[发明专利]一种三元乙丙橡胶接枝共聚物的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及接枝共聚物的制备方法，具体涉及一种三元乙丙橡胶接枝共聚物的制备方法及其应用。 

背景技术

AES是近年出现的新型改性工程塑料，是三元乙丙橡胶(EPDM)与苯乙烯及丙烯腈(St-AN)的接枝共聚物(EPDM-g-SAN)与SAN树脂(苯乙烯和丙烯腈的共聚物)的共混物，由于EPDM分子链双键含量少，故AES具有优异的耐臭氧老化、耐天候老化和耐老化黄变性能，适用于制造汽车、摩托车配件、门窗和简易房屋上盖等，消耗量越来越大。 

由于St是非极性单体，丙烯腈(AN)是极性单体，因此必须增大AN在St-AN共聚单体中的用量，才能获得与极性聚合物SAN树脂相容性良好的接枝共聚物EPDM-g-SAN，而EPDM-g-SAN接枝链的AN单体单元含量大，在高温下与SAN树脂熔融共混制备AES过程中及在AES熔融加工过程中AN单元会形成高发色聚亚胺结构，从而造成AES制品泛黄棕色，颜色较深。甲基丙烯酸甲酯(MMA)为极性单体，在AN用量较少的条件下可合成出接枝链的AN单元含量较小的EPDM-g-MAN，从而使得接枝链中AN单元含量小，在高温下不易形成高发色聚亚胺结构，因此AEMS制品的颜色浅，表面光泽度高。 

目前，工业上对EPDM/St-AN的接枝共聚合以及EPDM-g-SAN的生产多是采用溶液法实施，溶液法显著缺点是溶剂用量大，溶剂占聚合体系总质量的 80wt％以上，产物需用大量甲醇或乙醇沉淀，所回收的废液是溶剂、剩余单体和甲醇或乙醇的混合物，将各组分分离提纯再利用的过程复杂，设备投资大，导致生产成本高企，因此必须研发新的合成技术实施接枝共聚合，以减少设备投资，提高生产效率，降低生产成本。 

由于EPDM为块状弹性体，少量的MMA-AN液体不能将大量的EPDM溶解成可分散的溶液，而只能形成不能流动的溶胀体系。导致块状EPDM/MMA-AN不可能进行悬浮接枝共聚合，因此用悬浮法接枝共聚法合成EPDM-g-MAN用作SAN树脂增韧剂目前尚未见有相关报道。 

由于AEMS的橡胶相是高饱和橡胶EPDM，其大分子的碳-碳双键含量少，故AEMS具有优异的耐热氧老化、耐天候老化和耐老化黄变性能。用AEMS制备的塑料配件，尤其是户外配件，其抗天候老化黄变性能是ABS和HIPS等工程塑料所不能比拟的，在世界工业发达国家，AES已被用于制备汽车和摩托车配件、简易房屋上盖及外墙、室外电器仪表外壳等，用途越来越广泛。目前用EPDM与MMA和AN接枝共聚制备EPDM-g-MAN，并用其与SAN树脂共混制备耐天候老化黄变等高抗冲工程塑料AEMS尚未见有相关报道。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种三元乙丙橡胶接枝共聚物的制备方法，该方法溶剂用量少、反应体系的单体浓度高、单体转化率高、产物无须用甲醇或乙醇沉淀回收，溶剂易于回收分离和提纯循环利用，产物和溶剂的后处理设备投资和生产成本低。 

本发明的另一个目的在于提供上述方法制备所得三元乙丙橡胶接枝共聚物在制备工程塑料中的应用。 

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的： 

一种三元乙丙橡胶接枝共聚物的制备方法，该方法是以EPDM为接枝基体，MMA和AN为接枝共聚单体，采用悬浮法接枝共聚合制备三元乙丙橡胶接枝共聚物，其具体包括如下步骤：将EPDM在有机溶剂中溶解后加入接枝单体(MMA和AN)和引发剂，混合均匀构成溶液体系，并向该溶液体系中加入分散剂水溶液，在高速搅拌作用下形成悬浮液，进行聚合反应，反应结束后回收产物，将产物洗涤干燥后即得到所需三元乙丙橡胶接枝共聚物。 

上述制备方法中，用有机溶剂溶解EPDM，所述有机溶剂可选择本领域技术人员所常用的有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯、正庚烷、正戊烷、正己烷或环己烷中的任意一种或一种以上的混和溶剂，优选甲苯。 

上述制备方法中，将EPDM加入到有机溶剂中，在25～60℃的温度下搅拌至完全溶解，制成固含量为40～55质量％的胶液，所述固含量为胶液烘干后剩余部分质量占胶液总质量的百分数；然后向该胶液中加入接枝单体(MMA和AN)和引发剂，混合均匀构成溶液体系。 

上述制备方法中，EPDM和接枝单体的质量比为(40～70)∶(60～30)，优选(45～55)∶(55～45)，所述接枝单体是指MMA和AN的总质量。