CN101456929B - 一种苯丙/类水滑石纳米复合乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苯丙/类水滑石纳米复合乳液，所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液是以纳米级的有机物插层改性的水滑石为分散相，以苯乙烯、丙烯酸酯为聚合反应的单体，以丙烯酸作为功能单体，同时以碱中和丙烯酸的酸性，通过原位插层聚合法制备得到；投料质量配比如下：有机物插层改性的水滑石1～9份、苯乙烯35～45份、丙烯酸酯类45～55份、丙烯酸1～3份。本发明所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液制备工艺简便、易于控制、聚合体系稳定，所得苯丙/类水滑石纳米复合乳液在保持与纯苯丙乳液相近理化性能的同时，还具有一定的阻燃性能。

Description

一种苯丙/类水滑石纳米复合乳液及其制备方法

(一)技术领域

本发明涉及一种苯丙/类水滑石纳米复合乳液及其制备方法。

(二)背景技术

苯丙共聚乳液是苯乙烯与丙烯酸酯或官能团丙烯酸酯类单体进行乳液聚合的产物，它广泛应用于建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、纸张黏合剂、胶黏剂、皮革涂饰及油墨等方面，其用量与日俱增。苯丙乳液具有无毒无味、不燃不爆、污染小、与颜料粘结强度高等优点；且通用性和适用性强，作为主要成膜物所配制的乳胶涂料有粘结强度高、施工简便快捷等优点。

防火是消防科学技术的一个重要领域，防火涂料是指涂装在物体表面，可防止火灾发生，阻止火势蔓延传播或隔离火源，延长基材着火时间或增加绝热性能以推迟结构破坏时间的一类涂料。

目前，用于防火涂料的阻燃主要由阻燃剂来实现，现今应用的阻燃剂主要有TCPP，MCA，聚磷酸铵，硼酸锌，MPP，PPO等。但是，无机阻燃剂的添加量需要达到40％以上才有较明显的效果，这往往以严重损害涂料的物理力学性能为代价的；而有机阻燃剂则有放出有毒气体，产生烟雾，产生腐蚀性物质，对环境污染严重等缺点。因此，开发新型的本身具有阻燃性能的水性防火涂料的基料是现在的发展方向。

据报道，世界上因火灾事故而死亡的人中，90％以上是因为高分子材料燃烧中散发出的烟雾和毒性气体使人窒息而死，并非明火烧身。正因如此，高分子材料燃烧中的抑烟问题越来越得到人们的重视，并成为阻燃研究中不可回避的问题，而类水滑石的高抑烟性有望解决这一问题。

水滑石类化合物的组成为层状双氢氧化物(Layer DoubleHydroxide，简称LDHs)，也称类水滑石、阴离子粘土。其基本结构式为：M²⁺ _1-xM³⁺ _x(OH)₂(A^m-)_x/m·nH₂O其中M²⁺、M³⁺分别代表二价三价的金属阳离子。A^m-是层间阴粒子，x是M²⁺和M³⁺摩尔比(通常在2-4之间)。水滑石类化合物具有特殊的性能：1)层板化学组成的可调控性；2)层间阴离子种类及数量的可调控性；3)晶粒尺寸及其分布的可调控性；4)低表面能；5)结构记忆效应等。

由于自然界中天然水滑石的种类很少，目前大多采用人工合成的水滑石类化合物。共沉淀法是目前最为成熟的合成方法。该方法是指在一定的温度条件下，通过向碱性水溶液滴加可溶性金属盐溶液，共沉淀并晶化而形成水滑石类化合物，其中金属盐可以采用金属硝酸盐、硫酸盐和氯化物，碱可以采用氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等，通过金属盐种类和配比的选择，可以合成不同阴离子、不同金属、以及金属不同配比的水滑石类化合物。

