CN1427017A - 有附聚作用的丙烯酸胶乳的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有附聚作用的丙烯酸胶乳的制备方法，主要原料成分含量为：单体A丙烯酸酯类25～50％、单体B甲基苯乙烯或苯乙烯35～55％、单体C丙烯酸或甲基丙烯酸10～20％，外加引发剂过硫酸钾0.2～0.6％、阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠1～2％、非离子乳化剂壬基酚聚氧乙烯(10)醚2～4％，调节剂十二碳硫醇0.1～0.5％，去离子水125～245％。在反应器中将阴离子乳化剂和水搅拌乳化；加入调节剂、引发剂、占各自总含量20～40％的单体A、单体B和非离子乳化剂，在65～80℃下反应10～30分钟；滴加含有单体C的剩余原料1.5小时以上；继续反应2～5小时得到本发明丙烯酸胶乳。该方法制备工艺简单、原料易得、生产成本低，制得的丙烯酸胶乳可有效增大丁苯胶乳的粒径。
Description
技术领域：
本发明涉及一种有附聚作用的丙烯酸胶乳的制备方法，具体地说是一种能附聚增大丁苯胶乳粒径的丙烯酸胶乳的制备方法。
背景技术：
中国专利87104770A《胶乳附聚的方法》中，附聚胶乳的组成为：(A)一种选自弹性体和热塑性树脂的聚合物，和(B)一种由嵌段共聚物所组成的非离子型表面活性剂，共聚物中至少含一个聚氧乙烯链段和至少含一个选自乙烯、二烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物的链段。通过在合成(A)聚合物期间，用(B)作一种表面活性剂来制取上述附聚胶乳。表面活性剂(B)主要指聚氧乙烯-聚苯乙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物。具体实施时，将水、表面活性剂和甲醇加到一个70℃恒温水浴的反应瓶中，鼓氮除氧，当表面活性剂完全溶解，反应温度达到70℃时，加入30％单体和叔十二碳硫醇的混合物，5分钟后，加入溶于水的过硫酸钾，进行反应即可制得所述的附聚乳胶。上述方法中制备附聚胶乳的非离子表面活性剂需要采用特殊的工艺自己合成，增加了制备工艺的复杂性和生产成本。
发明内容：
本发明的目的是提供一种采用传统乳液聚合法制备有附聚作用的丙烯酸胶乳的方法，该方法制备工艺简单、原料易得、生产成本低，可有效增大丁苯胶乳的粒径。
本发明的目的是通过以下技术解决方案实现的。
一种有附聚作用的丙烯酸胶乳的制备方法，其主要原料成分含量为(重量％)：
单体A：丙烯酸酯类25～50％
单体B：甲基苯乙烯或苯乙烯35～55％
单体C：丙烯酸或甲基丙烯酸10～20％
引发剂：过硫酸钾，外加0.2～0.6％
阴离子乳化剂：十二烷基硫酸钠，外加1～2％
非离子乳化剂：壬基酚聚氧乙烯(10)醚，外加2～4％
调节剂：十二碳硫醇，外加0.1～0.5％
去离子水：外加125～245％
其制备工艺过程如下：
(1)在反应器中加入阴离子乳化剂和去离子水搅拌乳化；
(2)加入调节剂、引发剂、占各自总含量20～40％的单体A、单体B和非离子乳化剂，在65～80℃下反应10～30分钟；
(3)滴加含有单体C和剩余单体A、单体B、非离子乳化剂的剩余原料1.5小时以上；
(4)继续反应2～5小时得到本发明丙烯酸胶乳。
所述的调节剂、引发剂、占各自总含量20～40％的单体A、单体B和非离子乳化剂是直接加入到反应器中的，所述的含有单体C和剩余单体A、单体B、非离子乳化剂的剩余原料是经预乳化后滴加到反应器中的。
