CN1218976C - 环保型低温水性丙烯酸酯共聚胶乳制备及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属轻工化工技术领域。本发明公开了一种环保型低温水性丙烯酸酯共聚胶乳制备及其应用。本发明的制备方法是通过在多元单体中加入含有两个和两个以上双键的交联性组份参与共聚，在聚合过程中于大分子中引进一定程度的交联。本发明制得的胶乳含固量在20%∽40%之间，玻璃化温度在-30℃∽+25℃。可作为低温低甲醛粘合剂，低温无甲醛粘合剂，低温涂层剂，防起毛起球剂。

Description

环保型低温水性丙烯酸酯共聚胶乳制备及其应用

技术领域：

本发明属轻工化工技术领域。具体涉及一种环保型低温水性丙烯酸酯共聚胶乳制备及其应用。

背景技术：

由聚丙烯酸酯胶乳所制成的胶膜具有良好的耐光、耐老化、耐油和耐酸碱性能，且它对纤维、皮革、纸等有良好的粘着性能。因此该胶乳广泛用于涂料、织物和制革等方面。在织物应用方面，主要用作印染粘合剂、织物涂层剂、增稠剂和防起毛起球剂、无纺布制品用的胶粘剂等。

水性丙烯酸酯共聚胶乳发展经过了非交联、外交联和自交联三个阶段，但是这些交联条件都比较苛刻，需要较高的温度(160℃左右)和较低的pH值，既浪费了资源，又增加了对加工基材的损伤，而且应用过程中还释放出对人体有害的甲醛物质。要实施水性丙烯酸酯共聚胶乳低温交联，有人采用外加催化剂的方法：使用六水合氯化镁和柠檬酸的混合物(量比为1∶1)，如Azcat A作催化剂的双组分低温固化粘合剂，但起主要不足之处是使用时要配以催化剂，比较麻烦，而且配置品稳定性不佳，残浆无法回用等。另一途径是采取辐射引发交联技术，不过这需要附加专门的设备，成本比较高。还有人通过与环氧氯丙烷反应引入活泼性环氧基团，取代甲醛释放物质N-羟甲基丙烯酰胺，但这项技术带来的问题是给环境添加了AOX污染。

发明内容：

本发明要解决的技术问题在于克服上述不足之处，设计一种特殊结构的大分子及其制备方法使形成的胶乳主体具有一定预交联度的网状结构而非线性大分子。

本发明提供了一种环保型低温水性丙烯酸酯共聚胶乳的制备方法，该方法是通过在多元单体中加入含有两个和两个以上双键的交联性组份参与共聚，在聚合过程中于大分子中引进一定程度的交联。

具体实施方式：

(1)原料：

(a)单体：丙烯酸丁酯(BA)，2-乙基丙烯酸己酯(2-EHA)，苯乙烯(St)，甲基丙烯酸(MAA)，N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)，含有两个或两个以上双键的乙烯类衍生物，甲基丙烯酸甲酯(MMA)

(b)乳化剂：平平加O，OS，十二烷基硫酸钠(上海助剂厂)；TX-30(江苏海安化工厂)

(c)引发剂：过硫酸铵(上海助剂厂)

(2)操作程序：

将装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶置于控温水浴上，加入乳化剂和蒸馏水，搅拌，升温至78-80℃，加入引发剂，搅拌一段时间后，滴加单体，控制滴加速度，滴加完毕后继续追加剩余引发剂。保温一段时间后，再升温至90℃左右，保温，降温，即得产品。

用本发明方法制得的胶乳特征如下：

此胶乳的含固量在20％∽40％之间，玻璃化温度在-30℃∽+25℃，组成如下(重量组分)：

30∽65％   丙烯酸丁酯(BA)

5∽30％    丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)

5∽30％    苯乙烯(St)

1∽10％    含有两个或两个以上双键的乙烯类衍生物

2∽7％     甲基丙烯酸(MAA)

0∽3％     N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)

4∽12％    甲基丙烯酸甲酯(MMA)

此胶乳中交联性组分是含有两个和两个以上双键的多官能性共聚单体，其用量决定了共聚胶乳的性质。

用本发明方法制得的胶乳有以下优点并能广泛应用：

1.此胶乳具有多种用途，可作为低温低甲醛粘合剂，低温无甲醛粘合剂，低温涂层剂，防起毛起球剂等。

2.此胶乳应用时，100℃烘干即可，一般无须焙烘，就可获得好的性能。

3.此胶乳无须使用密胺树脂外交联剂，杜绝了对人体有害的甲醛问题，而且也无AOX污染。对于低温低甲醛型，因N-羟甲基丙烯酰胺用量较少，经测定甲醛释放量低于30ppm，符合Eco标准。

4.此胶乳用作低温型粘合剂，手感柔软，干湿摩擦牢度分别为4和3∽4级。用作低温涂层剂，涂布一层烘干后，水压达1000mm水柱以上，涂布两层烘干后，水压达2000mm水柱。成膜性胶乳用作精纺羊毛防起毛起球剂，牢度达4级以上。

实施例1：

A.共聚胶乳用作低温低甲醛粘合剂的制备(含固量：40％)

