[發明專利]一種空心結構的乳液聚合物的制備方法

有效

• 申請號: 200910069261.8
• 申請日: 2009-06-14
• 公開（公告）號: CN101575394A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 張福強;黃道明;茆呂軍;王青林
• 申請（專利權）人: 河北日出化工有限公司
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/06;C08F2/30;C08F2/26
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技術領域

本發明涉及一種空心結構的乳液聚合物的制備方法。尤其涉及在 種子聚合、核層聚合和殼層聚合的基礎上，通過堿溶脹方法使核層聚 合物溶脹而制備均勻、穩定的空心結構乳液聚合物的方法。

背景技術

近年來出現了關于空心聚合物或中空聚合物的制備方法及其應 用的專利。如LG化學株式會社在CN1906217中公開了一種空心聚合 物粒子的制備方法，該方法通過種子乳液聚合，利用兩種聚合物的溶 解度差別產生的相分離而實現空心結構。該方法得到的空心聚合物粒 子具有輕質、白度及光澤度好、遮蓋力強等優點，可用于涂料、造紙、 墨水、生物醫藥和信息處理等領域。但上述方法使用了有機溶劑，價 格高，毒性較大，生產使用存在安全隱患，殘留在聚合物粒子中的溶 劑也導致環境問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術上述之不足，提供一種空心結構 的乳液聚合物及其制備方法。

本發明所提供一種空心結構的乳液聚合物及其制備方法，包括以 下步驟：

(1)將0.8-2.5wt％的陰離子型和陰非離子型乳化劑溶于水，加入 7.0-10wt％的親油性單體、78-90wt％的親水性單體和3.0-10wt％的鏈 轉移劑，升溫至70-85℃，加入0.8-2.0wt％引發劑，0.5-2小時后冷 卻至室溫，得種子乳液聚合物；

(2)以50-65wt％的親水性單體、32-39wt％的親油性單體和 0.1-2.0wt％交聯單體作為核層混合單體，與0.5-3.0wt％的陰離子乳 化劑和非離子乳化劑，體系充分乳化，得預乳液；取上述種子聚合物， 在70-85℃下滴加0.2-1.0wt％引發劑，同時滴加核層混合單體預乳 液，反應1-3小時后保溫0-2小時，出料，制得核層乳液聚合物；

(3)以5.0-10wt％的親水性單體、75-95wt％的親油性單體和 0.1-2.0wt％交聯單體作為殼層混合單體，與1.0-4.0wt％的陰離子乳 化劑和非離子乳化劑，體系充分乳化，得預乳液。取上述核層乳液聚 合物，在70-85℃下滴加0.2-1.0wt％引發劑，同時滴加殼層混合單體 預乳液，反應4-7小時后保溫0-2小時，出料，制得殼層乳液聚合物；

(4)取上述殼層乳液聚合物，在30-95℃下加入殼層乳液聚合物 質量1.0-5.0wt％的堿，中和膨脹處理1-4小時后，冷卻至室溫，出 料，制得空心結構的乳液聚合物。

上述步驟(1)中的鏈轉移劑為硫醇化合物。硫醇化合物可為如正 十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、1，5-戊二硫醇、1，6-己二硫醇、2- 乙基己基-3-巰基丙酸酯、2-巰基丙酸乙酯、3-疏基丙酸乙酯、3-疏 基丙酸甲酯。在此使用的硫醇化合物可為至少一個選自上述的化合 物。

上述步驟(1)、(2)、(3)中的親油性單體是苯乙烯、α-甲基苯 乙烯、C4及其以上的(甲基)丙烯酸酯，優選苯乙烯和C4(甲基)丙烯 酸酯。

上述步驟(1)、(2)、(3)中的親水性單體是不飽和羧酸單體和親 水非離子單體。不飽和羧酸單體為至少一種選自包括如甲基丙烯酸、 丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富馬酸和馬來酸的不飽和羧酸，和衣康酸 單乙酯、富馬酸單丁酯和馬來酸單丁酯的羧酸酯組中的單體。優選的 是甲基丙烯酸和丙烯酸。親水非離子單體可為至少一種選自包括不飽 和羧酸烷基酯，如丙烯酸甲酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水 甘油酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙 烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、 丙烯酰胺、甲基丙烯酸胺、衣康酸酸胺、乙烯基吡咯烷酮和乙烯基吡 啶組中的單體。優選的是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯 和丙烯酰胺。

上述步驟(2)、(3)中的交聯單體是二乙烯基苯、二丙烯酸乙二 醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、三羥甲基丙烷三(甲 基)丙烯酸酯。優選二乙烯基苯、乙二醇雙丙烯酸酯或三羥甲基丙烷 三丙烯酸酯。