由于特殊的结构和组成，水滑石类化合物受热分解时吸收大量热，能降低材料表面的温度，使聚合物的热分解和燃烧率大大降低；分解释放出的水和二氧化碳气体能稀释、阻隔可燃性气体；分解后的产物为碱性多孔性物质，比表面大，能吸附有害气体特别是酸性气体，同时其与燃烧时塑料表面的炭化产物结合生成保护膜，切断热能和氧的侵入。因而，水滑石类化合物具有阻燃和抑烟双重功能，可以作为制备聚合物/层状化合物纳米复合材料的一种理想无机层状材料之一，有望获得新一代的聚合物纳米阻燃复合材料。

另外，利用类水滑石的层间阴离子的可交换性和纳米层板可剥离的特点，可用热稳定性良好的隔离物或阴离子表面活性剂对类水滑石进行有机插层改性，得到层间交换离子种类和层间距不同的有机改性水滑石，并通过原位聚合或共混法制备出插层型或剥离型聚合物/类水滑石纳米复合材料。水滑石还具有抗紫外、吸收红外和抗菌性能，可提高聚合物材料制品(如薄膜)的抗老性、保暖和抗菌性。因此，类水滑石在聚合物基复合材料中具有良好的应用前景。

综上，如能结合苯丙乳液和类水滑石的优点制备得到一种复合材料将很有意义，目前尚未有相关报道。

(三)发明内容

本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种苯丙/类水滑石纳米复合乳液，所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液在保持与纯苯丙乳液相近理化性能的同时，具有一定的阻燃性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种苯丙/类水滑石纳米复合乳液，是以纳米级的有机物插层改性的水滑石为分散相，以苯乙烯、丙烯酸酯为聚合反应的单体，以丙烯酸作为功能单体，同时以碱中和丙烯酸的酸性，通过原位插层聚合法制备得到；投料质量配比如下：有机物插层改性的水滑石1～9份、苯乙烯35～45份、丙烯酸酯类45～55份、丙烯酸1～3份；

本发明所述的原位乳液聚合，即是先将聚合反应的单体与有机插层改性的水滑石混合，聚合反应的单体插层进入水滑石片层之间，然后在片层之间进行聚合，利用单体聚合时放出的大量热量，克服片层之间的库仑力而使片层剥离，从而形成聚合物/水滑石纳米复合材料。这个方法的一个关键因素是聚合过程中在类水滑石层间的链增长速度必须比外部的链增长速度快，这样有利于类水滑石片层的剥离，得到所需要纳米复合材料。

进一步，投料质量配比优选如下：有机物插层改性的水滑石3～7份、苯乙烯42～45份、丙烯酸酯类52～55份、丙烯酸2～3份。

最优选的投料质量配比如下：有机物插层改性的水滑石3～7份、苯乙烯44份、丙烯酸酯类54份、丙烯酸3份。

所述的阴离子表面活性剂优选自下列之一：硬脂酸盐、十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、月桂酰基谷氨酸盐。

所述的隔离物优选为十六烷。

本发明所述的丙烯酸酯类推荐为丙烯酸丁酯。

所述的碱可以使用氢氧化钠、氨水、氢氧化钾，推荐为氢氧化钠。

本发明所述的纳米级的有机物插层改性的水滑石是由纳米级的水滑石经有机物插层改性得到，其层板金属离子记为M²⁺和M³⁺，其中M²⁺选自Mg²⁺、Zn²⁺中的一种或两种，M²⁺优选Mg²⁺或Zn²⁺和Mg²⁺的组合；M³⁺为Al³⁺；所述的有机物插层改性的水滑石的有机物为阴离子表面活性剂或者阴离子表面活性剂和隔离物的混合，所述的阴离子表面活性剂选自碳原子数为12～18的羧酸盐类、硫酸盐类、磺酸盐类或氨基酸盐类表面活性剂，所述隔离物选自碳原子数为12～18的饱和直链烷烃。

