[发明专利]一种耐热性丙烯酸酯聚合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及丙烯酸酯橡胶的合成技术，具体涉及一种新型的耐热性丙烯酸酯聚合物的制备方法。

背景技术

丙烯酸酯橡胶(以下简称ACM)是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基，比主链上带有双键的二烯烃橡胶稳定。上述的特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐低温、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等。

与其他耐油橡胶相比，ACM具有性能价格比最优的特点，因此ACM被广泛应用于各种高低温、耐油环境中，尤其是汽车工业。丙烯酸酯橡胶已经成为近年来汽车工业着重开发推广的一种密封材料，特别是用于制作汽车的耐高温油封、曲轴、阀杆、汽缸垫、液压输油管等，是名副其实的“汽车胶”。2010年我国汽车产量已达到1100万辆，需ACM约0.88万t，社会维修量消耗ACM约1.2万t，根据我国汽车生产和保有规模，预计未来几年我国汽车工业仍将保持较高的增长势头，业内人士认为三至五年内将是我国ACM需求的高峰期，因此ACM在未来具有客观的市场。

尽管丙烯酸酯橡胶具有许多优异的特点，但为了满足更高的耐高温、耐油等使用需求，延长ACM的使用寿命，提高其耐热性以及耐油性刻不容缓，因此，亟须对其进行改性。通常有两种改性方法：物理改性和化学改性。国内外文献对于ACM与其他橡胶的物理共混改性的报道全面且深入，如：ACM与聚四氟乙烯橡胶共混可提高其耐热和机械性能，ACM与丁晴橡胶(NBR)共混，可以改善拉伸性能、加工性能并降低成本，ACM与硅橡胶共混，可明显改善ACM的耐热性等。但对于ACM化学改性的文献报导相对较少，通常在ACM聚合过程中加入改性单体，如：有机硅、硅氧烷和含氟单体等。物理改性操作简便，但需要解决共混不均、材料相容性不佳、成型加工不易等困难，相对而言化学改性则没有上述的问题。因此从化学改性角度出发，研究开发新型耐高温丙烯酸酯橡胶有着重大意义。

ACM合成方法主要有溶液聚合法、悬浮聚合法和乳液聚合法3种，其中乳液法和溶液法是ACM工业化中使用最多的两种方法。如美国杜邦公司在高温高压采用溶液聚合法制备得到耐高温的乙烯-丙烯酸酯橡胶(简称AEM)。国内外有关ACM化学改性的文献一般多采用有机硅、硅氧烷和含氟单体等作为改性剂，未见有关采用丙烯酸酯类单体与含烯烃结构与刚性结构的亚胺类耐热改性剂经乳液聚合制备得到新型耐热丙烯酸酯橡胶的报导。乳液聚合法是生产丙烯酸酯橡胶主要方法之一，该工艺设备简单、易于实施，但影响因素多，如乳化剂、引发剂、分子量调节剂和凝聚剂等助剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种新型的耐热性丙烯酸酯聚合物的制备方法，以弥补现有技术的不足。

本发明的目的在于从化学方法着手对丙烯酸酯橡胶进行改性，改变其分子结构从而提高丙烯酸酯橡胶的耐高温性能，从而使采用该方法制备得到的新型耐高温丙烯酸酯聚合物可以拓宽传统丙烯酸酯橡胶的使用范围。

本发明所述新型的耐热性丙烯酸酯聚合物的制备方法，包括以下步骤：

在氮气气氛下，向含有乳化剂的去离子水体系中，加入引发剂、丙烯酸酯类单体、功能单体、耐热改性剂、链转移剂等进行反应，再将反应得到的乳液进行破乳、洗涤及干燥，即得目标产物耐热性丙烯酸酯聚合物。

其中，上述制备方法中，所述的乳化剂选自下述化合物中的一种或多种：聚氧乙烯烷基醚，聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯烷基酯，聚氧乙烯脱水山梨糖醇烷基酯等非离子型乳化剂；油酸、亚麻酸等脂肪族盐(如油酸钾、硬脂酸钾)，十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠等阴离子型乳化剂。优选为阴离子型乳化剂，用量为0.1-10重量份，相对于丙烯酸酯类单体和功能单体总重量100重量份。

所述的引发剂选自下述化合物中的一种或多种：偶氮二异丁腈等偶氮化合物；过氧化氢二异丙苯、氢过氧化枯烯(过氧化氢异丙苯)、过氧化苯甲酰等有机过氧化物；过硫酸钠、过硫酸铵等无机过氧化物等。这些引发剂可以各自单独使用，或者将2种以上组合使用，使用量优选为0.01-1.0重量份，相对于丙烯酸酯类单体和功能单体总重量100重量份。

所述的丙烯酸酯类单体选自下述化合物中的一种或多种：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸甲氧基丁酯。