一種互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚合物加工領(lǐng)域，具體涉及一種互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 木塑PVC復(fù)合材料是指經(jīng)過預(yù)處理的植物纖維粉末與PVC樹脂復(fù)合得到的一種介 于木材和塑料之間的新型材料，它既保留了木質(zhì)的外觀和像木材一樣可接受二次加工的特 性，又擁有了PVC的熱塑性，同時，其尺寸穩(wěn)定性比木材好，具有不怕蟲蛀、吸水性低、可重 復(fù)利用等優(yōu)點。因此其代替木材和PVC在包裝、建筑、裝飾、汽車、環(huán)境保護等領(lǐng)域都備受關(guān) 注。但是，由于親水性的木纖維與疏水性的塑料制件粘結(jié)力小，導(dǎo)致木塑制品的力學(xué)性能比 純塑料差，而木纖維在加工過程中被壓縮致密使得木塑制品的密度一般比較高，且泡孔分 布不均勻，熔體流動性差，這些缺點都極大限制了木塑復(fù)合材料制品的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共 聚物及其制備方法。
[0004] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0005] -種互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物的制備方法，包括如下步驟：
[0006] (1)預(yù)乳化液的制備：按共聚單體、去離子水、乳化劑和交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:2~ 3:0. 03~0. 05:0. 001~0. 005稱取物料，所述共聚單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、 苯乙烯和丙烯腈；取1/2的去離子水和1/2的乳化劑，在室溫下充分?jǐn)嚢韬蠹尤?/2的交聯(lián) 劑、1/2的甲基丙烯酸甲酯、全部苯乙烯及全部丙烯腈，充分?jǐn)嚢韬蟮玫筋A(yù)乳化液；
[0007] (2)聚合物網(wǎng)絡(luò)乳液的制備：按共聚單體和引發(fā)劑的質(zhì)量比為1:0. 003~0. 004 稱取引發(fā)劑，配置成引發(fā)劑水溶液；將剩余的去離子水和乳化劑在室溫下充分?jǐn)嚢韬?，加?剩余的交聯(lián)劑、剩余的甲基丙烯酸甲酯及全部的丙烯酸丁酯，升溫至70~75°C，恒溫一段 時間使單體充分溶脹，然后通入惰性氣體，在恒溫和攪拌條件下，加入1/2的引發(fā)劑水溶液 反應(yīng)后得到聚合物網(wǎng)絡(luò)乳液；
[0008] (3)互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物乳液的制備：在恒溫和攪拌條件下，首先向聚合物網(wǎng)絡(luò)乳液 中加入1/10引發(fā)劑水溶液，然后開始向其中滴加步驟（1)制備得到的預(yù)乳化液，控制在 2h~2. 5h內(nèi)滴加完，并且每隔30~40min補加引發(fā)劑水溶液直至剩余的2/5引發(fā)劑水溶 液全部被加入，待預(yù)乳化液全部滴加完畢后，升溫至80~85°C反應(yīng)Ih~2h，冷卻至室溫， 得到互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物乳液；
[0009] (4)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物的制備：將互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物乳液置 于-20°C條件下冷凍破乳，然后經(jīng)抽濾洗滌、干燥粉化后得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元 共聚物。
[0010] 按上述方案，所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯腈的質(zhì)量比為 2:1:1:2 ~1:1:1:2〇
[0011] 按上述方案，所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉、三聚氰胺和過氧化 苯甲酰中的一種或幾種。
[0012] 按上述方案，所述引發(fā)劑是由過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉和過氧化苯甲酰按照質(zhì)量比 3:1:2~3:1:4復(fù)配而成。
[0013] 按上述方案，所述交聯(lián)劑為三烯基甲基三異氰脲酸酯或二乙烯基苯。
[0014] 按上述方案，所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、油酸鉀、硬脂酸鉀 和0P-10中的一種或幾種。
[0015] 按上述方案，所述乳化劑是由十二烷基硫酸鈉和0P-10按質(zhì)量比1:1復(fù)配而成。
[0016] 上述制備方法制備得到的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物。
[0017] 本發(fā)明的有益效果如下：（1)本發(fā)明利用過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉（氧化還原體系） 與過氧化苯甲酰復(fù)配作為引發(fā)劑，十二烷基硫酸鈉與0P-10復(fù)配作為乳化劑，二乙烯基苯 或三烯基甲基三異氰脲酸酯作交聯(lián)劑，采用平衡溶脹法制備互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多 元共聚物；（2)本發(fā)明加入苯乙烯和丙烯腈替代部分甲基丙烯酸甲酯改性聚丙烯酸酯共聚 物，反應(yīng)過程中采用補加單體的方法使體系處于饑餓態(tài)，最后通過升溫反應(yīng)提高單體轉(zhuǎn)化 率，從而制備得到超高分子量的苯乙烯和丙烯腈改性聚丙烯酸酯的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)共聚物； (3)本發(fā)明制備得到的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物作為發(fā)泡調(diào)節(jié)劑應(yīng)用于低發(fā)泡 PVC木塑復(fù)合材料，可以使PVC木塑復(fù)合材料具有較低的密度、較好的發(fā)泡性能、優(yōu)異的力 學(xué)性能及加工性能。
【具體實施方式】
