[發(fā)明專利]一種水性丙烯酸酯乳液的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410169866.5
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103992431A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵國強;游金宗
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江外國語學院
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F212/08;C08F220/14;C08F220/44;C08F218/08;C08F2/24
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水性丙烯酸酯乳液的制備方法。

技術(shù)背景

乳液聚合技術(shù)始于上世紀早期，30年代見于工業(yè)生產(chǎn)，目前乳液聚合已成為高分子科學和技術(shù)的重要領(lǐng)域，是生產(chǎn)高聚物的重要方法之一。乳液聚合具有很多優(yōu)點，如：體系粘度低，易散熱，生產(chǎn)安全，成本低，污染??；設(shè)備簡單，操作靈活等。但是，用于乳液聚合的傳統(tǒng)乳化劑雖然品種齊全、數(shù)量多，但由于其分子在聚合物膜中呈游離狀態(tài)，容易解吸并可遷移到膠層表面，從而導(dǎo)致多種缺陷，如產(chǎn)品穩(wěn)定性差、影響成膜速度、影響聚合物及膜的性能、容易造成環(huán)境污染等。為了克服由于加入傳統(tǒng)乳化劑而帶來的弊端，國內(nèi)外近十幾年來開發(fā)了一些反應(yīng)性乳化劑，此類乳化劑或者能夠與單體聚合，或者作為一種表面活性劑、鏈轉(zhuǎn)移劑或引發(fā)劑存在于體系中，從而起到乳化作用。為了較容易形成穩(wěn)定的預(yù)乳化混合物和乳膠粒，反應(yīng)性乳化劑產(chǎn)品在設(shè)計時要么添加有機溶劑，包括芳香烴溶劑，要么添加有苯基、壬基酚等一個較長的親油鏈基團。例如，專利CN102807643在制備納米聚丙烯酸酯乳液中描述了一種可以與乳液聚合單體共聚的乳液聚合用乳化劑，但制備過程中加入了酯化催化劑和有機溶劑；專利WO107069(中國專利公開號：CN101622309A)在描述制備基于聚丙烯酸酯分散體的粘合劑組合中，含水聚丙烯酸酯分散體的制備就加有芳香烴溶劑；專利CN101638451A則采用α-烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸銨等反應(yīng)性乳化劑來制備水性丙烯酸酯乳液，而含壬基酚等基團的物質(zhì)，如同已被國際環(huán)保組織取締、嚴禁使用的傳統(tǒng)乳化劑壬基酚聚氧乙烯醚等一樣，對環(huán)境也有嚴重影響，另外，反應(yīng)性乳化劑無一例外的增加了成本，對工業(yè)化生產(chǎn)不利。所以隨著國際環(huán)保法規(guī)的強制貫徹執(zhí)行，以及人們環(huán)保意識的不斷提高，綠色環(huán)保型乳化劑的開發(fā)利用顯得既迫切又重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種使用一種天然提取液作為乳化劑制備水性丙烯酸酯乳液的方法，該天然提取液符合綠色環(huán)保的要求，具有成本優(yōu)勢，且乳化作用效果好，生產(chǎn)易于控制，生成的聚合物顆粒分布均勻，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，具有廣泛應(yīng)用前景。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種水性丙烯酸酯乳液的制備方法，所述水性丙烯酸酯乳液是由軟單體和硬單體通過乳液聚合的方法制得，所述的乳液聚合的方法采用的乳化劑為按照如下方法制得的提取液：以皂莢莢果的果殼或無患子的果皮為原料，將其加入去離子水中，煮沸，冷卻后抽濾，濾液即為提取液。

進一步，皂莢莢果的果殼或無患子的果皮與去離子水的投料質(zhì)量比為1:30～150。

更進一步，皂莢莢果的果殼或無患子的果皮與去離子水的投料質(zhì)量比為1:50～150。

進一步，所述的軟單體選自下列一種或任意幾種的組合：丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯。

進一步，所述的硬單體選自下列一種或任意幾種的組合：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈。

進一步，所述煮沸的時間為0.5～24h，優(yōu)選3～12小時。

本發(fā)明所述的乳液聚合，采用的是常規(guī)工藝操作，可以是間歇工藝、半連續(xù)工藝、連續(xù)工藝、預(yù)乳化工藝、補加乳化劑工藝、種子乳液聚合工藝等，不局限于某一種特定的工藝操作。

本發(fā)明具體推薦所述水性丙烯酸酯乳液的制備方法包括以下步驟：

1)將皂莢莢果的果殼或無患子的果皮加入去離子水中，經(jīng)浸泡、煮沸，冷卻后抽濾，濾液即為提取液；

2)將軟單體、硬單體和緩沖劑溶解在步驟1)所得的提取液中，充分混合形成預(yù)乳化液；

3)將部分步驟2)所得的預(yù)乳化液轉(zhuǎn)入反應(yīng)容器中，通入氮氣以預(yù)先除去系統(tǒng)中的氧氣，加入引發(fā)劑升溫至65～75℃，保溫至物料呈藍色，得預(yù)聚液；

4)在步驟3)所得的預(yù)聚液中連續(xù)滴加剩余的預(yù)乳化液，滴加時間為1～3小時，期間間隔地補加引發(fā)劑，預(yù)乳化液滴加完后，加入功能單體，升溫至75～80℃，保溫0.5～3h，再抽真空除去未反應(yīng)單體，冷卻后加入堿性試劑調(diào)pH至7～9，過濾得到水性丙烯酸酯乳液。

所述步驟2)中，所述的緩沖劑優(yōu)選下列之一：碳酸氫鈉、氨水、磷酸氫二鈉、乙酸鈉、三乙胺。緩沖劑主要是調(diào)節(jié)體系的酸堿度和離子強度，其加入量一般使得體系呈弱堿性即可。

所述步驟2)中，軟單體與硬單體的質(zhì)量比一般在0.5～10:1，可以通過調(diào)整軟單體與硬單體的用量比例來調(diào)節(jié)所得的丙烯酸酯聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。