[發明專利]一種醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚制備水溶性PVA樹脂的方法

有效

• 申請號: 201210249848.9
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102746462A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 許獻智;施紅生;汪曉飛;潘友超
• 申請（專利權）人: 安徽皖維高新材料股份有限公司
• 主分類號: C08F263/04
• 分類號: C08F263/04;C08F220/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

一、技術領域

本發明涉及一種乳液制備醋酸乙烯-丙烯酸水溶性樹脂的方法。

二、背景技術

聚乙烯醇，是人們熟悉的高分子。它具有優越的粘接強度，具有非常良好的成膜性，PVA還具有很好的耐化學性能。因此，除了作纖維原料外，還被大量用于生產涂料、粘合劑、紙品加工劑、乳化劑、分散劑、薄膜等產品，應用范圍廣泛。研究表明，在自然環境中廣泛存在著可降解PVA的微生物．因此PVA及其衍生物的生產和使用符合當今環境保護的要求，具有十分廣闊的應用前景。

PVA在進行加工生產下游產品時大部分需要溶解，目前PVA生產采用醋酸乙烯酯（VAC）單體聚合，不添加第二單體，產品PVA樹脂溶解溫度在90℃以上，能耗非常高，且溶解時間較長，一般需保持溶解溫度8小時才能將PVA溶解充分，開發出易于溶解的PVA產品已成為行業關注的熱點。王灝在“PVAc乳液的共聚共混改性研究”中采用了甲基丙烯酸甲酯與醋酸乙烯酯共聚后再與酚醛樹脂共混的方法提高PVA性能；孫忠娟等在“聚乙烯醇丙烯酸接枝共聚制備吸水性樹脂的研究”課題中，制備出高吸水性聚乙烯醇樹脂。

三、發明內容

本發明旨在提供一種醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚制備水溶性PVA樹脂的方法，所要解決的技術問題是降低PVA樹脂的溶解溫度、提高其溶解性。

本發明首先以醋酸乙烯酯和丙烯酸為原料接枝共聚，通過引發劑在聚醋酸乙烯酯線性大分子上激活某些活化點從而接枝丙烯酸支鏈．形成三維空間網絡結構，聚合物中含羥基、羧基、羧酸鈉等親水性基團；然后醇解制備高吸水性PVA樹脂，旨在開發聚乙烯醇的非紡織領域的應用。

本發明醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚制備水溶性PVA的方法，包括聚合和醇解各單元過程：

所述聚合是向反應釜中加入溶劑甲醇、醋酸乙烯酯（VAC）和丙烯酸，升溫至60-70℃時加入引發劑偶氮二異丁腈，控制反應溫度在60-70℃冷凝回流反應3-5小時；反應結束后向反應液中加入甲醇，蒸餾排除未反應的VAC單體，得到共聚物溶液，控制共聚物溶液中VAC的含量不大于0.1%，固含量為20-30%；丙烯酸的添加量為醋酸乙烯酯體積的1-1.5%；偶氮二異丁腈的添加量為醋酸乙烯酯質量的0.02-0.025%；

醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物的結構通式為：

其中：m值在1900-5000；

n值在80-180。

所述醇解是待共聚物溶液冷卻至室溫后攪拌加入濃度為30-40g/L的NaOH甲醇溶液，堿克分子比為0.08-0.1，于25-35℃密閉反應25-35min，然后于110-130℃干燥即得PVA樹脂。

堿克分子比是指NaOH的摩爾量和共聚物的摩爾量之比。

水溶性測試：稱取制備的PVA樹脂1g，放入錐形瓶中加蒸餾水200mL，80℃測其溶解性，計時并觀察PVA的溶解情況。

與已有技術相比，本發明的有益效果體現在：

1、本發明在VAC單體聚合過程中，加入第二單體丙烯酸，生成的聚合物由于引入了新基團，空間位阻發生了改變，同時羧酸基團的引入，將改變聚合物的溶解性，使該類型聚合物更易溶解。

2、現有技術中PVA的溶解一般都是在90-100℃下進行，甚至更高的溫度。本發明方法制備的PVA能在80℃的條件下完全溶解，溶解時間3-4小時。

四、具體實施方式

本發明實施例反應步驟如下：

1、聚合：向反應釜中加入溶劑甲醇、醋酸乙烯酯和丙烯酸，升溫至60-70℃時加入引發劑偶氮二異丁腈，控制反應溫度在60-70℃冷凝回流反應3-5小時；反應結束后向反應液中加入甲醇，蒸餾排除未反應的VAC單體，得到共聚物溶液，控制共聚物溶液中VAC的含量不大于0.1%，固含量為20-30%；丙烯酸的添加量為醋酸乙烯酯體積的1-1.5%；偶氮二異丁腈的添加量為醋酸乙烯酯質量的0.02-0.025%；

2、醇解：待共聚物溶液冷卻至室溫后取出300mL放入燒杯中，攪拌下緩慢加入濃度為30-40g/L的堿甲醇溶液，于25-35℃密閉反應25-35min，然后于110-130℃干燥即得PVA樹脂。

3、水溶性測試：稱取制備的PVA樹脂1g，放入錐形瓶中加蒸餾水200mL，80℃測其溶解性，計時并觀察PVA的溶解情況。

對比例1：

1、聚合：