本发明属于改性塑料,具体涉及一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺。
背景技术:
1、聚氯乙烯具有优异的阻燃性、耐化学腐蚀性和电气绝缘性,价格低廉易于加工的优点,常应用于包装材料、汽车材料和家用电器等行业。但因聚氯乙烯的分子结构中氯原子的大量存在,使得聚合物链段间的作用力增大,导致聚氯乙烯塑料在加工时熔体粘度大、易破裂,硬制品的抗冲击性能极差,通用硬质聚氯乙烯的缺口冲击强度仅为2.5kj/m2左右,影响了聚氯乙烯在更多领域使用的限制。
2、聚氯乙烯塑料通常通过物理和化学两种方法加以增韧改性。物理共混改性不涉及分子结构的改变,比化学改性容易实现,但存在改性剂在基体中分散不均匀,分散性较差,对抗冲击性能提升幅度小的问题,同时还会硬性其它方面性能的降低,如透明性下降等;化学增韧改性通过共聚或接枝等化学反应,把抗冲击组分引入到聚合物链段中,以此提高聚氯乙烯的抗冲击性能;因此,如何通过接枝改性在不影响透明性的基础上提高聚氯乙烯塑料的抗冲击性能是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,以解决背景技术中的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,具体包括以下步骤:
4、步骤s1、向装有去离子水的聚合釜中通氮气保护并加热至75℃,先加入全苯乙烯种子乳液混合均匀后,再加入总重量2/3的第一引发剂混合5min,然后同时滴加丙烯酸丁酯预乳化液、剩余1/3第一引发剂和ph缓冲剂,在3h内滴完后,在温度70℃下保温聚合反应0.5-1h,冷却至40℃后,得到初乳液;
5、步骤s2、向初乳液中滴加浓度为10wt%氯化钾溶液,直至初乳液中乳胶粒粒径凝并为150-180nm停止滴加并静置15min,然后滴加混合单体预乳液,升温至50℃保温反应0.5-1h,降至室温后,用氨水调节ph至7-8,过滤去除絮凝物后,得到抗冲击改性乳液;
6、步骤s3、向高压反应釜中加入去离子水、分散剂和第二引发剂搅拌混合,用氮气排出空气并保持釜内压力在0.5mpa,然后加入氯乙烯单体,在转速为500-800r/min下搅拌混合10-20min,再用氮气压入抗冲击改性乳液,升温至55-65℃保温反应,当釜内压力降至0.2-0.3mpa后终止反应,冷却至室温后出料,过滤、洗涤、干燥至恒重后,得到抗冲击改性塑料颗粒。
7、进一步地,步骤s1中所述去离子水、全苯乙烯种子乳液、第一引发剂、丙烯酸丁酯预乳化液和ph缓冲剂的用量质量比为36:2-3:0.25-0.3:60:0.1-0.15;所述第一引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠按照质量比1:1混合组成;所述ph缓冲剂为碳酸氢钠。
8、进一步地,所述全苯乙烯种子乳液通过以下步骤制得:
9、步骤a1、将苯乙烯加入温度为80℃的旋转蒸发仪中,在转速为80-100r/min下旋蒸10-20min,以去除苯乙烯中的阻聚剂对苯二酚,提高苯乙烯的自聚率,得到预处理苯乙烯,向烧瓶中加入去离子水和十二烷基硫酸钠搅拌混合10min,然后加入预处理苯乙烯快速搅拌混合0.5h后,得到苯乙烯预乳化液;
10、步骤a2、将去离子水和十二烷基硫酸钠加入反应釜中,边搅拌混合边升温至85℃,加入过硫酸铵继续搅拌混合5min,然后以半连续滴加的方式加入苯乙烯预乳化液,在80℃下保温反应1h,冷却至室温后用氨水调节ph至7-8,过滤去除絮凝物后,得到全苯乙烯种子乳液。全苯乙烯种子乳液不仅粒径小、粒径分布窄,而且稳定性好,有利于控制后续初乳液中胶乳粒的粒径。
11、进一步地,步骤a1中所述预处理苯乙烯、去离子水和十二烷基硫酸钠的质量比为27-29:14:15-17;步骤a2中所述去离子水、十二烷基硫酸钠、过硫酸铵和苯乙烯预乳化液的质量比35:5-6:0.3-0.35:58。
12、进一步地,所述丙烯酸丁酯预乳化液包括去离子水、反应型乳化剂、丙烯酸丁酯和1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯按照质量比12:0.75:35-37:0.5混合制成。
13、进一步地,步骤s2中所述混合单体预乳液与初乳液的用量质量比为1:2-2.5;
14、进一步地,所述混合单体预乳液包括去离子水、反应型乳化剂、丙烯酸丁酯、苯乙烯和邻苯二甲酸二烯丙酯按照质量比48:1.5-2:32:8-10:6-8混合制成。
15、进一步地,所述反应型乳化剂为烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵或烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵中的任意一种。
