[发明专利]纳米二氧化钛抗冲改性丙烯酸酯类高分子聚合物及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米二氧化钛抗冲改性丙烯酸酯类高分子聚合物及其制备方法，属于PVC加工助剂技术领域。

背景技术

现有技术中的PVC加工助剂，一般常采用丙烯酸酯类线型高分子聚合物，是甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物，该共聚物颗粒状态流动性一般、成本高。一般PVC树脂约为7000~9000元/吨，甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物价格为20000~25000元/吨，此价位随着石油价格改变而不断变化，该助剂相对于PVC树脂而言价格偏高，从而使得生产出的PVC制品的成本上升，此外采用此种共聚物制备出的PVC型材流动性和抗冲性能一般。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米二氧化钛抗冲改性丙烯酸酯类高分子聚合物，用作PVC助剂，成本低，且颗粒状态流动性好，由此制备出的PVC型材抗冲性能高；并提供一种其制备方法，制备方法简单易行，易于实施。

本发明提供的纳米二氧化钛抗冲改性丙烯酸酯类高分子聚合物，在聚合单体聚合过程中，添加纳米二氧化钛制成，其中：聚合单体为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。

其中：

甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的重量比为1：0~3。

纳米二氧化钛的粒径优选10~50nm。纳米二氧化钛用量为聚合单体总重量的0.1~20%。纳米二氧化钛可以在聚合物中均匀分散，呈现小尺寸效应和表面效应，起到增强增韧作用，此外还可以使丙烯酸树脂的物理交联密度增大，提高其抗冲击性能，由此制备出的PVC型材抗冲性能高。

本发明提供的纳米二氧化钛抗冲改性丙烯酸酯类高分子聚合物的制备方法，包括以下步骤：

（1）向反应釜中加入水，开启搅拌，加入乳化剂、聚合单体，开启加热，当反应釜内温度达到65~68℃，加入引发剂，反应；

（2）当反应釜内温度开始上升时，开启降温水降温，当温度上升到顶点开始下降时，向釜内加入纳米二氧化钛；

（3）当温度继续下降到60~65℃时，关闭降温水，待釜内温度自然下降到45~48℃时，放料，干燥，得到粉末状产品。

其中：

为了更好地调节温度以及使反应更稳定，步骤（1）中聚合单体分两段或多段加入，分两段加入时，一段与两段的重量比为30~70：30~70，一段与乳化剂同时加入，二段与纳米二氧化钛同时加入。

步骤（1）中搅拌转速为60~75转/分钟。

步骤（1）中乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或OP-10，乳化剂用量为聚合单体总重量的0.1~3.6%。

步骤（1）中引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠，引发剂用量为聚合单体总重量的0.05~0.5%

步骤（1）中水的用量为聚合单体总重量的1.3~1.6倍。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）采用纳米二氧化钛抗冲改性丙烯酸酯类高分子聚合物，即加工型丙烯酸酯类线性高分子聚合物，该丙烯酸酯类聚合物成本低，且颗粒状态流动性好，由此制备出的PVC型材抗冲性能高。

（2）本发明制备方法简单易行，易于实施。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

原料：软化水1500公斤，600公斤甲基丙烯酸甲酯和400公斤丙烯酸丁酯均匀混合成的聚合单体组合物1000公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化钛（粒径为30±5nm）1公斤。

制备方法：向搪玻璃反应釜中加入设定量的软化水，开启搅拌，搅拌转速75转/分钟，加入乳化剂、480公斤聚合单体组合物，封闭反应釜，开启加热，当反应釜内温度达到65℃时，加入引发剂，进行一段反应。当反应釜内温度上升时，反应釜内聚合反应开始，此时开启降温水降温。当温度上升到约78℃，不再上升，且开始下降到70℃时，向釜内加入纳米二氧化钛和520公斤二段单体组合物，进行二段反应，反应内温度控制在80℃以下。反应完成后温度下降，当下降到63℃时，关闭降温水，待釜内温度自然下降到45℃时，放料，干燥成为粉末状的纳米二氧化钛抗冲改性丙烯酸酯类高分子聚合物A。以氯仿为溶剂，在25±0.1℃温度下测量，发现其特性粘度为11.5，以下简称改性剂A。

实施例2

原料：软化水1500公斤，甲基丙烯酸甲酯600公斤，丙烯酸丁酯400公斤，过硫酸钾1公斤，十二烷基磺酸钠15公斤，纳米二氧化钛（粒径为40±5nm）5公斤。