[发明专利]一种多层核壳粒子增韧聚合物复合材料及制备方法

说明书

本申请公开了一种多层核壳粒子增韧聚合物复合材料及制备方法。所述复合材料是由包括以下组分的原料共混而得：聚合物100重量份；多层核壳粒子1～100重量份；所述聚合物为热固性聚合物和热塑性聚合物；所述多层核壳粒子由改性淀粉核、生物基软层、聚合物硬层与官能改性层组成。本发明的多层核壳粒子采用原料都来自于生物基，来源广泛，而且绿色环保可持续，结构与性能可控，适用于各种聚合物增韧增强，且与聚合物可以在传统简单的合成设备上实现混合，环境友好、容易实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，进一步地说，是涉及一种多层核壳粒子增韧聚合物复合材料及制备方法。

背景技术

随着化石能源储量的逐步降低，全球能源危机也日益迫近。以化石能源为主的能源结构，具有明显的不可持续性。化石能源的利用，也是造成环境变化与污染的关键因素。由于全球化石资源日趋减少，以化石资源与环境为代价的传统化工行业正面临越来越严峻的形势，充分利用生物质资源替代化石资源，合成高分子材料或生产所需的原料，对于摆脱高分子材料产品及原料依赖于石化资源的现状具有很大的意义。生物质资源作为清洁、可再生的资源,它的利用对于缓解全球的能源问题至关重要。以生物质为原料，利用物理、化学、生物等转化技术可以加工成各种生物基产品。生物基聚合物材料具备原料丰富、成本低、污染少、能耗低等优点，减少了石油化工产品生产和使用过程中对环境造成的污染，通过对生物基聚合物材料的分子设计，使之成为能部分甚至全部代替石油基产品的聚合物是现阶段研究的一个热点方向。

塑料作为一种广泛应用的材料存在于当代社会中，热固性塑料以热固性树脂为主要成分，热固性树脂在固化后，由于分子间交联，形成网状结构，耐热性高，受压不易变形，但刚性大、硬度高、性脆，由于改性聚合物主链实现增韧的工艺较复杂，成本高，因此常通过添加增韧剂的方法来提高热固性聚合物的韧性。热塑性塑料是一类应用最广的塑料，使用增韧剂改善其使用性能，扩展其应用范围具有重要意义。

随着对聚合物增韧剂增韧机理的深入研究，增韧剂由单纯的橡胶或弹性体、有机或无机刚性粒子逐步发展到现在的核壳粒子。采用硬核-软壳粒子，通过改变壳层尺寸可实现韧性和刚性同时提高，更好地解决了增韧聚合物的刚韧平衡问题。然而，目前常使用石油基单体来制备聚合物核壳粒子，进一步加剧了化石能源的消耗，并造成环境污染问题。专利CN201710849099.6中提及MBS树脂由甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物组成，是一种优良的高分子改性剂，能改善高分子透明性和抗冲击性。专利CN201710318841.0主要以丙烯酸丁酯为核，以甲基丙烯酸甲酯为壳制备了ACR抗冲改性剂。使用MBS和ACR树脂增韧PVC或PMMA均可以实现良好的刚韧平衡。但是甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，苯乙烯和丁二烯均来源于石油资源，制备过程中均会造成不同程度的污染，未能解决环保和可持续发展的问题。因此，发展生物基聚合物核壳粒子对聚合物在绿色包装材料等领域中的应用至关重要。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种多层核壳粒子增韧聚合物复合材料及制备方法。本发明的核壳粒子采用生物基单体制备，绿色环保，安全无毒，与热聚合物共混后可制备一种增韧聚合物复合材料。

本发明的目的之一是提供一种多层核壳粒子增韧聚合物复合材料。

所述复合材料是由包括以下组分的原料共混而得：

各组分按重量份数计，

聚合物 100重量份；

多层核壳粒子 1～100重量份；优选5-60重量份；

所述聚合物为热固性聚合物和热塑性聚合物；

所述热固性聚合物为不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、氨基树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、呋喃树脂以及有机硅树脂中的至少一种；