胶乳组成：

单体种类                              用量

丙烯酸丁酯                            30％

2-乙基丙烯酸己酯                      30％

苯乙烯                                30％

甲基丙烯酸                            2％

N-羟甲基丙烯酰胺                      3％

甲基丙烯酸甲酯                        4％

含有两个或两个以上双键的乙烯类衍生物  1％

制备方法：

将0.5∽2.0％的平平加O和TX-30，0.2∽1.5g的OS和十二烷基硫酸钠用蒸馏水溶解后加入装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶内，搅拌，升温至78-80℃，加入0.2∽0.8％的过硫酸铵水溶液，搅拌一段时间后，分别滴加油性单体和NMA的水溶液，控制滴加速度，2∽3小时内滴加完。后继续追加剩余引发剂(0.02∽0.08％)，保温15∽30min，再升温至90℃左右，保温，降温，即得产品。

B.低温低甲醛粘合剂的应用

色浆组成：

粘合剂(40％含固量)            20％

涂料                          5％

增稠剂                        2％

水                            至总量100％

氨水                          pH调至7∽8

工艺1：平网印花(100目)：→烘干(100℃)→成品1

工艺2：平网印花(100目)：→烘干(80℃)→成品2

结果：

                干摩擦牢度    湿摩擦牢    手感     甲醛释放

                              度                   量

成品1(工艺1)    4级           3-4级       柔软     ＜30ppm

成品2(工艺2)    4级           3级         柔软     ＜30ppm

实施例2：

A.共聚胶乳用作低温无甲醛粘合剂的制备(含固量：40％)

胶乳组成：

单体种类                                  用量

丙烯酸丁酯                                65％

2-乙基丙烯酸己酯                          5％

苯乙烯                                    5％

甲基丙烯酸                                7％

甲基丙烯酸甲酯                            12％

含有两个或两个以上双键的乙烯类衍生物      6％

制备方法：

将0.5∽2％的平平加O和TX-30，0.2∽1.5％的OS和十二烷基硫酸钠用蒸馏水溶解后加入装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶内，搅拌，升温至78-80℃，加入0.2∽0.8％的过硫酸铵水溶液，搅拌一段时间后，滴加单体，控制滴加速度，2∽3小时内滴加完。后继续追加剩余引发剂(0.01∽0.08％)，保温15∽30min，再升温至90℃左右，保温，降温，即得产品。

B.低温无甲醛粘合剂的应用

色浆组成：

粘合剂(40％含固量)                20％

涂料                              5％

增稠剂                            2％

水                                至总量100％

氨水                              pH调至7∽8

工艺3：平网印花(100目)：→烘干(100℃)→成品3

工艺4：平网印花(100目)：→烘干(80℃)→成品4

结果：

                干摩擦牢     湿摩擦牢     手感

                度           度

成品3(工艺3)    4级          3-4级        柔软

成品4(工艺4)    3-4级        3级          柔软

实施例3：

A.共聚胶乳用作低温涂层剂的制备

胶乳组成：

单体种类                              用量

丙烯酸丁酯                            45％

2-乙基丙烯酸己酯                      18％

苯乙烯                                17％

甲基丙烯酸                            4.5％

N-羟甲基丙烯酰胺                      1.5％

甲基丙烯酸甲酯                        4％

含有两个或两个以上双键的乙烯类衍生物  10％

制备方法：

将0.5∽2％的平平加O和TX-30，0.2∽1.5％的OS和十二烷基硫酸钠用蒸馏水溶解后加入装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶内，搅拌，升温至78-80℃，加入0.2∽1％的过硫酸铵水溶液，搅拌一段时间后，分别滴加油性单体和NMA的水溶液，控制滴加速度，2∽3小时内滴加完。后继续追加剩余引发剂(0.01∽0.1％)，保温15∽30min，再升温至90℃左右，保温，降温，即得产品。

B.低温涂层剂的应用

涂层胶组成：涂层剂+增稠剂+氨水  调制pH6∽7

工艺：刮刀涂布→烘干(80℃)→成品

结果：

                          水压(mm水柱)

涂布一层                  ＞1000

涂布两层                  2000

Claims (4)

1.一种环保型低温水性丙烯酸酯共聚胶乳制备方法，其特征在于该方法是将装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶置于控温水浴上，加入乳化剂和蒸馏水，搅拌，升温至78-80℃，加入引发剂0.2-0.8％过硫酸铵水溶液，搅拌一段时间后，滴加按下列重量百分比组成的单体

30∽65％   丙烯酸丁酯

5∽30％    丙烯酸2-乙基己酯

5∽30％    苯乙烯

1∽10％    含有两个或两个以上双键的乙烯类衍生物

2∽7％     甲基丙烯酸

0∽3％     N-羟甲基丙烯酰胺

4∽12％    甲基丙烯酸甲酯

控制滴加速度，滴加完毕后继续追加剩余引发剂0.02-0.08％过硫酸铵水溶液，保温一段时间后，再升温至90℃左右，保温，降温，即得产品。

2.根据权利要求1所述的一种环保型低温水性丙烯酸酯共聚胶乳制备方法，其特征在于所述的乳化剂为平平加O、OS、十二烷基硫酸钠和TX-30；引发剂为过硫酸铵。

3.根据权利要求1所述的一种环保型低温水性丙烯酸酯共聚胶乳制备方法，其特征在于用该方法制得的胶乳的含固量在20％∽40％之间，玻璃化温度在-30℃∽+25℃。

4.一种如权利要求1所述方法制得的一种环保型低温水性丙烯酸酯共聚胶乳作为低温低甲醛粘合剂、低温无甲醛粘合剂、低温涂层剂和防起毛起球剂中的应用。