所述的M²⁺和M³⁺的物质的量比为2～4∶1。

当前，水滑石M²⁺ _1-xM³⁺ _x(OH)₂(A^m-)_x/m·nH₂O和有机物插层改性的水滑石的制备方法已较为成熟，较常见的水滑石的制备方法有共沉淀法、成核/晶化隔离制备方法等，而有机物插层改性的水滑石的制备方法常用的有：一步合成法(即共沉淀法)、焙烧还原法、离子交换法、热反应法、返混沉淀法等。本领域技术人员可以根据实际需要自行选择制备方法。

本发明中是先通过共沉淀法制得纳米级的水滑石M²⁺ _1-xM³⁺ _x(OH)₂(A^m-)_x/m·nH₂O，然后通过焙烧还原法制备有机物插层改性的水滑石，即先将水滑石在空气中高温焙烧生成双金属氧化物，然后根据其结构记忆效应，将双金属氧化物在隔绝CO₃ ^2-或水蒸气的情况下，在阴离子表面活性剂溶液或含隔离物的阴离子表面活性剂溶液中进行回构，使水滑石在恢复层状结构的同时，将表面活性剂的阴离子和隔离物的长链分子插入到层板之间，进行有机改性。

本发明具体通过如下方法制备纳米级的有机物插层改性的水滑石：将经共沉淀法制得的纳米级的水滑石M²⁺ _1-xM³⁺ _x(OH)₂(A^m-)_x/m·nH₂O在400～600℃下煅烧还原得到复合金属氧化物，然后复合金属氧化物在阴离子表面活性剂水溶液或含隔离物的阴离子表面活性剂水溶液中进行回构，于30～80℃振荡反应2～6h后，洗涤、干燥得有机物插层改性的水滑石；其中M²⁺选自Mg²⁺、Zn²⁺中的一种或两种，M³⁺为Al³⁺；所述水滑石的层间阴离子记为A^m-，m为阴离子的价数。本发明优选(1-x)∶x＝2～4∶1。

本发明可以根据类水滑石的层板化学组成可调控性以及结构记忆效应，制备出不同金属种类及配比、不同插层阴离子的有机物插层改性的水滑石。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种工艺简便、易于控制的苯丙/类水滑石纳米复合乳液的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种苯丙/类水滑石纳米复合乳液的制备方法，先将1～9份有机物插层改性的水滑石、35～45份苯乙烯、45～55份丙烯酸酯、1～3份丙烯酸以及适量氢氧化钠在室温下超声振荡后，强力搅拌10～60min，然后加入2～5份表面活性剂、2～5份引发剂、0.1～0.5份pH调节剂、适量去离子水，升温至70～90℃聚合，充分反应后过滤得到所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液。本发明中一般加入pH调节剂调节混合液pH值至弱碱性。

进一步，投料质量配比优选如下：有机物插层改性的水滑石3～7份、苯乙烯42～45份、丙烯酸酯类52～55份、丙烯酸2～3份。

最优选的投料质量配比如下：有机物插层改性的水滑石3～7份、苯乙烯44份、丙烯酸酯类54份、丙烯酸3份。

本发明所述的表面活性剂优选自下列之一：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠，月桂酰基谷氨酸钠，更优选十二烷基硫酸钠。

所述的引发剂优选自下列之一：过硫酸铵、过硫酸钾。

所述的pH调节剂优选自下列之一：碳酸氢钠、磷酸二氢钠。

在上述制备方法中，所述的去离子水的加入量没有特别要求，推荐去离子水的加入量为单体质量的0.8～1.2倍。

本发明推荐反应体系升温至70～90℃聚合反应1.5～3小时。

本发明的有益效果主要体现在以下几方面：

1)本发明所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液经电镜观察，水滑石片层在乳液中以剥离或插层型存在。所述复合乳液具有优良的热稳定性，其静态和动态热稳定性明显由于纯苯丙乳液，其物理性能也明显优于纯苯丙乳液。可用作内、外墙涂料的基料，尤其可用作钢结构涂料的基料，可使该涂料不但具有良好的附着性、耐水性、贮存稳定性及良好的施工性能，且具有很好的耐候性、耐污性、可大大延长其使用寿命，属高性能水乳型外墙涂料，有着良好的发展前景。