[0018] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0019] 以下實施例中，所述乳化劑是由十二烷基硫酸鈉和0P-10按質(zhì)量比1:1復(fù)配而成。
[0020] 實施例1
[0021] -種互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物，通過如下方法制備得到：
[0022] (1)預(yù)乳化液的制備：按共聚單體、去離子水、乳化劑和交聯(lián)劑（三烯基甲基三異 氰脲酸酯）的質(zhì)量比為1. 0:2. 0:0. 05:0. 001稱取物料，用5%的氫氧化鈉水溶液分別洗滌 單體，再用蒸餾水洗滌直至中性，所述共聚單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和 丙烯腈；取1/2的去離子水和1/2的乳化劑，在室溫下充分?jǐn)嚢韬蠹尤?/2的交聯(lián)劑、1/2的 甲基丙烯酸甲酯、全部苯乙烯及全部丙烯腈，充分?jǐn)嚢韬蟮玫筋A(yù)乳化液；
[0023] (2)聚合物網(wǎng)絡(luò)乳液的制備：按共聚單體和引發(fā)劑的質(zhì)量比為1:0. 003稱取引發(fā) 劑，所述引發(fā)劑是由過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉和過氧化苯甲酰按照3:1:2的比例配置而成，將 引發(fā)劑配置成引發(fā)劑水溶液；向裝有攪拌器、冷凝管、溫度計和恒壓漏斗的四口燒瓶中加入 剩余的去離子水和乳化劑，在室溫下充分?jǐn)嚢韬蠹尤胧Ｓ嗟慕宦?lián)劑、剩余的甲基丙烯酸甲 酯及全部的丙烯酸丁酯，通冷凝水，升溫至75°C恒溫Ih使單體充分溶脹，再通IOmin氮氣， 在恒溫和攪拌條件下，加入1/2的引發(fā)劑水溶液反應(yīng)2h后得到聚合物網(wǎng)絡(luò)乳液；
[0024] (3)互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物乳液的制備：在恒溫和攪拌條件下，首先向聚合物網(wǎng)絡(luò)乳液 中加入1/10引發(fā)劑水溶液，然后開始向其中滴加步驟（1)制備得到的預(yù)乳化液，控制在2h 內(nèi)滴加完，以使預(yù)乳化液中的單體充分溶脹于網(wǎng)絡(luò)中，并每隔30min補加1/10引發(fā)劑水溶 液，全部滴加完畢后，升溫至85°C反應(yīng)lh，冷卻至室溫，得到互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物乳液；
[0025] (4)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物的制備：將互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物乳液置 于-20°C條件下冷凍12h進行破乳，然后經(jīng)抽濾洗滌、干燥粉化后得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯 酸酯多元共聚物。
[0026] 實施例2
[0027] -種互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物的制備方法，通過如下方法制備得到：
[0028] (1)預(yù)乳化液的制備：按共聚單體、去離子水、乳化劑和交聯(lián)劑（三烯基甲基三異 氰脲酸酯）的質(zhì)量比為1. 0:2. 5:0. 05:0. 001稱取物料，用5%的氫氧化鈉水溶液分別洗滌 單體，再用蒸餾水洗滌直至中性，所述共聚單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和 丙烯腈；取1/2的去離子水和1/2的乳化劑，在室溫下充分?jǐn)嚢韬蠹尤?/2的交聯(lián)劑、1/2的 甲基丙烯酸甲酯、全部苯乙烯及全部丙烯腈，充分?jǐn)嚢韬蟮玫筋A(yù)乳化液；
[0029] (2)聚合物網(wǎng)絡(luò)乳液的制備：按共聚單體和引發(fā)劑的質(zhì)量比為1:0. 0035稱取引發(fā) 劑，所述引發(fā)劑是由過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉和過氧化苯甲酰按照3:1:3的比例配置而成，將 引發(fā)劑配置成引發(fā)劑水溶液；向裝有攪拌器、冷凝管、溫度計和恒壓漏斗的四口燒瓶中加入 剩余的去離子水和乳化劑，在室溫下充分?jǐn)嚢韬蠹尤胧Ｓ嗟慕宦?lián)劑、剩余的甲基丙烯酸甲 酯及全部的丙烯酸丁酯，通冷凝水，升溫至70°C恒溫一段時間使單體充分溶脹，再通IOmin 氮氣，在恒溫和攪拌條件下，加入1/2的引發(fā)劑水溶液反應(yīng)2h后得到聚合物網(wǎng)絡(luò)乳液；
[0030] (3)互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物乳液的制備：在恒溫和攪拌條件下，首先向聚合物網(wǎng)絡(luò)乳液 中加入1/10引發(fā)劑水溶液，然后開始向其中滴加步驟（1)制備得到的預(yù)乳化液，控制在2h 內(nèi)滴加完，以使預(yù)乳化液中的單體充分溶脹于網(wǎng)絡(luò)中，并每隔30min補加1/10引發(fā)劑水溶 液，全部滴加完畢后，升溫至85°C反應(yīng)lh，冷卻至室溫，得到互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物乳液；
[0031] (4)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物的制備：將互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物乳液置 于-20°C條件下冷凍12h進行破乳，然后經(jīng)抽濾洗滌、干燥粉化后得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯 酸酯多元共聚物。
[0032] 實施例3
[0033] -種互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯多元共聚物的制備方法，通過如下方法制備得到：
[0034] (1)預(yù)乳化液的制備：按共聚單體、去離子水、乳化劑和交聯(lián)劑（二乙烯基苯）的 質(zhì)量比為1. 0:3. 0:0. 05:0. 001稱取物料，用5%的氫氧化鈉水溶液分別洗滌單體，再用 蒸餾水洗滌直至中性，所述共聚單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