16、进一步地,步骤s3中所述去离子水、分散剂、第二引发剂、氯乙烯单体和抗冲击改性乳液的用量质量比为60:2.5-3:0.05:30-32:3-4;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇按照质量比1:6混合组成;所述第二引发剂为过氧化新葵酸叔丁酯和过氧化二碳酸(2-乙基己基)酯按照质量比1:4混合组成。
17、本发明的有益效果:
18、本发明以全苯乙烯种子乳液中的细小聚苯乙烯颗粒为内核,与丙烯酸丁酯预乳化液进行包覆聚合,得到以聚苯乙烯为核聚丙烯酸丁酯为壳结构乳胶粒的初乳液,将初乳液使用氯化钾溶液凝并,增大乳胶粒到150-180nm后,再用包括丙烯酸丁酯、苯乙烯和邻苯二甲酸二烯丙酯的混合单体预乳液进行聚合包覆,制得了抗冲击改性乳液;最后与氯乙烯单体进行悬浮接枝聚合过程中,先将氯乙烯单体均匀分散在反应体系中,氯乙烯单体能够与分散剂充分结合,提高了氯乙烯单体液滴的分散度,后加入的抗冲击改性乳液对氯乙烯单体的悬浮聚合影响也更小,能够得到性能优异的抗冲击改性塑料颗粒;
19、本发明制得的抗冲击改性乳液一方面能够溶胀氯乙烯单体,使氯乙烯单体在抗冲击乳胶粒内部和表面聚合形成聚氯乙烯,从而实现抗冲击乳胶粒均匀分散在聚氯乙烯基体中,在受到冲击时,在聚氯乙烯基体断裂处产生微孔,可以吸收较多的冲击能量,从而提高了抗冲击性能;另一方面,抗冲击改性乳液中的抗冲击乳胶粒是由混合单体共聚物外壳、聚丙烯酸丁酯壳体和聚苯乙烯核芯层层包覆构成,抗冲击乳胶粒的特殊结构使得其无论从整体还是分体尺寸均低于可见光波段,不会产生光的散射,使可见光能够顺利全部通过,从而使制得的塑料颗粒具有较好的透光率。
1.一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,其特征在于,所述去离子水、全苯乙烯种子乳液、第一引发剂、丙烯酸丁酯预乳化液和ph缓冲剂的质量比为36:2-3:0.25-0.3:60:0.1-0.15;所述第一引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠按照质量比1:1混合组成。
3.根据权利要求2所述的一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,其特征在于,所述全苯乙烯种子乳液通过以下步骤制得:
4.根据权利要求3所述的一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,其特征在于,步骤a1中所述预处理苯乙烯、去离子水和十二烷基硫酸钠的质量比为27-29:14:15-17;步骤a2中所述去离子水、十二烷基硫酸钠、过硫酸铵和苯乙烯预乳化液的质量比35:5-6:0.3-0.35:58。
5.根据权利要求1所述的一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,其特征在于,所述丙烯酸丁酯预乳化液包括去离子水、反应型乳化剂、丙烯酸丁酯和1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯按照质量比12:0.75:35-37:0.5混合制成。
6.根据权利要求1所述的一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,其特征在于,所述混合单体预乳液与初乳液的用量质量比为1:2-2.5。
7.根据权利要求6所述的一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,其特征在于,所述混合单体预乳液包括去离子水、反应型乳化剂、丙烯酸丁酯、苯乙烯和邻苯二甲酸二烯丙酯按照质量比48:1.5-2:32:8-10:6-8混合制成。
8.根据权利要求5或7任一项所述的一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,其特征在于,所述反应型乳化剂为烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵或烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种抗冲击改性塑料颗粒的制备工艺,其特征在于,步骤s3中所述去离子水、分散剂、第二引发剂、氯乙烯单体和抗冲击改性乳液的质量比为60:2.5-3:0.05:30-32:3-4;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇按照质量比1:6混合组成;所述第二引发剂为过氧化新葵酸叔丁酯和过氧化二碳酸(2-乙基己基)酯按照质量比1:4混合组成。