甲基丙烯酸甲酯应用（一）2009-12-2216:10:51作者：来源：浏览次数：02.5.1PVC改性剂PVC冲击强度较低并难以加工，在使用中遇到一些实际困难，从而，必须加入一些改性剂，以提高其强度和改进其加工性能。

目前所使用的改性剂有ACR（丙烯酸酯共聚树脂）、...2.5.1 PVC改性剂PVC冲击强度较低并难以加工，在使用中遇到一些实际困难，从而，必须加入一些改性剂，以提高其强度和改进其加工性能。

目前所使用的改性剂有ACR（丙烯酸酯共聚树脂）、MBS（MMA/Bd/St共聚物）、EVA、ABS、CPE等。

聚氯乙烯（PVC）改性剂一般分为部分相溶型和粒子分散型两种，EVA、CPE等属于前者，而MBS、ACR等属于后者。

部分相溶型改性剂对加工条件依赖性较大，因与PVC部分相溶，改变了PVC原有的性能，其刚性、拉伸强度和耐热性均有所降低，并且与PVC折射率很难接近，不易制造透明PVC制品；而粒子分散型改性剂加入PVC中，可降低PVC的熔融流动指数，且可改善加工性能，提高冲击强度，而且不降低PVC原有的刚性，拉伸强度，耐热性，仍能保持其折射率，能够生产PVC透明或半透明的制品。

PVC树脂是通用塑料中的一大品种，仅次于PE，名列第二位。

我国PVC总生产能力，于1995年已达1595kt/a，表观消费量为a，至2000年产能将超过2000kt/a。

国内PVC消费结构为：软制品、硬制品，从1988年的10：1至1997年的3：1。

与国外软制品：硬制品=3：7相比，恰好相反。

从而，我国PVC硬制品具有极大的潜在市场，随之而来的MBS、A CR等PVC改性剂，同时也会具有广泛的应用市场。

2.5.1.1MBS改性剂MBS树脂系甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丁二烯（Bd）和苯乙烯（St）三元接枝共聚物。

目前世界MBS树脂生产能力已达350kt/a，其商品牌号有：日本钟渊化学公司KaneAceB22、B28；日本吴羽化学BTA717、730、731；日本三菱人造丝公司Metable&H aas公司。

（1）制备工艺MBS的生产方法有多种，其中以乳液接枝聚合法为主，其生产工艺流程如图2-7所示。

首先按生产配方比例将丁二烯（Bd）和苯乙烯（St）以及助剂加入丁苯聚合釜，制成丁苯胶乳，而后进入接枝聚合釜，先加入苯乙烯，进行第一次接枝聚合反应，然后加入MMA 进行第二次接枝聚合反应，接枝后胶乳进入凝聚釜，进行凝聚和熟化，所制得的MBS凝聚液放入贮槽待用，而后将MBS凝聚液用泵打入1#离心分离机，经离心脱水后，进入打浆罐中洗涤，再入2#离心分离机，经离心脱水后得到MBS湿料，含水量40%左右，再经干燥、筛选、最终得产品MBS树脂。

MBS树脂生产配方：丁苯胶乳42份；苯乙烯28份，MMA30份，在水中接枝聚合反应。

（2）MBS性能MBS树脂为白色粉末，粒径以μm为宜，无臭，表观密度～cm3，真密度～cm3。

折射率，溶解度参数～（J/cm3），冲击强度（20℃）～cm2，（-25℃）～m2。

MBS树脂耐无机碱、酸；不耐酮、芳烃、脂肪烃和氯代烃等溶剂。

鉴于MBS与PVC折射率相近（PVC：～；MBS：）是用于改性PVC的树脂，制取透明薄膜和片材的优异材料，透光率可达78%～80%；又由于MBS与PVC的溶解度参数相近[PVC：（J/cm3）；MBS：～（J/cm3）]，两者相容性较好，成为均匀连续相，而其中的橡胶粒子则分散于PVC中，这些分散粒子因受冲击而变形，在分散粒子与PVC的界面形成细微的裂纹，来吸收和分散冲击能，防止整个成型品受破坏。

