[发明专利]聚对苯二甲酸丁二醇酯增韧改性用丙烯酸酯共聚物乳胶粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚对苯二甲酸丁二醇酯增韧改性用丙烯酸酯共聚物乳胶粒子的制备方法，属于工程塑料改性领域。

背景介绍

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种高结晶型线形饱和的工程材料。以PBT为代表的热塑性聚酯树脂工程塑料是继尼龙（PA）、甲醛聚合物（POM）、聚碳酸酯（PC）、和聚苯醚改性物（MPPO）以后的又一类重要的工程塑料，PBT已经实现工业化，在热塑工程所料领域占有主导地位。PBT具有突出的综合性能，如机械性能优良、机械强度高、蠕变较小；耐候性佳、阻燃性能优异；结晶度高且结晶速度快等，这些性能受高温影响较小。PBT凭借这些优异的性能在电子电器、汽车工业和机械、仪器仪表和家用电器等领域中得到了广泛的应用。但是PBT作为韧性基体具有高的裂纹引发能和较低的裂纹增长能，所以其无缺口冲击强度很高，而缺口冲击强度较低。但PBT冲击强度低和韧性不足，在实际推广应用中仍是一种障碍。作为结构材料在实际使用中不仅有高的强度、无缺口冲击强度，还要对缺口处裂纹的发展有较高的抑制作用，这也就要求PBT要有较高的冲击强度才能满足进一步的工程需要。所以对PBT进行增韧改性一直是其高性能化的研究内容的重要部分。

目前，用来改性PBT的方法大多是采用聚烯烃或橡胶弹性体直接与其共混，如Qi等人对比研究了PBT/HDPE共混物和PBT/HDPE-g-MAH共混物的形态和性能，发现当HDPE-g-MAH用量达到10%时，共混物的缺口冲击强度是为6.5KJ/m²,大约是纯PBT/HDPE共混物的1.3倍。这种直接共混的方法做到控制增韧改性剂在基体树脂中的分散[Qi RR,Nie JG，Zhou CX,et al.Influence of high density polyethylene-g-maleic anhydride on compatibility and properties of poly (butylene terephthalate)/high density polyethylene blends[J].Journal of Applied Polymer Science,2006,102(6):6081-6087]。近年来有报道采用核壳结构的乳胶粒子改性剂来增韧PBT并获得较好的增韧效果，如：Yang等人和本实验室瞿雄伟等人用乳液聚合法合成以聚丙烯酸正丁酯为核层，聚甲基丙烯酸甲酯为壳层，并在壳层接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（PBA/PMMA-g-GMA）的“核-壳”型改性剂[ACR(丙烯酸酯类共聚物)-g-GMA]来增韧PBT；瞿雄伟等人利用氧化还原方法考察了不同GMA和不同交联剂加入量对共混后的PBT的力学性能的影响，结果使得共混后PBT的冲击强度比纯的PBT（2.82kJ/m²）分别提高了约20倍和17倍。[1H Yang,K Cho.Surface modification effects of core-shell rubber particles on the toughening of poly(butylene terephthalate)[J].Journal ofApplied Polymer Science,2010,116(4):1948-1957；2瞿雄伟,李艳敏,王农跃,等.一种聚对苯二甲酸丁二醇酯增韧改性用丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法[P].中国专利:102351977A,2012-02-15.]。但是乳液合成过程中，采用单一的热分解引发剂，乳液合成温度相对较高，而且GMA与基体共混时环氧基团开环对相容性起着很重要的作用，先前的研究也没有考察核壳质量比和种子阶段乳化剂用量对共混后PBT性能的影响。在今天节能降耗绿色环保的大环境下，此类方法日显现出了它的不足。本专利方法不但采用了氧化还原方法，而且寻求了一种新型功能单体甲基丙烯酸，并且考察了不同核壳质量比和种子阶段乳化剂用量对共混后PBT性能的影响，使得改性后的PBT的冲击强度大大提高。

发明内容

本发明的目的在于针对当前乳液合成耗能高、污染大的问题，提出聚对苯二甲酸丁二醇酯增韧改性用一种新型丙烯酸酯共聚物乳胶粒子的制备方法，该方法采用了甲基丙烯酸(MAA)作为功能单体，从而乳液合成了一种新型的核壳结构共聚物乳胶粒子增韧剂(PBMMA)，该方法不但降低合成温度，并且使得增韧剂与PBT的相容性有了进一步的提高，与此同时考察了不同核壳质量比和种子阶段乳化剂用量对共混后PBT性能的影响，结果显著提高了基体树脂的缺口冲击强度。

本发明的技术方案为：