[發明專利]以雙可聚合乳化劑制備的高固含量低粘度高穩定性聚丙烯酸酯乳液及方法

有效

• 申請號: 201410196686.6
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN105085779B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 艾照全;蔡婷;魯艷;艾書倫
• 申請（專利權）人: 武漢強力荷新材料有限公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F2/30;C08F2/26;C09D133/12;C09D133/08
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 劉治河

本專利涉及采用雙可聚合乳化劑制備高固含量低粘度高穩定性聚丙烯酸酯乳液及方法，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)等為原料，以非離子可聚合乳化劑烯丙氧基聚氧乙烯醚（F）和陰離子可聚合乳化劑烯丙氧基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸銨（DNS）復配作為單體乳化劑體系合成一種高固含量（≥70%）低粘度（≤400 mPa·s）穩定性強的共聚乳液，可聚合乳化劑必須全部與單體預混合均勻，以免可聚合乳化劑單獨均聚，前期乳液制備采用無水條件下將雙可聚合乳化劑與單體混合后用于滴加，中后期采用含預乳化液（雙可聚合乳化劑與單體）緩沖劑、引發劑及水一并混合乳化。

技術領域

本發明涉及一種采用可聚合非離子和可聚合陰離子乳化劑制備高固含量丙烯酸酯乳液的制備方法。屬于涂料、膠粘劑等技術領域。

背景技術

近年來，隨著綠色環境保護與循環經濟呼聲的高漲，水基聚合物體系成為重要的發展方向之一，其中高固含量低粘度丙烯酸酯聚合物乳液成為研究熱點，國內有關專利(CN103232566)采用常規陰離子乳化劑與非離子乳化劑進行復配制備固含量為70％以上的丙烯酸酯乳液，然而，一般這類聚合物乳液性能欠佳尤其是穩定性。

常規乳化劑通常以物理吸附方式附著在聚合物粒子表面，容易受到外界環境的影響，發生解吸、遷移而失去穩定性，且其用量通常較大等。為了克服常規乳化劑的不足,國內外研究人員開發了許多新型的乳化劑品種JP0693239DE 4202050，在乳液聚合中使用可聚合乳化劑，可聚合乳化劑由于其具有聚合活性，其反應性官能團能參與乳液聚合反應，以共價鍵的方式鍵合到聚合物粒子表面，成為聚合物的一部分，在受到機械高剪切時，避免可能會引起破乳，從而能改善一些常規乳化劑在使用上存在的缺陷問題。

國內另有專利(CN102516448)采用陰離子可聚合乳化劑與非離子常規乳化劑進行復配制備一種含氟硅丙烯酸酯共聚物乳液，這類乳化劑固含量不高。還有研究者是采用抽提的方法提高固含量降低粘度[劉建平,孫彥琳,王紅等，高固含量丙烯酸酯共聚物乳液的單體組成與流變行為[J].高分子材料科學與工程,2008,24(7):48-51],這些方法方法工藝復雜，不易于工業生產。

1.為了解決固含量高、穩定性高、粘度低這矛盾的三者關系，本發明采用前期用非預乳化方法制備50％固含量乳液，再改用預乳化半連續法，并且以非離子可聚合乳化劑烯丙氧基聚氧乙烯醚(F)和陰離子可聚合乳化劑烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨(DNS)復配作為單體乳化劑體系，合成一種高固含量(≥70％)低粘度(≤400MPa·s)穩定性強的共聚乳液。這兩種乳化劑的結構特征為非離子可聚合乳化劑烯丙氧基聚氧乙烯醚(F)(n為10-50)；和陰離子可聚合乳化劑烯丙氧基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸銨(DNS)(m為7-12，n為10-50)它們都存在碳碳雙鍵，在起常規乳化劑的作用的同時，還可以以共價鍵的方式鍵合到聚合物粒子表面，成為聚合物的一部分，避免了乳化劑從聚合物粒子上解吸或在乳膠膜中遷移，大大減少了乳膠膜表面的親水基團，從而能提高乳液的穩定性和改進乳膠膜的性能。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術缺點，提供一種以雙可聚合乳化劑制備高固含量丙烯酸酯乳液的制備方法，該方法制得的產品性能優異且環保。

本發明采用雙可聚合乳化劑制備高固含量能聚丙烯酸酯乳液及方法，其步驟具體為：

(1)在裝有攪拌器、回流冷凝器、溫度計、恒溫加熱裝置中加入一定量的復合雙可聚合乳化劑、去離子水和緩沖劑，攪拌使其充分混合，加熱到70-90℃，滴加部分混合單體和引發劑，控制滴加速度在1.5-3h滴完。

(2)在上述開始滴加后，將所需的剩下的混合單體、復合雙可聚合乳化劑、緩沖劑及一定量的水，放入攪拌釜中預乳化1-2h，制得預乳化液。

(3)將預乳化液和引發劑連續滴加到(1)中，控制滴加速度在3h滴完，攪拌轉速為250-750r/min，先慢后快。