[发明专利]一种高溶解度氯乙烯-丙烯腈共聚物树脂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高溶解度氯乙烯-丙烯腈树脂的制备方法。

背景技术

对于腈纶基体的阻燃改性，采用较多的是将丙烯腈单体与氯乙烯或者偏二氯乙烯共聚，得到共聚物树脂。目前，日本钟渊公司采用的是氯乙烯改性工艺，制备氯乙烯-丙烯腈共聚物，然后将共聚物树脂溶解在丙酮中，进行湿法纺丝，生产阻燃腈纶；而国内则有抚顺惠抚阻燃纤维有限公司则是采用偏二氯乙烯作为共聚单体，在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中与丙烯腈单体进行溶液聚合，直接制备共聚物纺丝液，然后通过溶液纺丝生产阻燃腈纶纤维。但是采用偏二氯乙烯作为阻燃单体引入丙烯腈聚合之后，得到的共聚物纺丝，其手感偏硬，纤维在柔顺性方面不如普通的腈纶纤维。

氯乙烯-丙烯腈共聚物在丙酮中的溶解度很小，难以制备高溶解度的纺丝液，因此纺丝成本很高，而且会浪费更多的溶剂，对环境造成极大的危害。

发明内容

本发明的目的在于寻求一种高溶解度氯乙烯-丙烯腈共聚物树脂的合成方法。在乳液聚合制备氯乙烯-丙烯腈共聚物的过程中，采用反应性乳化剂2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠，其中，AMPS与十二烷基硫酸钠的重量比为1∶0.1～10，优选为1∶1～10，更优选为1∶1～5，制得稳定的乳液，乳液破乳—干燥之后，得到的共聚物在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中溶解度可以达到20％以上。乳化剂组合相对于氯乙烯单体的重量比以1～20∶100为宜，优选为5～15∶100。

在本发明的丙烯腈与氯乙烯的共聚物的合成方法中，具体实施方案中采用的主要原料及重量份含量如下：

氯乙烯单体                                    100

丙烯腈单体                                    100～200

十二烷基硫酸钠+2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)  2～20

苯乙烯磺酸钠                                  0.1～1

引发剂                                        1～4

无水醋酸钠                                    0.1～1

冰醋酸                                        0.1～1

乙二胺四醋酸                                  0.1～0.5

按上述比例，将氯乙烯单体投入反应釜中，将苯乙烯磺酸钠、AMPS、部分量的引发剂、部分量的十二烷基硫酸钠、无水醋酸钠、冰醋酸、乙二胺四醋酸，加水配制成溶液后，投入反应釜中；升温至30℃～60℃，用计量泵流加(优选以均匀方式)丙烯腈单体以及余量的引发剂、余量的十二烷基硫酸钠和水配成的溶液；反应降压，例如压力达到约0.2Mpa以下后，出料，得到白色乳液；该乳液经破乳—干燥，例如采用饱和氯化钠溶液破乳后，再在离心机中用清水进行洗涤、脱水、干燥，得到氯乙烯-丙烯腈共聚物树脂。

所述引发剂可选用焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或几种。聚合得到的氯乙烯-丙烯腈共聚物树脂溶解在DMF中，可以配制成浓度达到20％(w/v)以上的纺丝溶液。

反应体系中采用的水量可视需要而定，通常采用常规的量，例如氯乙烯单体重量的3～10倍。

本发明的优点在于：1、采用本发明所述乳化剂的合成方法制得共聚物分子量高、单体转化率较高；2、采用反应性乳化剂AMPS与十二烷基硫酸钠组合可以增加共聚物中丙烯腈的含量，从而提高共聚物在有机溶剂DMF中的溶解度，可达20％(w/v)以上；3、采用反应性乳化剂AMPS与十二烷基硫酸钠组合还可以提高共聚物树脂的染色性能；4、本发明所述的合成方法操作简单、生产周期短、成本较低，是一种易于大规模工业化生产的合成方法。

具体实施方式

实施例一