[發明專利]一種環保型丙烯酸酯聚合物乳液及其制備方法

在審

• 申請號: 201410325296.4
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104130347A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 陳立軍;姜維;李文
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F2/26;C08F2/30;C08F4/30
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王從友

技術領域

本發明涉及一種環保型丙烯酸酯聚合物乳液及其制備方法，該聚合物乳液可用于涂料，造紙，紡織，膠黏劑和油墨等工業領域。

背景技術

丙烯酸酯聚合物乳液擁有良好的成膜性，附著力，抗老化性，耐光性，耐候性，耐腐蝕性及價格低廉，合成工藝簡單等優點。廣泛的用作涂料成膜劑，紡織印染粘合劑，日用化工，化學電源，功能膜，醫用高分子，納米材料以及水處理等方面。在涂料，造紙，紡織，膠黏劑和油墨等工業領域用量更是與日俱增。?

乳液聚合常用的乳化劑為十二烷基苯磺酸鹽陰離子表面活性劑，烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑或者是它們的混合物，但由于它們的生物降解性較差，對環境的污染較大。早在20世紀80年代，東北大西洋海洋環境保護公約（OSPAR）規定,優先控制的化學物質中就有壬基酚聚氧乙烯醚（NP/NPES）及其相關化合物。我國政府和環保部門對此也十分重視，如新的洗衣粉國家標準GB?13171-1997?就提出禁止使用烷基酚。本發明使用了環保型乳化劑代替了烷基苯磺酸鹽和烷基酚聚氧乙烯醚表面活性劑，產品性能良好。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明的一個目的是提供一種環保型丙烯酸酯聚合物乳液，該納米乳液的粒徑為100-200nm，在80℃下成膜后，有良好的成膜性和附著力。本發明的另一個目的是提供上述的環保型丙烯酸酯聚合物乳液的制備方法，

為了達到本發明第一個目的，本發明的技術方案是：

一種環保型丙烯酸酯聚合物乳液，該乳液由五個主要組分，經過半連續種子乳液聚合制備而成的，pH值7.5±0.5，固含量45±5%，乳液粒徑100-200nm；五個主要組分中：(1)?丙烯酸酯類單體占整個單體質量的50-60%；(2)?甲基丙烯酸酯類單體占整個單體質量的40-50%；?(3)?環保型表面活性劑占整個單體質量的1-5%；(4)?水溶性過硫酸鹽引發劑占整個單體質量的1-5%；(5)緩沖劑占整個單體質量的1-5%。

作為優選，所述的丙烯酸酯類單體選自包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸異辛酯中的一種或多種混合。

作為優選，所述的甲基丙烯酸酯類單體選自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正辛酯和甲基丙烯酸異辛酯中的一種或多種混合。

作為優選，所述的乳化劑選自高級脂肪酸酯α-磺酸鹽，α-烯基磺酸鹽陰離子表面活性劑和烷基多糖苷非離子表面活性劑中的一種或多種混合。

作為優選，所述的水溶性過硫酸鹽引發劑是水溶性過硫酸鉀，過硫酸銨或者是它們的混合物。

作為優選，所述的緩沖劑是碳酸氫鈉，碳酸氫鉀或者是它們的混合物。

為了達到本發明第二個目的，本發明的技術方案是：

一種制備所述的環保型丙烯酸酯聚合物乳液的制備方法，該方法包括以下的步驟：

1）先將混合單體的10-30%制備成種子乳液，聚合反應時間為20-40min；

2）然后采用半連續種子乳液聚合工藝，聚合溫度為75-85℃、聚合時間為2.5-4.0h；

3）最后升溫至90℃，繼續保溫30-45min，降溫至40℃，用20%的氨水調節pH值，過濾出料。

本發明利用環保表面活性劑取代常規的表面活性劑，使用水溶性的過硫酸鹽引發劑，采用乳液聚合方法來制備環保型丙烯酸酯納米聚合物乳液。制備的產品其外觀細膩并呈帶藍色熒光的半透明，?pH值7.5±0.5，固含量45±5%，乳液粒徑100-200nm，該聚合物乳液在80℃下成膜后，有良好的成膜性和附著力。所得的聚合物乳液具有粒徑小、乳化劑含量小、固含量高、更加環保的特性。

本發明的技術優勢在于：

1、由于高級脂肪酸酯α-磺酸鹽，α-烯基磺酸鹽陰離子表面活性劑，烷基多糖苷非離子表面活性劑優異的生物降解性能和環境保護效果，用它們代替常用的生物降解性能較差的烷基酚聚氧乙烯醚，烷基苯磺酸鹽表面活性劑，產品不僅更加環保，而且各方面性能都能滿足產品的需求，可以完全替代不環保的表面活性劑；

2、采用先進的乳液聚合技術，通過調整工藝配方，可對產品的玻璃化溫度進行有效控制，以滿足不同條件下對乳液性能的要求；

3、乳液聚合過程中，可方便的調節軟硬單體的比例和滴加速度、引發劑的用量及其滴加速度、乳化劑的用量以及反應溫度等，來控制乳液的分子量和粒徑。

附圖說明

圖1：按實施例1制得的聚合物乳液的平均粒徑圖。

圖2：按實施例1制得的聚合物乳液烘干成膜后膜的紅外圖。