本发明专利技术为一种多层核壳结构聚丙烯酸酯发泡调节剂的制备方法。该方法制备一种以丙烯酸酯均聚物为核、丙烯酸酯及改性单体共聚物为壳的具有多层核壳结构的丙烯酸酯核壳共聚物。包括以下步骤：ａ．核层单体的预乳化；ｂ．壳层单体的预乳化；ｃ．丙烯酸酯乳液的制备，得到多层核壳丙烯酸酯共聚物乳液，经冷冻、洗涤、干燥等步骤得到具有多层核壳结构的丙烯酸酯共聚物粉末。该方法极大地改善了硬质低发泡聚氯乙烯的塑化时间和熔体强度，有利于颗粒在聚氯乙烯集体中的分散作用，充分发挥其塑化和提高熔体强度的作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的技术方案涉及用于硬质低发泡聚氯乙烯的发泡调节剂，具体为一种多层核壳结 构聚丙烯酸酯发泡调节剂的制备方法。
技术介绍
硬质低发泡聚氯乙烯材料成型是一个动态发泡过程，发泡时要求气体向外膨胀的压力和 泡孔的强度相适应以达到动态平衡。发泡调节剂(Foaming control agent， FCA)通常是由丙烯酸 酯类单体经多步乳液聚合反应制成的，是一种超高分子量聚合物，且与聚氯乙烯有良好的相 容性。FCA可以促进聚氯乙烯的塑化、熔融，提高发泡体的强度及延展性，使发泡过程稳定、 可控，从而得到泡孔结构均匀、细小，独立性好，密度较低的发泡制品。在国外，发泡调节 剂的合成路线主要有三条甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯的乳液聚合路线；苯乙烯与丙烯腈的 乳液聚合路线；甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丙烯酸酯的乳液共聚合路线。其中，通用电气工程塑料公司(GE)的 Blendex-5卯是甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈的共聚物，相对分子量较高。在国内，温州润华化工实业公司研制的聚氯乙烯发泡调节 剂ACRK-400通过省级技术鉴定。 ACRK-400加入硬聚氯乙烯发泡板 材中，改善了熔体强度，使泡孔壁在自由发泡过程中承受气体的膨胀力，避免出现泡壁破裂， 形成大泡，降低管材性能。但是，国内外所研究的聚合物多为线性链结构，难以避免泡孔结 构不均匀和泡孔塌陷的缺点，而本专利技术将聚合物制备成部分为交联结构，并且将共聚物制备 成多层核壳结构，从聚合物结构方面入手来改善聚氯乙烯的加工塑化性能，同时提高聚氯乙 烯的熔体强度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对当前硬质低发泡聚氯乙烯材料发泡调节剂存在的不 足，提供一种。该方法制备一种以丙烯酸酯 均聚物为核、丙烯酸酯及改性单体共聚物为壳的具有多层核壳结构的丙烯酸酯核壳共聚物。 此类共聚物可有效地改善硬质低发泡聚氯乙烯共混物的熔体强度。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是一种，具体步骤如下a. 核层单体的预乳化成份 质量/g乳化剂 0.5 去离子水 140 丙烯酸酯类单体 10 向500ml四口烧瓶中加入上述规定质量的乳化剂和去离子水，并混合搅拌20mim再向 反应烧瓶中加入上述规定质量的丙烯酸酯类单体，并搅拌lOmin,即获得核层单体预乳液， 备用；b. 壳层单体的预乳化第一层单体预乳液: 第二层单体预乳液-第三层单体预乳液:单体质量/g 乳化剂质量/g 54 0.68 82 1.03 54 0.68 将上述规定质量的混合单体与对应质量的乳化剂分别放入3个300ml的烧杯中，并放置 在电磁搅拌上混合搅拌至少20min,即得到壳层单体预乳液，备用；所述第一层预乳液中的单体按照质量比为甲基丙烯酸甲酯:丙烯酸丁酯=46 : 8的混合物; 第二层预乳液中的单体按照质量比为苯乙烯丙烯腈=54 : 28的混合物；第三层预乳液中的 单体为按照质量比为甲基丙烯酸甲酯苯乙烯=24 : 30的混合物； 所述步骤a、 b中所用的乳化剂为阴离子乳化剂； c.