一种abs塑料耐热助剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于ABS塑料耐热助剂领域，具体地涉及一种ABS塑料用耐热助剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]聚合物的耐热性能与聚合物的结构有关，高分子链之间的相互作用力的大小是决定高分子链相对运动难易程度的原因之一，也在较大程度上影响着聚合物的耐热性能。因此，在高分子的主链/侧链上引入刚性、极性集团或芳环、芳杂环可有效提高聚合物的耐热性能。同时，共混也是提高聚合物耐热性的重要方法，将工程塑料与耐热改性剂共混可以有效地改进聚合物的耐热性，这主要是因为此类耐热改性剂一般自身具有较高的玻璃化温度，其刚性的结构阻碍者分子链的运动；在耐热改性剂大量存在时，还能与聚合物本体形成两相贯穿结构，这无疑更会大大提高聚合物的耐热性。
[0003]ABS塑料是由丙烯腈㈧、丁二烯⑶和苯乙烯⑶三种单体共聚而成的热塑性聚合物，其具有PB橡胶的韧性、PAN树脂的化学稳定性及PS塑料的刚性，广泛应用于汽车工业、电子、电器及建材等领域。一般而言，ABS塑料的热变形温度低于105°C，这不能满足其诸多使用场所，如汽车工业。因此开发耐热性ABS塑料(耐热温度110?120°C )和超耐热ABS塑料(耐热温度125?130°C )成为市场的主流需求。
[0004]将N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯和马来酸酐三元无规共聚产物与ABS塑料相共混可有效地提高ABS塑料的耐热性。其与ABS塑料具有良好的相容性，共混后所得塑料不仅耐热性大幅增加，也不影响其力学性能和加工性能，因此具有良好的市场前景。
[0005]N-苯基马来酰亚胺和马来酸酐结构相似为缺电子体，而苯乙烯是典型的供电子体，因此N-苯基马来酰亚胺与苯乙烯、马来酸酐与苯乙烯之间共聚时具有强烈的交替倾向，不能形成理想产物。因此传统合成方法中使用极性溶剂并通过滴加方法获得无规共聚产物(华南理工大学学报(自然科学版)2006，34 (8)，32-36)。这种制备方法生产时间产，能耗大，产量低。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种ABS塑料耐热助剂的制备方法，解决传统合成方法中反应时间较长、能耗大及产量低等缺陷，该方法具有反应时间短、产品收率较高、产品结构理想的优点。
[0007]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0008]一种ABS塑料耐热助剂的制备方法，该助剂是N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯和马来酸酐的三元无规共聚物，其制备方法包括:
[0009]I)将三种单体溶解在非质子性有机溶剂中形成共溶溶液，所述三种单体为N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯和马来酸酐，其中，N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯和马来酸酐的质量比为 20 ?50:40 ?70:1 ?10 ;
[0010]2)将非质子性有机溶剂加热至100?130 °C，然后将步骤I)得到的共溶溶液加入到加热后的非质子性有机溶剂中，并加入自由基引发剂，形成反应液，再加热至100?150°0，保温反应2?611 ；
[0011]其中，自由基引发剂的用量为三种单体总质量的0.2?2% ；
[0012]反应温度过低时，反应体系容易形成交替共聚产物，这是需要避免的；而反应温度过高时不利于聚合反应的控制，容易产生爆聚；
[0013]3)滴加冰水终止反应，所得N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯和马来酸酐三元无规共聚产物经酮类溶剂溶解后趁热倒入与醇类溶剂中析出沉淀，用醇类溶剂洗涤、过滤、烘干即得到的粉末状固体聚合物即为ABS塑料耐热助剂；
[0014]优选地，所述的N-苯基马来酰亚胺的用量为单体总质量的25?45%，N-苯基马来酰亚胺的用量过低时不利于反应体系的转化率；而N-苯基马来酰亚胺的用量超过50%时，反应体系的转化率基本不变。
[0015]优选地，所述的苯乙烯的用量为单体总质量的50?60%。
[0016]再，所述的马来酸酐的用量为单体总质量的2?5%，马来酸酐的用量过低时不利于反应产物与ABS塑料的相容性，而马来酸酐的用量过高时，由于其容易受到水解，因此不利于反应产物的化学稳定性。
[0017]进一步，所述的非质子溶剂选自甲苯、氯苯、乙苯、二甲苯、二乙苯或环己酮，优选氯苯、乙苯或二甲苯。
[0018]优选地，所述酮类溶剂为丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮或异佛尔酮，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇。
[0019]优选地，所述的自由基引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化邻苯二甲酸二叔丁酯、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈，优选过氧化二苯甲酰、过氧化邻苯二甲酸二叔丁酯或偶氮二异丁腈。
[0020]进一步，所述自由基引发剂的用量为单体总质量的0.5?1%。
[0021]优选地，所述反应体系的反应温度为110?130°C，反应时间为3?5h。
[0022]本发明获得的ABS塑料助剂，即N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯和马来酸酐的三元无规共聚物的分子量在9 X 14?9X 10 5，分子量分散系数为2.0?3.0。
[0023]本发明采用一次投料法，控制反应单体的投料比例在20?50:40?70:1?10，可以有效破坏反应过程中交替共聚中间态，获得耐热性和热稳定性较佳的三元无规共聚产物。
[0024]本发明控制反应温度在100?150°C，结合选择的引发剂来调节反应过程，可以提高反应收率，避免单一原料自身过渡反应，收率可达80%?85%，提高原料利用率。
[0025]现有工艺合成出的三元无规共聚物的分子量要低一个数量级，低分子量的三元无规共聚物用于ABS塑料中将直接导致生产出的ABS塑料热稳定性差，但是，分子量过高又会导致ABS塑料硬度不足，较脆，无法满足加工需要，本发明的引发剂可以高效迅速引发反应，合成出的三元无规共聚物分子量可控制在9 X 14?9 X 10 5，分子量分散系数为2.0?3.0，可以大大提高共聚物的耐热性、热稳定性。
[0026]本发明的有益效果:
[0027]I)本发明采用一次投料法，通过控制反应投料比例、反应温度和引发剂来调节反应过程。
[0028]2)通过控制反应投料比例可以有效提高反应收率