[发明专利]一种核壳结构有机硅增韧剂的制备、增韧剂及应用

说明书

本发明提供一种核壳结构有机硅增韧剂的制备方法、包含所述增韧剂在聚碳酸酯树脂以及聚酯树脂的应用。该增韧剂制备原料包括苯乙烯单体、丁二烯单体、含氢硅油、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸酯单体。该共聚物是由核层、硅油层、壳层结构组成的核壳结构。核层结构由苯乙烯接枝共聚丁二烯组成非极性层，含氢硅油链段是连接核层和壳层的独立硅油相结构层。壳层是由丙烯酸酯接枝共聚组成的极性链段的极性壳层。由于结构中含有硅油链段，可赋予材料很好的加工性能，核层结构中含有长支链可赋予材料很好的弹性，壳层结构中的丙烯酸酯类极性基团可赋予该增韧剂与树脂很好的相容性。本发明生产工艺简单，生产效率高，生产成本低廉，可用于大规模工业生产。

技术领域

本发明涉及增韧剂技术领域，更具体的说是涉及一种核壳结构有机硅增韧剂的制备、增韧剂以及在聚碳酸酯树脂和聚酯树脂的应用。

背景技术

市场上现有的增韧剂是通过POE(聚烯烃弹性体)以及橡胶弹性体接枝GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)实现接枝增韧，但是GMA在高温时容易发生自聚，使POE弹性体的接枝率很低，同时在反应过程中POE弹性体以及橡胶弹性体在体系中自由基的作用下容易引起链交联，造成基体树脂的熔融指数下降，增韧效果降低。因此制备高接枝率，低交联度的GMA接枝POE以及GMA接枝弹性体是增韧技术领域一直研究的主题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的问题。例如，本发明的目的是提供一种能赋予材料很好的加工性能和弹性，且与树脂有很好的相容性的核壳结构有机硅增韧剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的第1个实施方式为：

一种核壳结构有机硅增韧剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将苯乙烯单体、液化压缩丁二烯单体、去离子水、水溶性引发剂、乳化剂在一定反应温度、并N₂保护下通过乳液聚合反应一段时间制得核壳结构中的非极性的核层；在N2保护下进行，反应更加稳定；

2)往制备好的核层中加入一定量含氢硅油，在过渡金属催化剂作用下控制反应在一定温度按照配位加成机理对核层结构中的不饱和双键进行加成，加成反应时间控制在一定时间内，制得引入含有有机硅结构的硅油层；

3)在含有有机硅结构的硅油层中加入丙烯酸酯、羟甲基丙烯酰胺，在过渡金属作用下使含氢硅油中未反应的氢对羟甲基丙烯酰胺中的羟基脱氢发生消去反应；丙烯酸酯单体通过乳液聚合反应制得具有极性基团的壳层；

4)产物经过破乳、过滤、洗涤、干燥提纯即制得具有核壳结构有机硅增韧剂。

进一步地，所述步骤1)中苯乙烯单体与液化压缩丁二烯单体的物质的量之比为4:6～6:4；适量的苯乙烯单体有助于增韧剂的耐热性能的保持；

所述含氢硅油与丁二烯单体的物质的量之比为1：0.5～1:1；

所述羟甲基丙烯酰胺与丙烯酸酯物质的量之比为1:1.5～1:1.8；丙烯酸酯物质的含量的提高有利于提高增韧剂与酯类聚合物的相容性。

进一步地，所述步骤1)中苯乙烯单体与液化压缩丁二烯单体的物质的量之比为4:6～6:4；

所述步骤2)中核层聚合物未反应不饱和双键物质的量与含氢硅油硅氢键的物质的量之比为1：0.5～1:1；

所述步骤3)中含有有机硅结构的硅油层的硅氢键的物质的量：羟甲基丙烯酰胺物质的量：丙烯酸酯的物质的量为1:1:5～1:1:8。

进一步地，所述核层、硅油层、壳层的重量之比为1:3:2；2:5:3；1:2:1中的一种。