所述的原料成分中还包括有交联剂—过氧化氢异丙苯或过氧化苯甲酰，其含量(重量％)为外加0.02～0.08％，交联剂中的20～40％与调节剂、引发剂、占各自总含量20～40％的单体A、单体B和非离子乳化剂一起加入到反应器中，余量与含有单体C和剩余单体A、单体B、非离子乳化剂的其它剩余原料一起滴加到反应器中。
本发明技术方案中所称的阴离子乳化剂、非离子乳化剂、调节剂、引发剂、交联剂、去离子水含量的外加是指：阴离子乳化剂、非离子乳化剂、调节剂、引发剂、交联剂、去离子水各自的含量为相对于三种单体含量之和的重量百分比。
采用本发明丙烯酸胶乳附聚丁苯胶乳的过程是在常温、常压、搅拌条件下进行的，将0.1-10％(丙烯酸胶乳/丁苯胶乳固体量比值)的丙烯酸胶乳滴加到丁苯胶乳中，搅拌20分钟-3小时进行附聚混合，可以得到所需要的大粒径丁苯胶乳
本发明与现有技术相比所具有的优点在于：本发明方法制备过程是在温度不超过80℃的常压下进行的，工艺过程简单，对设备没有特殊的要求。原料均为市场出售的普通原料，容易获得，省去了原料制备工艺，进一步简化了工艺过程，降低了生产成本。采用本发明制备出的丙烯酸胶乳粒径在70～90纳米之间，固含量为30～45％。单体转化率高，不需要进行后处理。该丙烯酸胶乳可有效增大丁苯胶乳的粒径，使其粒径达到140～870纳米之间。
具体实施方式：
下述实施例中所采用的各种原料的来源：
苯乙烯、甲基苯乙烯采用吉化有机合成厂生产的产品；
丙烯酸、甲基丙烯酸及其丙烯酸酯类采用吉联(吉林)石油化学有限公司生产的产品；
十二烷基硫酸钠采用长春化学试剂分厂生产的产品；
壬基酚聚氧乙烯(10)醚，采用旅顺化工厂生产的产品，其商品名为OP-10；
十二碳硫醇采用美国philips石化公司生产的产品；
过氧化氢异丙苯、过氧化苯甲酰采用兰州助剂化工厂生产的产品；
过硫酸钾采用北京化工厂生产的产品。
实施例1
制备丙烯酸胶乳所用原料成分含量(重量％)：
单体A：丙烯酸乙酯50％
单体B：甲基苯乙烯38％
单体C：丙烯酸12％
引发剂：过硫酸钾，外加0.4％
阴离子乳化剂：十二烷基硫酸钠，外加1.5％
非离子乳化剂：壬基酚聚氧乙烯(10)醚，外加3％
调节剂：十二碳硫醇，外加0.3％
交联剂：过氧化苯甲酰，外加0.08％
去离子水：外加158％
制备工艺过程如下：
(1)在带有搅拌装置的反应器中加入阴离子乳化剂和水搅拌乳化；
(2)将调节剂、引发剂、占各自总含量40％的单体A、单体B、交联剂和非离子乳化剂直接加入到反应器中，升温至70℃下反应10分钟；
(3)将含有单体C和剩余单体A、单体B、非离子乳化剂、交联剂的剩余原料预乳化后，经1.5小时滴加到反应器中；
(4)滴加结束后继续反应3小时结束，得到本发明丙烯酸胶乳。
所得到的丙烯酸胶乳固含量39.8％、粒径80.6纳米，用此胶乳来附聚固含量52.5％、粒径181纳米的丁苯胶乳，附聚后可得粒径为870纳米的胶乳。
实施例2
制备丙烯酸胶乳所用原料成分含量(重量％)：
单体A：丙烯酸丁酯26％
单体B：苯乙烯55％
单体C：丙烯酸19％
引发剂：过硫酸钾，外加0.25％
阴离子乳化剂：十二烷基硫酸钠，外加1％
非离子乳化剂：壬基酚聚氧乙烯(10)醚，外加2％
调节剂：十二碳硫醇，外加0.15％
交联剂：过氧化氢异丙苯，外加0.03％
去离子水：外加196％
制备工艺过程如下：
(1)在带有搅拌装置的反应器中加入阴离子乳化剂和水搅拌乳化；
(2)将调节剂、引发剂、占各自总含量20％的单体A、单体B、交联剂和非离子直接加入到反应器中，升温至80℃下反应20分钟；