2)本发明通过采用阴离子表面活性剂或隔离物加阴离子表面活性剂对水滑石进行插层处理，一方面使改性水滑石可以提高LDHs的憎水性，增强它与聚合相的相容性，使其能均匀稳定分散在聚合物基体中，并提高水滑石粒子与聚合物之间的结合力，减少界面能；另一方面类水滑石的层间距由于隔离物和表面活性阴离子的插层而扩大，使单体和引发剂等容易扩散到其层间进行聚合，得到水滑石呈纳米尺度分散的苯丙/类水滑石复合乳液。

3)本发明采用类水滑石存在下的苯丙原位聚合，聚合工艺与普通苯丙乳液聚合基本类似，由于类水滑石对苯丙具有热稳定作用，因此类水滑石的存在能有效的抑制苯丙乳液的热分解。采用本发明方法得到的苯丙/LDHs复合乳液具有优良的热稳定性、力学、阻燃和阻隔等性能。

4)本发明工艺简便、易于控制、聚合体系稳定；所得乳液机械稳定性、贮存稳定性、钙离子稳定性、稀释稳定性等均良好。

(四)具体实施例

下面以具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1：

将分别称取的25.641g Mg(NO₃)₂·6H₂O和33.75gAl(NO₃)₃·9H₂O溶于100ml去离子水中配成混合盐溶液，另量取浓度为1M的Na₂CO₃溶液100ml置于烧瓶中，分别滴加入Mg²⁺、Al³⁺混合盐溶液和NaOH溶液，使烧瓶内溶液pH值保持为10。滴加完毕后，溶液老化3h，置于100℃恒温箱中水热晶化24h，过滤，洗涤，干燥，得镁铝比为3∶1的LDH。

实施例2：

将分别称取的25.641g Mg(NO₃)₂·6H₂O和18.7565gAl(NO₃)₃·9H₂O溶于100ml去离子水中配成混合盐溶液，另量取浓度为1M的Na₂CO₃溶液100ml置于烧瓶中，分别滴加入Mg²⁺、Al³⁺混合盐溶液和NaOH溶液，使烧瓶内溶液pH值保持为10。滴加完毕后，溶液老化3h，置于100℃恒温箱中水热晶化24h，过滤，洗涤，干燥，得镁铝比为2：1的LDH。

实施例3

将分别称取的25.641g Mg(NO₃)₂·6H₂O和9.3782gAl(NO₃)₃·9H₂O溶于100ml去离子水中配成混合盐溶液，另量取浓度为1M的Na₂CO₃溶液100ml置于烧瓶中，分别滴加入Mg²⁺、Al³⁺混合盐溶液和NaOH溶液，使烧瓶内溶液pH值保持为10。滴加完毕后，溶液老化3h，置于100℃恒温箱中水热晶化24h，过滤，洗涤，干燥，得镁铝比为4∶1的LDH。

实施例4

将分别称取的44.6025gMg(NO₃)₂·6H₂O、38.4615gZn(NO₃)₂·6H₂O和37.513gAl(NO₃)₃·9H₂O溶于100ml去离子水中配成混合盐溶液，另量取浓度为1M的Na₂CO₃溶液100ml置于烧瓶中，分别滴加入Mg²⁺、Al³⁺混合盐溶液和NaOH溶液，使烧瓶内溶液pH值保持为10。滴加完毕后，溶液老化3h，置于100℃恒温箱中水热晶化24h，过滤，洗涤，干燥，得(镁锌)铝比为3∶1，其中镁锌为1∶1的LDH。

