种类的聚合物在共混和挤出及成型工艺的时候保持系统的均一性。这些共聚物添加剂(一般被称作相容剂)，通常作为第三种组分加入共混物中。已报道的应用α，β-不饱和羧酸及酸酐在聚丙烯主链上的接枝共聚物通常被用作聚丙烯/聚酰胺共混物用的相容剂。还成功地使用过羧酸及其共聚物、或者马来酸酐官能化的苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯共聚物。例如，US5,290,856公开了聚酰胺、聚苯醚或者聚酯树脂与聚烯烃接枝共聚物(例如接枝有苯乙烯聚合物和缩水甘油基部分的聚丙烯)的共混物。US6,319,976公开了聚酰胺树脂、宽分子量分布的丙烯聚合物材料和一种接枝共聚物的共混物，所述接枝共聚物包括丙烯聚合物材料主链，其上接枝聚合有选自以下的单体：(i)至少一种乙烯基芳族化合物和一种不饱和羧酸和(ii)至少一种乙烯基芳族化合物和不饱和羧酸的酸酐。CN1753942公开了一种工程热塑性聚合物和烯烃聚合物材料的相容性共混组合物，它包含：(A)包含羧酸基团或其衍生物的氧化烯烃聚合物材料、或其离聚物，(B)工程热塑性塑料，以及任选的(C)非氧化烯烃聚合物材料。然而，在共混物引入各种相容剂后往往会带来一些没有预料到的困难，除加工性能的不均一性外。加入相容剂后通常会导致抗冲增韧的效果变差，这可能是由于相容剂的引入降低了共混物之间的作用，形成的相容剂的连接桥导致了最终材料的性能下降。通过额外的添加抗冲增韧剂可以对其进行一定的改善，但这无形中增加体系的复杂性和不可预见性，而且还需考虑到抗冲赠韧剂与共混物的相容性，往往会重新引入抗冲增韧基与共混塑料合金的性容性问题，使得产品的透明度和均一大幅度下降。若使用一种单一的相容性添加剂，该相容剂能供提供共混物良好的加工性能，同时又能提供很好的抗冲和增韧作用在各种共混工程塑料合金中是一直需要的。[
技术实现思路
]本专利技术提供的是一种核/壳结构的聚合物，其中包括:(i)核层含有第一种烯属不饱和化合聚合物，聚合物的玻璃化转变温度(Tg)在－65至－15℃;(ii)壳层含有一种由0.5–50%(基于壳层聚合物重量)的包含环氧基团的烯属不饱和化合物单体和1–30%(基于壳层聚合物重量)的包含羟基的烯属不饱和化合物单体，5-40%(基于壳层聚合物重量)的芳基乙烯基单体，及20-98.5%其它烯属不饱和化合物单体组成的聚合物，壳层的聚合物的玻璃化转变温度大于80℃。这种聚合物的核/壳结构可以提供良好的不同种类的工程塑料的共混相容性，还能够提供优良的抗冲增韧作用。能够与共混的工程塑料聚合物形成比较强的相互作用，促进之间的相容性。此种聚合物可以提高抗冲作用的同时不影响最终共混工程塑料合金的强度和耐磨性。所述的核/壳结构的聚合物可以通过已知的自由基聚合的方式获得，优选水性体系的自由基聚合方式，例如：乳液聚合，分散聚合和悬浮聚合。美国专利US5356968和US5264530公开了合适的制备过程。包括乳液聚合、分散聚合和悬浮聚合在内的适合的聚合物工艺可以通过间歇式、半连续或连续过程进行。含水乳液聚合反应是制备所述核/壳结构的聚合物优选工艺。含水乳液聚合物反应的适宜温度范围为从20℃到小于100℃，优选范围从20℃到90℃。所述聚合过程普遍采用不同的合成辅助剂例如热解或氧化还原引发剂、链转移剂、催化剂、表面活性剂、高分子量聚合物、分散剂、盐、缓冲剂、酸、或碱。优选在聚合过程中使用的有机溶剂达到最小化。所制备的聚合物分散体可以进行直接喷雾干燥成粉状，或者通过加入沉降剂过滤分离干燥。本专利技术中所使用的“玻璃化转变温度（Glasstransitiontemperature）”或“Tg”值是利用Fox公式(T.G.Fox,Bull.Am.PhysicsSoc.,第1卷，第3期，第123页(1956))计算的，即，对于计算单体M1和M2的共聚物的Tg值而言：l/Tg(计算值)=w(M1)/Tg(M1)+w(M2)/Tg(M2)其中，Tg(计算值)为计算的共聚物的玻璃化转变温度；w(M1)为共聚物中单体M1的重量分数；w(M2)为共聚物中单体M2的重量分数；Tg(M1)为M1均聚物的玻璃化转变温度；Tg(M2)为M2均聚物的玻璃化转变温度；所有的温度以°K计。