(3)将含有单体C和剩余单体A、单体B、非离子乳化剂、交联剂的剩余原料预乳化后，经2小时滴加到反应器中；
(4)滴加结束后继续反应4.5小时结束，得到本发明丙烯酸胶乳。
所得到的丙烯酸胶乳固含量34.5％，粒径78.6纳米，用此胶乳来附聚固含量32％、粒径81纳米的丁苯胶乳，附聚后可得粒径为140纳米的胶乳。
实施例3
制备丙烯酸胶乳所用原料成分含量(重量％)：
单体A：丙烯酸丁酯40％
单体B：苯乙烯45％
单体C：甲基丙烯酸15％
引发剂：过硫酸钾，外加0.58％
阴离子乳化剂：十二烷基硫酸钠，外加2％
非离子乳化剂：壬基酚聚氧乙烯(10)醚，外加4％
调节剂：十二碳硫醇，外加0.5％
交联剂：过氧化氢异丙苯，外加0.05％
去离子水：外加158％
制备工艺过程如下：
(1)在带有搅拌装置的反应器中加入阴离子乳化剂和水搅拌乳化；
(2)将调节剂、引发剂、占各自总含量30％的单体A、单体B、交联剂和非离子乳化剂直接加入到反应器中，升温至65℃下反应10分钟；
(3)将含有单体C和剩余单体A、单体B、非离子乳化剂、交联剂的剩余原料预乳化后，经2.5小时滴加到反应器中；
(4)滴加结束后继续反应2小时结束，得到本发明丙烯酸胶乳。
所得到的丙烯酸胶乳固含量40％，粒径86.8纳米，用此胶乳来附聚固含量35％、粒径180纳米的丁苯胶乳，附聚后可得粒径为382纳米的胶乳。
上述实施例中，胶乳粒径的测试采用日本PHOTAL公司生产的PAR-III型自动粒径分布测定仪进行，测定仪采用激光法自动测定每个粒子的粒径；固含量的测定方法是：取出约1.5克聚合物乳液经称量后放进鼓风干燥箱中烘干，其中干物质占湿乳液的百分含量就是该乳液的固含量。
Claims (3)
1.一种有附聚作用的丙烯酸胶乳的制备方法，其特征在于：
主要原料成分含量为(重量％)：
单体A：丙烯酸酯类25～50％
单体B：甲基苯乙烯或苯乙烯35～55％
单体C：丙烯酸或甲基丙烯酸10～20％
引发剂：过硫酸钾，外加0.2～0.6％
阴离子乳化剂：十二烷基硫酸钠，外加1～2％
非离子乳化剂：壬基酚聚氧乙烯(10)醚，外加2～4％
调节剂：十二碳硫醇，外加0.1～0.5％
去离子水：外加125～245％
制备工艺过程如下：
(1)在反应器中加入阴离子乳化剂和去离子水搅拌乳化；
(2)加入调节剂、引发剂、占各自总含量20～40％的单体A、单体B和非离子乳化剂，在65～80℃下反应10～30分钟；
(3)滴加含有单体C和剩余单体A、单体B、非离子乳化剂的剩余原料1.5小时以上；
(4)继续反应2～5小时得到本发明丙烯酸胶乳。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的调节剂、引发剂、占各自总含量20～40％的单体A、单体B和非离子乳化剂是直接加入到反应器中的，所述的含有单体C和剩余单体A、单体B、非离子乳化剂的剩余原料是经预乳化后滴加到反应器中的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的原料成分中还包括有交联剂—过氧化氢异丙苯或过氧化苯甲酰，其含量(重量％)为外加0.02～0.08％，交联剂中的20～40％与调节剂、引发剂、占各自总含量20～40％的单体A、单体B和非离子乳化剂一起加入到反应器中，余量与含有单体C和剩余单体A、单体B、非离子乳化剂的其它剩余原料一起滴加到反应器中。
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