实施例5：

将由共沉淀法制备所得的镁铝比为2/1的水滑石在450℃下煅烧6h后，在十二烷基硫酸钠水溶液中40℃下中速振荡反应3个小时，洗涤干燥得改性水滑石。

将0.5g改性水滑石、22g苯乙烯、27g丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸、0.85g氢氧化钠超声振荡后加入反应器中，室温下搅拌30min，然后依次加入2.5g十二烷基硫酸钠、2g过硫酸铵，0.1g碳酸氢钠，60g去离子水，升温至75℃开始聚合，聚合结束后，温度升至90℃保温30min，出料，过滤。样品有少量沉淀，呈乳白色，泛蓝光，乳液细腻，贮存60天内无分层现象，Ca²⁺稳定性以及水稀释稳定性合格，热分析性能显示：以50％失重为比较点，当LDHs含量为5％时，苯丙/LDHs复合乳液样品的降解温度比纯苯丙高1℃。

实施例6：

将由共沉淀法制备所得的镁铝比为3/1的水滑石在500℃下煅烧6h后，在含2％十六烷的十二烷基硫酸钠的水溶液中40℃下中速振荡反应3个小时，过滤干燥得改性水滑石。

将0.5g改性水滑石、22g苯乙烯、27g丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸、0.85g氢氧化钠超声振荡后加入反应器中，室温下搅拌30min，然后依次加入2.5g十二烷基硫酸钠、2g过硫酸铵，0.1g磷酸二氢钠，60g去离子水，升温至75℃开始聚合，聚合结束后，温度升至90℃保温30min，出料，过滤。样品有少量沉淀，呈乳白色，泛蓝光，乳液细腻，贮存60天内无分层现象，Ca²⁺稳定性以及水稀释稳定性合格，热分析性能显示：以50％失重为比较点，当LDHs含量为1％时，苯丙/LDHs复合乳液样品的降解温度比纯苯丙高12℃。

实施例7：

将由共沉淀法制备所得的镁铝比为3/1的水滑石在500℃下煅烧6h后，在含2％十六烷的月桂酰基谷氨酸钠以水溶液中60℃下速振荡反应4个小时，过滤干燥得改性水滑石。

将2.5g改性水滑石、22g苯乙烯、27g丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸、0.85g氢氧化钠超声振荡后加入反应器中，室温下搅拌30min，然后依次加入2.5g十二烷基硫酸钠、2g过硫酸铵，0.1g碳酸氢钠，60g去离子水，升温至80℃开始聚合，聚合结束后，温度升至90℃保温30min，出料，过滤。样品有少量沉淀，呈乳白色，泛蓝光，乳液细腻，贮存60天内无分层现象，Ca²⁺稳定性以及水稀释稳定性合格，热分析性能显示：以50％失重为比较点，当LDHs含量为5％时，苯丙/LDHs复合乳液样品的降解温度比纯苯丙高19℃。

实施例8：

将由共沉淀法制备所得的镁铝比为3/1的水滑石在500℃下煅烧6h后，与十二烷基苯磺酸钠水溶液在60℃中速振荡反应3个小时，过滤干燥得改性水滑石。

将3.5g改性水滑石、22g苯乙烯、27g丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸、0.85g氢氧化钠超声振荡后加入反应器中，室温下搅拌30min，然后依次加入2.5g十二烷基硫酸钠、2g过硫酸铵，0.1g碳酸氢钠，60g去离子水，升温至75℃开始聚合，聚合结束后，温度升至90℃保温30min，出料，过滤。样品有少量沉淀，呈乳白色，泛蓝光，乳液细腻，贮存60天内无分层现象，Ca²⁺稳定性以及水稀释稳定性合格，热分析性能显示：以50％失重为比较点，当LDHs含量为7％时，苯丙/LDHs复合乳液样品的降解温度比纯苯丙高7℃。

