[發明專利]密封膠用高固含量低粘度丙烯酸酯乳液的制備方法

有效

• 申請號: 201310172997.4
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103232566A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 劉軍深;劉訓恿;劉毅;宋文芹;王加群;劉清清;莊景全;司維戈
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F220/06;C08F220/58;C08F2/30;C08F2/26;C09J133/08;C09K3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及有機高分子材料的粘膠劑領域，具體地說是一種密封膠用高固含量低粘度丙烯酸酯乳液的制備方法。

背景技術

近年來，隨著世界各國對環境污染的日益重視，水基聚合物體系成為重要的發展方向之一。其中丙烯酸酯類水基體系因易合成、性能優良，屬高附加值、高利潤的化工產品，發展非常迅速，廣泛用作密封膠、涂料、粘合劑等。而丙烯酸酯乳液密封膠因具有耐老化性優良、無溶劑污染、價格低廉、不污染變色，并可在潮濕基層上施工等優點而受到廣泛的重視。丙烯酸酯乳液作為密封膠的主體樹脂，具有耐候性好、硬度高、涂膜光亮、耐熱油性佳、耐臭氧性好和抗紫外線強等優點；同時，以乳液聚合為基礎制備的水乳型丙烯酸酯密封膠是以水為連續相的，具有成本低廉、安全無毒和環境友好等特點，已成為近幾年的研究熱點和重點。因此，對丙烯酸酯乳液的聚合方法及產品的穩定性和功能特性的研究就變得尤為重要。近年來，為了制得性能優良的聚丙烯酸酯乳液新型改性樹脂材料，國內外相繼開發了新的乳液聚合方法，其中反應性聚合乳化劑、核、殼種子聚合、超濃乳液聚合、通過功能單體進行改性等已成為國內外研究的熱點領域。作為高品位密封膠用的丙烯酸酯乳液要求樹脂固含量必須高于70%，旨在降低密封膠的收縮性、縮短固化干燥時間，改善操作性能，提高粘結性能及力學性能以滿足密封膏的更高要求。但聚合物乳液的固含量超過50％時，粘度開始隨固含量增加而急劇上升，粘度增高使聚合體系的混合、傳熱成為問題，因此，在合成高固含量的同時，粘度不能太高，合成難度較大。有關高固含量聚合物乳液的專利報道較少，據文獻和專利報道可知固含量大多只能達到55%～65%，進一步提高固含量后粘度劇增甚至破乳。國內有研究者通過抽提等復雜手段實現了高固含量丙烯酸酯乳液的合成但工藝很復雜，不利于實現工業化大生產，還有研究者通過改變乳化劑或聚合方法等來制備高固含量丙烯酸酯乳液但固含量還都在70%以下，且粘度和穩定性都滿足不了實際應用的條件，因此，國內目前還沒有實現高固含量丙烯酸酯乳液（固含量＞70%）的工業化生產。國外也有專利報道（US6040380）可以合成出固含量在70%以上的丙烯酸酯乳液，但其粘度偏高，固含量為72%時在1?rpm轉速下粘度達到4500?mpa.s，而且其合成較復雜，必須先合成出合適的種子乳液，以種子乳液為基礎才能進行第二次高固含量乳液聚合，用于密封膠時由于粘度高而不利于后期的高速攪拌混雜其它組分，所以也不能用于密封膠，沒有真正實現工業化生產。本專利就是針對此問題，為滿足建筑用密封膠低模量，高延伸、低收縮率的要求，采用不同于目前乳液合成的方法來制備固含量在70%以上的丙烯酸酯乳液，并最終轉化為工業化生產。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種密封膠用高固含量低粘度丙烯酸酯乳液的制備方法，該方法得到的丙烯酸酯乳液的密封膏具有低收縮率、高延伸、固化時間短、粘結性能及力學性能強等優良特性。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案是：一種密封膠用高固含量低粘度丙烯酸酯乳液的制備方法，其特征在于包括以下步驟：首先在氮氣保護下，將丙烯酸酯、反應性乳化劑單體、膠乳保護劑和水按固含量為70～82%加至容器中，反應性乳化劑單體占總單體質量的0.3～0.8%，水的加入量為總單體質量的22～42%，膠乳保護劑的用量為總單體質量的0.1～0.3%，室溫攪拌混合均勻得混合液；然后將反應器抽真空、充氮氣重復三次，升溫至70～90℃，加入單體質量0.1～0.8%的引發劑水溶液，將40%的上述混合液滴加至反應器后，反應15～30?min，剩余60%的上述混合液中加入單體質量0.12～0.3%的陰離子、非離子乳化劑制成預乳液，陰離子與非離子乳化劑的質量比為60～95%：40～5%，同時向反應器中滴加預乳液和單體質量0.2～1%的引發劑水溶液，滴加完畢后恒溫50?min，制得丙烯酸酯乳液。

本發明所述反應性乳化劑單體為N-羥甲基丙烯酰胺、十二烷基烯丙基丁二酸酯磺酸鈉、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物。陰離子乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、癸烷基磺酸鈉的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物。非離子乳化劑為聚氧乙烯基辛基酚醚。丙烯酸酯為丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸甲酯的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物。引發劑為過硫酸銨或過硫酸鉀或其它過硫酸鹽。膠乳保護劑為碳酸氫鈉或碳酸鈉。

丙烯酸酯乳液的成膜固化：在表面經過砂紙打磨處理過的鋼板上，涂上厚度為120?um左右厚的乳液，60℃烘干固化30?min后成膜，考察其各項性能。