MBS在PVC中的添加量影响着其抗冲击强弱，一般随MBS添加量增多，PVC抗冲击强度增大，当加至大于10%后，PVC抗冲击性能提高的幅度就不显着了。

如在23℃下，加8%MBS，抗冲击强度为m2；加10%时，抗冲击强度高达m2；而当加至12%时，抗冲击强度仅增至143kJ/m2，故而，通常MBS添加量为10%左右。

另外冲击强度与透明性互相制约，一般情况下，透明性提高而冲击强度下降。

从试验得知：当MBS 添加量在8%～10%范围内，对透明性影响不大，其透射率均在80%左右。

PVC中加入MBS后性能如表2-17所示。

表2-17PVC加入MBS后性能C-201 C-202 C-223悬臂梁式冲击强度kJ/cm2全光线透过率% 80 79 - 83雾度% -拉伸强度MPa断裂拉伸度% 160 150 125 140热变形温度℃64 64 64 65脆化温度℃-35 -35 -40 -15洛氏硬度R级- 111 111 111 117密度g/cm3注：是日本三菱人造丝公司（MRC）PVC改性剂的商品名，其中C-201、C-202、C-223为MBS的具体编号。

2.表2-17中的数据系指PVC中添加10%MBS后的测定数据。

（3）MBS树脂应用MBS树脂为粉末型改性剂，可与PVC进行干式混合，其混合物可用于吹塑、压延、挤出、注塑、模塑等各种成型加工。

可压延硬质透明板材，可用挤出机挤出透明或不透明板材，可生产硬质透明或不透明管材以及硬质透明吹塑瓶等。

MBS树脂若直接作为塑料使用，还可用于蓄电池、煤矿矿灯、轻工制品以及电子、仪表等零部件。

2.5.1.2ACR改性剂ACR是丙烯酸酯类（Acrylics）的缩写，也是丙烯酸酯类的高分子共聚物。

其结构式为，式中R、R′为烷基。

ACR一般分为抗冲击型和加工型两大类。

早在20世纪30年代Rohm&Haas公司就潜心研究并于1955年公布了丙烯酸酯类共聚物，商品名为Acryloid，即是ACR。

世界上生产ACR改性剂的主要公司有美国的R ohm&Haas公司和日本的三菱人造丝公司及日本的钟渊、吴羽等公司。

（1）ACR生产工艺与配方ACR生方法分悬浮聚合和乳液聚合两种，一般采用乳液聚合方法。

加工型ACR生产工艺：首先将MMA、BA、St等进行配料，而后在聚合釜中进行乳液聚合，所得无规共聚物进行喷雾干燥，再经筛分即得最终产品。

其配方为：MMA70～100份（质量）；BA10～32份；St5～15份，助剂适量。

抗冲型ACR生产工艺：首先选取二甲基丙烯酸乙二醇酯或邻苯二甲酸二烯丙基酯交联剂使丙烯酸丁酯（BA）进行交联聚合为交联聚丙烯酸丁酯（PBA），交联剂的加入量为BA的%～%。

然后加入MMA进行接枝共聚（乳液聚合）形成壳层聚合物，从而形成了以PBA为核，MMA的聚合物为壳的核壳结构型弹性体。

而后进行喷雾干燥、筛分即得产品。

其典型配方（Wt）为：MMA45%；BA10%；EA3%；St15%交联剂为BA 的%～%。

（2）ACR性能ACR是一种易流动的白色粉末，假密度～cm3，真密度～cm3，粒度～μm，挥发分＜1%。

抗冲型ACR与PVC共混时，ACR的MMA聚合物壳层与PVC相容、ACR的交联PBA核形成橡胶分散相，分散于PVC连续相基体中，而分散相的弹性越高吸收能量越大，使PVC具有柔韧性能，能承受外界的冲击作用。

若受到外界冲击作用时，PVC产生微小裂纹，而波及ACR 的弹性粒子（PBA），使其压缩变形，能量被消耗吸收，阻止了裂纹的继续扩展，从而提高了PVC的抗冲击性能。

加入ACR抗冲型改性剂后的PVC的性能如表2-18所示。

当加工型ACR加入到PVC中时，能加快树脂塑化过程中的凝胶速度，这主要是因为加工型ACR与PVC混合后，在一定温度和压力作用下，可发生相互缠结而增大弹性之故。

使P VC充分凝胶而发挥树脂本身的固有力学性能，这样既可提高树脂的流动性又能改善制品的质量。

ACR与PVC混合时，可在捏合机、密炼机、挤出机里进行，捏合温度一般要高于加工改性剂的玻璃化温度Tg，捏合温度可取110～120℃，密炼温度以170～180℃为宜。