实施例9：

将由共沉淀法制备所得的镁铝比为3∶1的水滑石在500℃下煅烧6h后，与含2％十六烷的月桂酰基谷氨酸钠水溶液在80℃中速振荡反应5个小时，过滤干燥得改性水滑石。

将2.5g改性水滑石、22g苯乙烯、27g丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸、0.85g氢氧化钠超声振荡后加入反应器中，室温下搅拌30min，然后依次加入2.5g十二烷基硫酸钠、2g过硫酸铵，0.1g磷酸二氢钠，60g去离子水，升温至75℃开始聚合，聚合结束后，温度升至90℃保温30min，出料，过滤。样品有少量沉淀，呈乳白色，泛蓝光，乳液细腻，贮存60天内无分层现象，Ca²⁺稳定性以及水稀释稳定性合格，热分析性能显示：以50％失重为比较点，当LDHs含量为5％时，苯丙/LDHs复合乳液样品的降解温度比纯苯丙高7℃。

实施例10：

将由共沉淀法制备所得的镁铝比为3∶1的水滑石在500℃下煅烧6h后，与浓度为2％月桂酰基谷氨酸钠水溶液在60℃中速振荡反应5个小时，过滤干燥得改性水滑石。

将2.5g改性水滑石、22g苯乙烯、27g丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸、0.85g氢氧化钠超声振荡后加入反应器中，室温下搅拌30min，然后依次加入2.5g十二烷基硫酸钠、2g过硫酸铵，0.1g碳酸氢钠，60g去离子水，升温至75℃开始聚合，聚合结束后，温度升至90℃保温30min，出料，过滤。样品有少量沉淀，呈乳白色，泛蓝光，乳液细腻，贮存60天内无分层现象，Ca²⁺稳定性以及水稀释稳定性合格，热分析性能显示：以50％失重为比较点，当LDHs含量为5％时，苯丙/LDHs复合乳液样品的降解温度比纯苯丙高4℃。

实施例11：

将由共沉淀法制备所得的镁铝比为3∶1的水滑石在550℃下煅烧6h后，与十二烷基硫酸钠水溶液在60℃中速振荡反应5个小时，过滤干燥得改性水滑石。

将1.5g改性水滑石、22g苯乙烯、27g丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸、0.85g氢氧化钠超声振荡后加入反应器中，室温下搅拌30min，然后依次加入3g十二烷基硫酸钠、2g过硫酸铵，0.1g碳酸氢钠，60g去离子水，升温至70℃开始聚合，聚合结束后，温度升至90℃保温30min，出料，过滤。样品有大量泡沫，呈白色，泛微弱蓝光，乳液细腻，贮存60天内无分层现象，Ca²⁺稳定性以及水稀释稳定性合格。

实施例12：

将由共沉淀法制备所得的镁铝比为4/1的水滑石在500℃下煅烧6h后，与十二烷基苯磺酸钠及十六烷水溶液在50℃下中速振荡反应3个小时，过滤干燥得改性水滑石。

将0.5g改性水滑石、22g苯乙烯、27g丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸、0.85g氢氧化钠超声振荡后加入反应器中，室温下搅拌30min，然后依次加入2.5g十二烷基硫酸钠、2g过硫酸铵，0.1g磷酸二氢钠，60g去离子水，升温至75℃开始聚合，聚合结束后，温度升至90℃保温30min，出料，过滤。样品有少量沉淀，呈乳白色，泛蓝光，乳液细腻，贮存60天内无分层现象，Ca²⁺稳定性以及水稀释稳定性合格，热分析性能显示：以50％失重为比较点，当LDHs含量为1％时，苯丙/LDHs复合乳液样品的降解温度比纯苯丙高6℃。

实施例13：

将由共沉淀法制备所得的镁铝比为4/1的水滑石在550℃下煅烧6h后，与十二烷基硫酸钠水溶液在60℃中速振荡反应4个小时，过滤干燥得改性水滑石。

将2.5g改性水滑石、22g苯乙烯、27g丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸、0.85g氢氧化钠超声振荡后加入反应器中，室温下搅拌30min，然后依次加入2.5g十二烷基硫酸钠、2g过硫酸铵，0.1g碳酸氢钠，60g去离子水，升温至80℃开始聚合，聚合结束后，温度升至90℃保温30min，出料，过滤。样品有少量沉淀，呈乳白色，泛蓝光，乳液细腻，贮存60天内无分层现象，Ca²⁺稳定性以及水稀释稳定性合格，热分析性能显示：以50％失重为比较点，当LDHs含量为1％时，苯丙/LDHs纳米复合乳液样品的降解温度比纯苯丙高6℃。

