苯乙烯-異戊二烯-丁二烯三元集成橡膠乳液接枝共聚物的制備方法及應用技術

本發明專利技術公開了苯乙烯

【技術實現步驟摘要】
苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元集成橡膠乳液接枝共聚物的制備方法及應用


[0001]本專利技術屬于復合材料制備
，具體涉及一種苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元集成橡膠乳液接枝共聚物的制備方法及應用。

技術介紹

[0002]ABS樹脂(丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物)是一種原料易得、價格便宜、用途廣泛的“堅韌、質硬、剛性”高分子材料，具有優良的機械性能、耐熱性能、電氣性能及易成型加工等特點，廣泛應用于機械、電子電氣、汽車、紡織等制造工業及化工中。ABS樹脂通常采用橡膠增韌劑，苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元集成橡膠因其突出的綜合性能而被很好地應用于汽車輪胎領域，很多研究學者將三元集成橡膠引入橡膠增韌ABS樹脂領域。
[0003]公開號CN102924840A的專利采用高溫乳液聚合法制備苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳，膠乳粒徑50nm～200nm，經過附聚后膠乳粒徑可達200nm～400nm，但附聚工藝粒徑控制較困難，且交聯程度高，制備的產品韌性較差。公開號CN105732908A的專利采用種子乳液聚合一步法制備異戊二烯
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丁二烯膠乳，膠乳粒徑250nm～350nm，再接枝苯乙烯和丙烯腈單體得到橡膠接枝共聚物，其制備的ABS樹脂的沖擊強度達到300J/m以上。大多數情況下，增韌樹脂因基礎橡膠而異，三元集成橡膠集聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、丁戊橡膠、丁苯橡膠的特點于一身，通過調節三種單體的配比、微觀和序列結構，可以實現苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成橡膠產品的系列化。
[0004]作為增韌ABS樹脂的膠乳顆粒粒徑要求大于250nm，橡膠粒徑可以限制裂紋擴展過程中的體積變形，因此膠乳粒徑是增韌樹脂的關鍵因素。大粒徑膠乳顆粒有利于提高韌性，而小粒徑膠乳顆粒則有利于保持剛性。對于橡膠增韌樹脂而言，橡膠顆粒的空化是ABS樹脂最重要的增韌機制之一，具有雙峰分布結構的橡膠共聚物顆粒，會因內外部顆粒尺寸的差別而產生深層和不斷擴大的空化現象，從而決定了增韌樹脂的力學性能。因此，橡膠顆粒尺寸及其分布是增韌樹脂的關鍵因素。

