[發(fā)明專利]高固含量低粘度苯丙復合乳液的制備及工業(yè)化

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710051697.5
• 申請日: 2007-03-20
• 公開（公告）號: CN101270176A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 吳波;趙倩;范梅梅;周舒
• 申請（專利權(quán)）人: 吳波;趙倩;范梅梅;周舒
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F2/44;C08F2/24;C09D133/12;C09J133/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及含有P(MMA/BA/AA)P(St/AA)復合乳液的涂料或膠粘劑的制備方法，特別是涉及所述具有環(huán)保無污染、優(yōu)良的成膜性能和機械性能等特點的復合乳液涂料或膠粘劑的工業(yè)化應用。

技術背景

目前對于復合共混溶液的制備，主要集中在利用相同粒徑的乳液共混，而這從理論上不可能獲得高固含量低粘度乳液；即使將不同粒徑的乳液共混來制備高固含量乳液也要有一個濃縮過程，不宜在實際生產(chǎn)中工業(yè)化。Chu，Greenwood，Berend等先后將不同粒徑的單分散乳液按不同比例混合后，以蒸餾或者以差壓滲透的方法進行除水濃縮，研究大、小粒子粒徑比(R)及質(zhì)量分數(shù)或體積分數(shù)對體系粘度及固含量的影響，但是此方法在工業(yè)應用中意義不大；Arbina，MasaUnzue，Leiza等分別采用不同細乳液制備高固含量乳液，但是利用細乳液聚合方法制備高固含量乳液一方面不能嚴格控制乳膠粒的粒徑分布，另一方面需要特殊的設備，兩者都在一定程度上限制了細乳液聚合制備高固含量乳液的工業(yè)化；廖水姣等采用半連續(xù)乳液聚合，完全模擬工業(yè)生產(chǎn)條件合成了固含量65-70％的聚丙烯酸酯類系列乳液，得到的乳液產(chǎn)品平均粒徑200nm左右，且不具備很寬的粒徑分布，因而其粘度往往很大，所以固含量受到限制：在剪切速率為40.33s^-1時為30～40Pa·s，這對聚合散熱，聚合設備的設計及乳液的傳輸和使用都不利；霍東霞等人利用二次成核的方法制備了固含量高達60％的VAE/PVAc復合乳液，其得到的PVAc粒子為140nm小乳膠粒，VAE為表面分布著PVAc小乳膠粒的大粒子，粒徑為1029nm，但是沒有關于大小乳膠粒質(zhì)量分布的報道；Chu通過半連續(xù)種子法合成高固含量，其工藝流程如圖1(半連續(xù)種子法合成高固含量工藝流程圖)所示；Chu以APS為引發(fā)劑，以聚氧乙烯烷基酚醚(HV₂₅)和聚氧乙烯烷基酚醚硫酸鈉(NOS₂₅)復配作乳化劑；本法采用原位制備法，即在同一反應器中，用大粒徑種子乳液為介質(zhì)，采用單體半連續(xù)加料工藝，通過對乳膠粒徑分布進行設計制備高固含量低粘度的同時，對乳膠粒的組分和軟硬度進行設計，原位制備一系列的苯丙復合乳液，提高機械強度和成膜性能，增加固含量，降低粘度，工藝簡化，工藝流程如圖2(原位制備苯丙復合乳液工藝流程圖)所示。

發(fā)明內(nèi)容

(一)、實驗原材料

甲基丙烯酸甲酯(MMA)，工業(yè)產(chǎn)品，上海高橋化工廠，經(jīng)填有活性氧化鋁柱除去阻聚劑后冷藏備用。

丙烯酸丁酯(BA)，工業(yè)產(chǎn)品，北京東方化工廠，經(jīng)填有活性氧化鋁柱除去阻聚劑后冷藏備用。

丙烯酸(AA)，工業(yè)產(chǎn)品，北京東方化工廠。

壬基酚聚十氧乙烯(OP-10)，工業(yè)產(chǎn)品，南京金陵石化公司。

過硫酸銨(APS)，工業(yè)產(chǎn)品，天津化學試劑公司。

碳酸氫鈉(SBC)，工業(yè)產(chǎn)品，武漢無機鹽化工廠。

十二烷基硫酸鈉(SDS)，工業(yè)產(chǎn)品，武漢工業(yè)化工二廠。

(二)、P(MMA/BA/AA)/P(St/AA)復合乳液的制備工藝過程

乳液制備在一個裝有攪拌器，溫度計，冷凝裝置，N₂保護及加料裝置的搪瓷反應容器中進行，反應溫度由一自動溫控裝置控制。

1、大粒徑單分散種子乳液(MMA/BA/AA)的制備(半連續(xù)種子乳液聚合法)

先在搪瓷反應器中投入：丙烯酸丁酯(BA)10-15份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)5-10份、水(H₂O)160-190份、壬基酚聚十氧乙烯(OP-10)0.4-1.0份、十二烷基硫乳鈉(SDS)0.005-0.015份、碳酸氫鈉(SBC)0.05-0.20份，加入引發(fā)劑(APS)0.6-0.8份，使之引發(fā)聚合，在72℃下反應50分鐘，再連續(xù)滴加由丙烯酸丁酯(BA)120-150份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)80-100份、丙烯酸(AA)3.0-9.0份、水(H₂O)50-70份、壬基酚聚十氧乙烯(OP-10)3-8份、十二烷基硫乳鈉(SDS)0.04-0.08份、過硫酸銨(APS)0.2-0.5份、經(jīng)高速攪拌半小時制得的預乳化單體，加料溫度為75℃，時間為200min，使乳膠粒逐步增長，同時提高固含量，加料完畢后升溫到80℃繼續(xù)反應30min，得到500份大粒徑種子乳液。

2、制備固含量大于72％的低粘度的穩(wěn)定乳液