均聚物的玻璃化转变温度可以在，例如，“PolymerHandbook”《聚合物手册》(J.Brandrup和E.H.Immergut编辑,Interscience出版)中找到。由于PA中含有可反应的酰胺键，使用具有反应基团的添加剂也可以提高于PA的相容性，如使用含有缩水甘油脂的聚合物添加剂可以大幅的提高PA的相容性和抗冲增韧性。但是在PC和ABS这些不含反应基团的聚合物塑料合金中的作用是微弱的。在一个实施方式中，首先将核层所用的烯属不饱和化合物在自由基引发剂的条件下进行聚合得到第一种聚合物，所得的聚合物的玻璃化转变温度为－65至－15℃；优选－65至－25℃；更优选－65至－35℃。然后进行第二步壳层聚合物的制备，壳层含有一种由0.5–50%(基于壳层聚合物重量)的包含环氧基团的烯属不饱和化合物单体和1–30%(基于壳层聚合物重量)的包含羟基的烯属不饱和5-40%(基于壳层聚合物重量)的芳基乙烯基单体及20-98.5%(基于壳层聚合物重量)其它烯属不饱和化合物单体组成的聚合物。壳层的聚合物的玻璃化转变温度大于80℃；优选大于90℃；更优选大于100℃。实施方式中核层的烯属不饱和化合聚合物可以为(甲基)丙烯酸酯类聚合物，(甲基)丙烯酸酯-乙烯重复单元的共聚物或苯乙烯-丁二烯组成的重复单元的共聚物或者由(甲基)丙烯酸酯–丁二烯–苯乙烯组成的重复单元的共聚物，这些聚合物由烯属不饱和单体化合物共聚而成。所属的烯属不饱和单体化合物包括但不限定于如下：（甲基）丙烯酸酯类化合物，如：（甲基）丙烯酸甲酯，（甲基）丙烯酸乙酯，（甲基）丙烯酸丁酯，（甲基）丙烯酸戊酯，（甲基）丙烯酸异丙酯，（甲基）丙烯酸异丁酯，（甲基）丙烯酸异辛酯（甲基）丙烯酸甲基硅氧烷酯；乙烯基芳基化合物，如：苯乙烯，α-甲基苯乙烯，4-甲基苯乙烯，乙烯基萘；乙烯基酯类化合物，如：醋酸乙烯酯，叔碳酸乙烯酯；烯丙基化合物，如：烯丙基甲醚，烯丙基乙醚，烯丙基丁醚，烯丙基苯醚；多烯键化合物，如：丁二烯，异戊二烯，（甲基）丙烯酸烯丙酯，二（甲基）丙烯酸乙二醇酯，二（甲基）丙烯酸丙二醇酯，二（甲基）丙烯酸丁二醇酯，二（甲基）丙烯酸戊二醇酯，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程塑料合金相容改性核/壳聚合物，其特征在于包括：(i)核层，含有烯属不饱和化合聚合物，其玻璃化转变温度在‑65至‑15℃；(ii)壳层，含有占壳层总重量0.5–50%的包含环氧基团的烯属不饱和化合物单体、1–30%的包含羟基的烯属不饱和化合物单体、5‑40%芳基乙烯基单体和20‑98.5%其它烯属不饱和化合物单体组成的聚合物，壳层的玻璃化转变温度大于80℃。

【技术特征摘要】
1.一种工程塑料合金相容改性核/壳聚合物，其特征在于包括：向一2升的广口瓶中加入去离子水342.85克，固体含量为28％的十二烷基硫酸钠溶液57.14克，然后搅拌下慢慢加入丙烯酸丁酯1600克，直到形成稳定的乳化液作为核层聚合反应的单体乳化液；准备另一个2升广口瓶，向其中加入去离子水85.71克，固体含量为28％的十二烷基硫酸钠溶液14.29克，然后搅拌下慢慢加入甲基丙烯酸甲酯160克，羟乙烯甲基丙烯酸酯20克，甲基丙烯酸缩水甘油脂140克，苯乙烯80克，持续搅拌直到生成稳定的壳层聚合物单体乳化液，准备一个5升的反应瓶中加入去离子水1750克，加热至75摄氏度，然后向反应瓶中加入20％的核层聚合物乳化液，然后加入10％固体含量的硫酸亚铁溶液0.13克和50％固体含量的氨基四乙酸钠溶液0.02克，在75摄氏度保温；之后一次性加入70％有效成分的叔丁基过氧化氢溶液1.83克和1.12克羟甲基亚硫酸钠溶解在16克去离子的溶液；待温...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：龙甲上海实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31