技術實現思路

[0005]本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元集成橡膠乳液接枝共聚物的制備方法。該方法采用兩階段的種子乳液聚合法制備苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳，通過控制聚合過程，實現了對苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳的尺寸和分布的控制，進而聚合接枝得到苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元集成橡膠乳液接枝共聚物作為ABS樹脂的原料，顯著提高了ABS樹脂的拉伸強度和沖擊強度。
[0006]為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元集成橡膠乳液接枝共聚物的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0007]步驟一、種子乳液聚合法制備苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳
[0008]步驟101、在聚合釜中加入苯乙烯單體A、異戊二烯單體A、丁二烯單體A和軟水、引發劑、乳化劑，然后采用氮氣置換保護在50℃～80℃溫度下聚合20h～40h，得到三元共聚物種子乳液；
[0009]所述軟水的加入質量為苯乙烯單體A、異戊二烯單體A和丁二烯單體A總質量的0.5～1.5倍，乳化劑的加入質量為苯乙烯單體A、異戊二烯單體A和丁二烯單體A總質量的0.01～0.05倍，引發劑的加入質量為苯乙烯單體A、異戊二烯單體A和丁二烯單體A總質量的0.001～0.004倍；
[0010]所述苯乙烯單體A、異戊二烯單體A、丁二烯單體A的質量均對應為制備過程中加入的苯乙烯單體、異戊二烯單體、丁二烯單體質量的45％；
[0011]步驟102、向步驟101中三元共聚物種子乳液中補加軟水、乳化劑、引發劑和苯乙烯單體B、異戊二烯單體B、丁二烯單體B進行聚合，然后將剩余的苯乙烯單體C、異戊二烯單體C、丁二烯單體C的混合物在6h～8h內逐滴加入，采用氮氣保護在50℃～80℃溫度下聚合20h～40h，得到苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳；所述苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳的粒徑為400nm～500nm，凝膠含量為60％～80％，且單體轉化率為92％～95％；
[0012]所述軟水的補加質量為苯乙烯單體B、異戊二烯單體B和丁二烯單體B總質量的0.1～1倍，乳化劑的補加質量為苯乙烯單體B、異戊二烯單體B和丁二烯單體B總質量的0.01～0.05倍，引發劑的補加質量為苯乙烯單體B、異戊二烯單體B和丁二烯單體B總質量的0.002～0.008倍；
[0013]所述苯乙烯單體B、異戊二烯單體B、丁二烯單體B的質量均對應為制備過程中加入的苯乙烯單體、異戊二烯單體、丁二烯單體質量的36％；
[0014]所述制備過程中加入的苯乙烯單體包括苯乙烯單體A、苯乙烯單體B和苯乙烯單體C，制備過程中加入的異戊二烯單體包括異戊二烯單體A、異戊二烯單體B和異戊二烯單體C，制備過程中加入的丁二烯單體包括丁二烯單體A、丁二烯單體B和丁二烯單體C；
[0015]所述苯乙烯單體、異戊二烯單體和丁二烯單體總質量中苯乙烯單體的質量含量為20％～30％，異戊二烯單體的質量含量為30％～40％，丁二烯單體的質量含量為30％～40％；
[0016]步驟二、乳液接枝法制備苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元集成橡膠乳液接枝共聚物
[0017]步驟201、在反應釜中加入步驟一中得到的苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳、軟水、引發劑、螯合劑、還原劑、助還原劑，然后在4h～6h內逐滴加入接枝單體苯乙烯單體和丙烯腈單體，再采用氮氣保護在50℃～80℃溫度下聚合2h～5h，得到聚合產物體系；
[0018]所述軟水的加入質量為苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳質量的10％～20％，引發劑的加入質量為苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳質量的0.1％～0.4％，螯合劑的加入質量為苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳質量的0.1％～0.5％，還原劑的加入質量為苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元集成橡膠乳液接枝共聚物的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：步驟一、種子乳液聚合法制備苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳步驟101、在聚合釜中加入苯乙烯單體A、異戊二烯單體A、丁二烯單體A和軟水、引發劑、乳化劑，然后采用氮氣置換保護在50℃～80℃溫度下聚合20h～40h，得到三元共聚物種子乳液；所述軟水的加入質量為苯乙烯單體A、異戊二烯單體A和丁二烯單體A總質量的0.5～1.5倍，乳化劑的加入質量為苯乙烯單體A、異戊二烯單體A和丁二烯單體A總質量的0.01～0.05倍，引發劑的加入質量為苯乙烯單體A、異戊二烯單體A和丁二烯單體A總質量的0.001～0.004倍；所述苯乙烯單體A、異戊二烯單體A、丁二烯單體A的質量均對應為制備過程中加入的苯乙烯單體、異戊二烯單體、丁二烯單體質量的45％；步驟102、向步驟101中三元共聚物種子乳液中補加軟水、乳化劑、引發劑和苯乙烯單體B、異戊二烯單體B、丁二烯單體B進行聚合，然后將剩余的苯乙烯單體C、異戊二烯單體C、丁二烯單體C的混合物在6h～8h內逐滴加入，采用氮氣保護在50℃～80℃溫度下聚合20h～40h，得到苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳；所述苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳的平均粒徑為400nm～500nm，凝膠含量為60％～80％，且單體轉化率為92％～95％；所述軟水的補加質量為苯乙烯單體B、異戊二烯單體B和丁二烯單體B總質量的0.1～1倍，乳化劑的補加質量為苯乙烯單體B、異戊二烯單體B和丁二烯單體B總質量的0.01～0.05倍，引發劑的補加質量為苯乙烯單體B、異戊二烯單體B和丁二烯單體B總質量的0.002～0.008倍；所述苯乙烯單體B、異戊二烯單體B、丁二烯單體B的質量均對應為制備過程中加入的苯乙烯單體、異戊二烯單體、丁二烯單體質量的36％；所述制備過程中加入的苯乙烯單體包括苯乙烯單體A、苯乙烯單體B和苯乙烯單體C，制備過程中加入的異戊二烯單體包括異戊二烯單體A、異戊二烯單體B和異戊二烯單體C，制備過程中加入的丁二烯單體包括丁二烯單體A、丁二烯單體B和丁二烯單體C；所述苯乙烯單體、異戊二烯單體和丁二烯單體總質量中苯乙烯單體的質量含量為20％～30％，異戊二烯單體的質量含量為30％～40％，丁二烯單體的質量含量為30％～40％；步驟二、乳液接枝法制備苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元集成橡膠乳液接枝共聚物步驟201、在反應釜中加入步驟一中得到的苯乙烯
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異戊二烯
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丁二烯三元共聚物集成膠乳、軟水、引發劑、螯合劑、還原劑、助還原劑，然后在4h～6h內逐滴加入接枝單體苯乙烯單體和丙烯腈單體，再采用氮氣保護在50℃～...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張芳，何觀偉，卞雯，楊葉偉，鄭晴，張曉利，
申請(專利權)人：西北化工研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：