实施例14：

将由共沉淀法制备所得的(镁锌)铝比为3∶1(其中镁锌比为1∶1)的水滑石在500℃下煅烧6h后，与十二烷基硫酸钠水溶液在60℃中速振荡反应5个小时，过滤干燥得改性水滑石。

将0.5g改性水滑石、22g苯乙烯、27g丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸、0.85g氢氧化钠超声振荡后加入反应器中，室温下搅拌30min，然后依次加入2.5g十二烷基硫酸钠、2g过硫酸铵，0.1g磷酸二氢钠，60g去离子水，升温至75℃开始聚合，聚合结束后，温度升至90℃保温30min，出料，过滤。样品有少量沉淀，呈乳白色，泛蓝光，乳液细腻，贮存60天内无分层现象，Ca²⁺稳定性以及水稀释稳定性合格，热分析性能显示：以50％失重为比较点，当LDHs含量为1％时，苯丙/LDHs纳米复合乳液样品的降解温度比纯苯丙高5℃。

Claims (10)

1.一种苯丙/类水滑石纳米复合乳液，其特征在于：所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液是以纳米级的有机物插层改性的水滑石为分散相，以苯乙烯、丙烯酸酯为聚合反应的单体，以丙烯酸作为功能单体，同时以碱中和丙烯酸的酸性，通过原位插层聚合法制备得到；投料质量配比如下：有机物插层改性的水滑石1～9份、苯乙烯35～45份、丙烯酸酯类45～55份、丙烯酸1～3份；

所述有机物插层改性的水滑石的层板金属离子记为M²⁺和M³⁺，其中M²⁺选自Mg²⁺、Zn²⁺中的一种或两种，M³⁺为Al³⁺；所述的有机物插层改性的水滑石的有机物为阴离子表面活性剂或者阴离子表面活性剂和隔离物的混合，所述的阴离子表面活性剂选自碳原子数为12～18的羧酸盐类、硫酸盐类、磺酸盐类或氨基酸盐类表面活性剂，所述隔离物选自碳原子数为12～18的饱和直链烷烃。

2.如权利要求1所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液，其特征在于投料质量配比如下：有机物插层改性的水滑石3～7份、苯乙烯42～45份、丙烯酸酯类52～55份、丙烯酸2～3份。

3.如权利要求1所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液，其特征在于所述的阴离子表面活性剂选自下列之一：硬脂酸盐、十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、月桂酰基谷氨酸盐。

4.如权利要求1所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液，其特征在于所述的隔离物为十六烷。

5.如权利要求1所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液，其特征在于所述的M²⁺和M³⁺的物质的量比为2～4∶1，所述的M²⁺选自Mg²⁺或Mg²⁺和Zn²⁺的组合。

6.如权利要求1所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液，其特征在于所述的碱为氢氧化钠、氨水或氢氧化钾。

7.一种如权利要求1所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液的制备方法，其特征在于所述的制备方法如下：将1～9份有机物插层改性的水滑石、35～45份苯乙烯、45～55份丙烯酸酯、1～3份丙烯酸以及适量氢氧化钠在室温下超声振荡后，强力搅拌10～60min，然后加入2～5份表面活性剂、2～5份引发剂、0.1～0.5份pH调节剂、适量去离子水，升温至70～90℃聚合，充分反应后过滤得到所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液。

8.如权利要求7所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液的制备方法，其特征在于所述的表面活性剂选自下列之一：十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠。

9.如权利要求7所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液的制备方法，其特征在于所述的引发剂选自下列之一：过硫酸铵、过硫酸钾。

10.如权利要求7所述的苯丙/类水滑石纳米复合乳液的制备方法，其特征在于所述的pH调节剂选自下列之一：碳酸氢钠、磷酸氢二钠。