[发明专利]多层核壳结构聚丙烯酸酯发泡调节剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及用于硬质低发泡聚氯乙烯的发泡调节剂，具体为一种多层核壳结构聚丙烯酸酯发泡调节剂的制备方法。

背景技术

硬质低发泡聚氯乙烯材料成型是一个动态发泡过程，发泡时要求气体向外膨胀的压力和泡孔的强度相适应以达到动态平衡。发泡调节剂(Foaming control agent，FCA)通常是由丙烯酸酯类单体经多步乳液聚合反应制成的，是一种超高分子量聚合物，且与聚氯乙烯有良好的相容性。FCA可以促进聚氯乙烯的塑化、熔融，提高发泡体的强度及延展性，使发泡过程稳定、可控，从而得到泡孔结构均匀、细小，独立性好，密度较低的发泡制品。在国外，发泡调节剂的合成路线主要有三条：甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯的乳液聚合路线；苯乙烯与丙烯腈的乳液聚合路线；甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丙烯酸酯的乳液共聚合路线[Jean-Pierre Disson，SGirois，Acrylic process aids for PVC：From theoretical concepts to practical use，Journal of Vinyland Additive Technology，9(4)：177-187，2003]。其中，通用电气工程塑料公司(GE)的Blendex-590是甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈的共聚物，相对分子量较高[P H Daniels，Optimization of plastisol processes by dynamic mechanical analysis，Journal of Vinyl and AdditiveTechnology，13(3)：151-154，2007]。在国内，温州润华化工实业公司研制的聚氯乙烯发泡调节剂ACR K-400通过省级技术鉴定[刘正西，殷国宝，发泡调节剂ACR K-400的生产及其在硬PVC发泡板材中的应用，塑料助剂，(4)：21-22，2004]。ACR K-400加入硬聚氯乙烯发泡板材中，改善了熔体强度，使泡孔壁在自由发泡过程中承受气体的膨胀力，避免出现泡壁破裂，形成大泡，降低管材性能。但是，国内外所研究的聚合物多为线性链结构，难以避免泡孔结构不均匀和泡孔塌陷的缺点，而本发明将聚合物制备成部分为交联结构，并且将共聚物制备成多层核壳结构，从聚合物结构方面入手来改善聚氯乙烯的加工塑化性能，同时提高聚氯乙烯的熔体强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对当前硬质低发泡聚氯乙烯材料发泡调节剂存在的不足，提供一种多层核壳结构聚丙烯酸酯发泡调节剂的制备方法。该方法制备一种以丙烯酸酯均聚物为核、丙烯酸酯及改性单体共聚物为壳的具有多层核壳结构的丙烯酸酯核壳共聚物。此类共聚物可有效地改善硬质低发泡聚氯乙烯共混物的熔体强度。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种多层核壳结构聚丙烯酸酯发泡调节剂的制备方法，具体步骤如下：

a.核层单体的预乳化

成份                    质量/g

乳化剂                  0.5

去离子水                140

丙烯酸酯类单体          10

向500ml四口烧瓶中加入上述规定质量的乳化剂和去离子水，并混合搅拌20min；再向反应烧瓶中加入上述规定质量的丙烯酸酯类单体，并搅拌10min，即获得核层单体预乳液，备用；

b.壳层单体的预乳化

单体质量/g              乳化剂质量/g

第一层单体预乳液：54    0.68

第二层单体预乳液：82    1.03

第三层单体预乳液：54    0.68

将上述规定质量的混合单体与对应质量的乳化剂分别放入3个300ml的烧杯中，并放置在电磁搅拌上混合搅拌至少20min，即得到壳层单体预乳液，备用；

所述第一层预乳液中的单体按照质量比为甲基丙烯酸甲酯∶丙烯酸丁酯＝46∶8的混合物；第二层预乳液中的单体按照质量比为苯乙烯∶丙烯腈＝54∶28的混合物；第三层预乳液中的单体为按照质量比为甲基丙烯酸甲酯∶苯乙烯＝24∶30的混合物；

所述步骤a、b中所用的乳化剂为阴离子乳化剂；

c.丙烯酸酯乳液的制备