ACR除提高PVC的冲击性能，促进PVC塑化，使其宜于加工外，还赋予优异的耐候性，使其具抗老化性能。

表2-18加入抗冲型改性剂ACR后的PVC的性能（3）ACR的应用ACR改性剂适用于需要良好耐候性的不透明PVC制品中，如壁板、门窗异型材、百叶窗、雨水槽、管和管件以及注塑件等。

2.5.2丙烯酸酯类涂料在丙烯酸酯类涂料中，一般使用丙烯酸酯类（MA、EA、BA等）和甲基丙烯酸酯类（MA A、MMA、BMA、EMA等）。

聚丙烯酸酯类为软树脂，而聚甲基丙烯酸酯类为硬树脂，例如，D MMA在涂料中起着提高聚合度，增加硬度，提高耐候性，添加光泽的作用。

在涂料中按原材料品种计，每类涂料消耗定额如表2-19所示。

表2-19丙烯酸酯类兴头中甲基丙烯酸酯类消耗定额/（kg/t）2.5.2.1建筑用丙烯酸乳胶涂料目前用于建筑上的丙烯酸树脂乳胶涂料品种主要有苯/丙类（苯乙烯与丙烯酸酯类共聚物），醋/丙或乙/丙（醋酸乙烯与丙烯酸酯类共聚物），氯/醋/丙三元共聚类（氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯三元共聚物），纯丙类（丙烯酸酯均聚物类和醋酸乙烯均聚物类）。

除醋酸乙烯乳胶涂料之外，其他全部属于丙烯酸乳胶涂料。

丙烯酸乳胶添料生产工艺与配方乳液型丙烯酸聚合物生产工艺过程如下：首先将来自各种单体贮罐的单体分别打入计量罐里，混合后的单体混合液打入滴加罐中，然后加入部分聚合引发剂于滴加罐中并使其充分溶解均匀。

在带有夹套的聚合釜中，加入无离子水、乳化剂和分散剂，加热升温至80℃，此时按一定速度向聚合釜中滴加混合单体，进行乳液聚合反应，滴加时间约3h，控制温度保持稳定，在回流温度下保持，控制固体分，若达到要求即可出料，而后聚合乳液经振动筛过滤，再用气动隔膜泵将过滤后的乳液打入成品调节罐中，按涂料的要求加入必要的助剂，并调节体系pH值，即可用于涂料使用。

一般合成乳液型丙烯酸树脂典型配方如表2-20和表2-21所示的苯/丙乳液树脂和醋/丙乳液树脂。

表2-20苯/丙乳液树脂典型配方①OP-10：辛基酚聚氧乙烯（10）醚，乳化剂。

表2-21醋/丙（乙/丙）乳液树脂典型配方建筑乳胶涂料典型配方如表2-22所示。

表2-22乳胶建筑涂料典型配方①P：B为颜基比。

②PVC为颜料体积含量。

2.5.2.2丙烯酸酯类汽车表面涂料丙烯酸酯类闪光汽车用磁漆用于小轿车表面涂料。

首先合成共聚树脂溶液：将甲基丙烯酸丁酯（BMA）、甲基丙烯酸β-羟丙酯（HPMA）、甲基丙烯酸（MAA）、苯乙烯（St）诸单体按配方比例分别加入至聚合釜，同时加入过氧化氢异丙苯（cumenehydroperoxide）聚合引发剂，在130～141℃温度下进行聚合反应，最终得到共聚树脂溶液。

具体配方：BMA3454（Wt）；HPMA1142(Wt)；MAA18（Wt）；St2751（Wt）；过氧化氢异丙苯147（Wt）。

而后，将铝粉、酞菁蓝、甲苯和共聚树脂溶液制成色浆。

然后将40%固体分的共聚树脂溶液与含有铝粉的色浆按一定比例充分混合，制备成浅蓝色闪（银）光的小轿车用磁漆。