丙烯酸酯乳液的制备向a步盛有核层单体预乳液的的四口烧瓶中通入氮气，通冷凝水，在搅拌状态下升温至 78'C,转速控制在150~250转/分钟。待温度恒定后，加入引发剂溶液I; 60min后迅速补加 引发剂溶液II,同时将温度调至75'C,然后向反应体系中连续滴加b步制得的第一层单体预 乳液、第二层单体预乳液和第三层单体预乳液，要求从开始滴加单体预乳液起180min内滴加 完毕，且每隔60min补加引发剂溶液HI，等量的引发剂溶液III加3次,其中引发剂溶液均为一 次性加入，三种预乳液的加入速度为相同的均速滴加；之后，保温反应60min，再降至室温， 即得到多层核壳丙烯酸酯共聚物乳液。最后将制备的乳液经冷冻、洗涤、干燥等步骤得到具有多层核壳结构的丙烯酸酯共聚物 粉末。其中，所用引发剂为过硫酸盐。在使用时需以一定比例加入去离子水，并在电磁搅拌器 上充分溶解制成引发剂水溶液。具体配比如下-过硫酸盐的质量/g 水的质量/g 引发剂溶液I 0.44~0.14 20引发剂溶液II 0.12 10引发剂溶液III 0.051 10以上物质具体质量并非对专利技术的限定，实际生产中，根据所需产品量按照上述质量比例 整体扩大或縮小。所述步骤a中所用的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯；上述中，所述步骤a、 b中所用阴离子乳 化剂为十二垸基联苯醚磺酸钠。上述中，步骤c中所用的过硫酸盐为过 硫酸钾。本专利技术的有益效果是该方法制备成了部分交联的具有多层核壳结构的丙烯酸酯共聚物， 极大地改善了硬质低发泡聚氯乙烯的塑化时间和熔体强度，其原因是(1) 由种子乳液聚合方法容易制备核壳结构和单分散粒径乳液，有利于颗粒在聚氯乙烯集 体中的分散作用，充分发挥其塑化和提高熔体强度的作用；(2) 聚丙烯酸丁酯的玻璃化转变温度(-56°0远低于室温，在加工温度下，分子运动首先发 生，有利于聚氯乙烯基体树脂的塑化；(3) 具有多层核壳结构的丙烯酸酯共聚物的核层与壳层的组成均不相同，尤其是其组成中 加入了改性单体，每一层聚合物都对聚氯乙烯产生不同的作用，可以同时提高聚氯乙烯的两 种或三种相逆的性能。(4) 丙烯酸丁酯含有叔碳氢原子，在自由基聚合中，活性自由基很容易向聚丙烯酸丁酯 大分子发生链转移反应而形成交联结构，适当的交联(5~8%)有助于进一步提高聚丙烯酸酯共 聚物的分子量，从而提高与聚氯乙烯的熔体强度。但交联程度不宜过高，因为过高的交联度 容易形成硬颗粒，起不到增加熔体强度的作用。附图说明-下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为实施例1的丙烯酸酯共聚物胶乳的粒径随反应时间的变化图。图2为实施例1的最终乳液的动态光散射粒径分布图(用英国Malvern公司的Zetasizer3000HS型微观粒度分析仪测试得到该共聚物胶乳的z均粒径为443nm，粒径分布指数为1.03)。 图3为加入实施例1制备的多层核壳结构聚丙烯酸酯发泡调节剂共聚物、加入国外发泡调节剂和未加发泡调节剂的聚氯乙烯共混物的塑化性能图。具体实施方式实施例la. 核层单体的预乳化首先，向500ml四口烧瓶中加入0.5g阴离子乳化剂十二垸基联苯醚磺酸钠和140g去离子 水，并混合搅拌20min;再向反应烧瓶中加入10g甲基丙烯酸甲酯，并混合搅拌10min,即获 得核层单体预乳液，备用。