[发明专利]制备橡胶聚合物和橡胶增强接枝共聚物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备橡胶胶乳的方法。更具体而言，本发明涉及一种制备橡胶胶乳的方法，包括：当聚合转化率为90%或大于90%时，向初始反应亲水性单体和少量脂溶性单体中加入碱性溶液，形成具有较小直径和优良稳定性的粒子；对粒子末端进行离子化以保证粒子的稳定性并使所形成的粒子生长，从而使用最少量的乳化剂制得具有较大粒子直径的稳定胶乳，并使由乳化剂导致的气体产生和热变色降至最低限度。

背景技术

通常而言，不同于本体聚合和溶液聚合，乳液聚合可以容易地获得较高的分子量和各种球形粒子，而且能够实现不同的粒子结构如核-壳结构和多孔结构，由于以上优势，乳液聚合广泛应用于多种工业领域中，例如涂布用材料、耐冲击材料和医用材料。特别是，在对耐冲击性有所要求的领域中所使用的橡胶增强热塑性树脂包括例如ABS、MBS、ASA、ATM等材料。

这些材料通常由如下方法制得：通过乳液聚合反应制备球形橡胶聚合物，和鉴于所制备的橡胶聚合物在基质树脂(例如SAN、PVC、PET、PC等)中的分散性，与不同种类的单体在橡胶粒子的内部和外部进行共聚。通常而言，最终产物是与基质树脂一起通过高温模制过程(所谓的挤出和注射)来进行制备的。特别是，ABS产品由于优良的冲击强度、光泽、着色性能等而应用于要求优良冲击强度和优异外观的领域中。

发明内容

技术问题

不同于本体聚合或溶液聚合，通过乳液聚合制备橡胶聚合物和橡胶接枝共聚物需要使用大量的乳化剂，以形成粒子并保证聚合反应过程中的聚合稳定性。在高温下形成时，所使用的乳化剂，特别是最终产物中残留的乳化剂可能造成严重的问题。典型问题包括在高温加工时的气体产生、热变色以及表面光泽劣化。这些问题极大地限制了通过乳液聚合所制得的树脂的用途。

在学术界和工业界中，已经尝试了多种方法以克服乳液聚合的这些不足。这些方法的实例大体包括：通过减少所使用乳化剂的常规用量而使最终聚合物中残留乳化剂的量降至最低限度；通过在加工过程中加入吸收剂而去除所产生的气体；通过在凝固(聚集和脱水)乳液聚合胶乳的过程中加强洗涤而减少乳化剂的残留量；以及通过使用可与单体共聚的单体型活性乳化剂而降低气化乳化剂的比例。这些方法在某种程度上是有效的，但是在考虑到制备过程的复杂性和额外成本时，其效果则并不令人满意。

特别是，作为通过减少乳化剂用量而减少残留乳化剂的方法，已经考虑到了选择最低限度使用乳化剂的聚合方法，以及应用具有优良稳定性的替代乳化剂。然而，为了保证有效的乳液稳定性，这些方法的乳化剂降低水平相当有限，而且效果甚微。当乳化剂的降低水平增加时，不利地，初始粒子的形成不足，整个反应速率劣化，聚合反应收率以及最终聚合物胶乳的稳定性劣化。此外，就减少乳化剂的用量而言，由于在形成初始粒子时存在乳液稳定性劣化的不足，因此在单独使用学术界和工业界中所用的昂贵的活性乳化剂时难以保证乳液的稳定性。另外，由于用来聚合的单体对于共聚反应的选择性，因此难以通过未反应的活性乳化剂来有效减少最终产物中的气体产生。

技术方案

因此，本发明是鉴于以上问题而做出的，本发明的一个目的在于提供一种使所使的用乳化剂的量降至最低限度的乳液聚合方法，特别是，提供一种聚合方法，该方法尽管使用少量的乳化剂但仍能够容易地形成初始反应粒子，并且在通过乳液聚合反应制备玻璃化转变温度为0℃或低于0℃的橡胶聚合物时保证聚合物的聚合稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种技术方法，该方法使在高温条件下对橡胶增强热塑性树脂组合物进行加工时由乳化剂导致的气体产生和热变色降至最低限度。

本发明的这些目的可以通过对本发明的以下描述来实现。

根据本发明的一方面，提供一种通过乳液聚合反应制备玻璃化转变温度为0℃的橡胶聚合物的方法，包括：(a)对于100重量份的全部单体，在5至30重量份的不饱和羧酸衍生物、0.1至1.0重量份的乳化剂、0.05至2.5重量份的聚合引发剂和0.1至0.5重量份的分子量调节剂的存在下进行聚合反应，并向其中连续加入5至10重量份的碱性溶液，制备粒子直径为500至的种子聚合物；和(b)连续加入5至20重量份的所述种子聚合物、80至95重量份的单体、0.1至1.0重量份的聚合引发剂和0.1至0.5重量份的乳化剂并进行聚合反应，使该种子聚合物生长为2,500至的粒子直径。