b. 壳层单体的预乳化6取3个300ml的烧杯，将0.68g阴离子乳化剂十二烷基联苯醚磺酸钠、46g甲基丙烯酸甲 酯和8g丙烯酸丁酯依次加入烧杯l中，然后放置在电磁搅拌上混合搅拌至少20min，即得到 壳层第一层单体预乳液；将1.03g阴离子乳化剂十二烷基联苯醚磺酸钠、54g苯乙烯和28g丙 烯腈依次加入烧杯2中，置于电磁搅拌上混合搅拌至少20min，即得到壳层第二层单体预乳 液；将0.68g阴离子乳化剂十二烷基联苯醚磺酸钠、24g甲基丙烯酸甲酯和30g苯乙烯依次加 入烧杯3中，置于电磁搅拌上混合搅拌至少20min，即得到壳层第三层单体预乳液。以上3 层预乳液制得后静置，备用。c.丙烯酸酯乳液的制备所用引发剂为过硫酸钾。在使用时需以一定比例加入去离子水，并在电磁搅拌器上充分 溶解制成引发剂水溶液。具体配比如下过硫酸钾质量/g 水的质量/g引发剂溶液I 0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多层核壳结构聚丙烯酸酯发泡调节剂的制备方法，其特征为步骤如下： ａ．核层单体的预乳化 成份 质量／ｇ 乳化剂 ０．５ 去离子水 １４０ 丙烯酸酯类单体 １０ 向５００ｍｌ四口烧瓶中加入上述规定 质量的乳化剂和去离子水，并混合搅拌２０ｍｉｎ；再向反应烧瓶中加入上述规定质量的丙烯酸酯类单体，并搅拌１０ｍｉｎ，即获得核层单体预乳液，备用； ｂ．壳层单体的预乳化 单体质量／ｇ 乳化剂质量／ｇ 第一层单体预乳液： ５４ ０．６８ 第二层单体预乳液： ８２ １．０３ 第三层单体预乳液： ５４ ０．６８ 将上述规定质量的混合单体与对应质量的乳化剂分别放入３个３００ｍｌ的烧杯中，并放置在电磁搅拌上混合搅拌至少２０ｍｉｎ，即得到壳层单 体预乳液，备用； 所述第一层预乳液中的单体按照质量比为甲基丙烯酸甲酯∶丙烯酸丁酯＝４６∶８的混合物；第二层预乳液中的单体按照质量比为苯乙烯∶丙烯腈＝５４∶２８的混合物；第三层预乳液中的单体为按照质量比为甲基丙烯酸甲酯∶苯乙烯＝２４∶３ ０的混合物； 所述步骤ａ、ｂ中所用的乳化剂为阴离子乳化剂； ｃ．丙烯酸酯乳液的制备 向ａ步盛有核层单体预乳液的的四口烧瓶中通入氮气，通冷凝水，在搅拌状态下升温至７８℃，转速控制在１５０～２５０转／分钟，待温度恒定后，加入引 发剂溶液Ⅰ；６０ｍｉｎ后迅速补加引发剂溶液Ⅱ，同时将温度调至７５℃，然后向反应体系中连续滴加ｂ步制得的第一层单体预乳液、第二层单体预乳液和第三层单体预乳液，要求从开始滴加单体预乳液起１８０ｍｉｎ内滴加完毕，且每隔６０ｍｉｎ补加引发剂溶液Ⅲ，等量的引发剂溶液Ⅲ加３次，其中引发剂溶液均为一次性加入，三种预乳液的加入速度为相同的均速滴加；之后，保温反应６０ｍｉｎ，再降至室温，即得到多层核壳丙烯酸酯共聚物乳液， 最后将制备的乳液经冷冻、洗涤、干燥等步骤得到具有多层核壳结构的丙烯 酸酯共聚物粉末。 其中，所用引发剂为过硫酸盐，加入去离子水，充分溶解制成引发剂水溶液，配比如下： 过硫酸盐的质量／ｇ 水的质量／ｇ 引发剂溶液Ⅰ ０．４４～０．１４ ２０ 引发剂溶液Ⅱ ０．１２ １０ 引发剂溶液Ⅲ ０．０５１ １０ 以上物质具体质量并非对专利技术的限定，实际生产中，根据所需产品量按照上述质量比例整体扩大或缩小。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿雄伟，李英，翟珍，梁馨，张愚，姚艳梅，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：12[]
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