CN102050918A - 一种阳离子聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法 - Google Patents

一种阳离子聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法 Download PDF

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本发明涉及一种聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法，一种阳离子聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法。本发明以采用二烯丙基二甲基氯化铵作、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯通过无皂乳液聚合制备阳离子聚丙烯酸酯皮革涂饰剂，乳液的乳胶粒径大约在800nm左右；将其应用于皮革涂饰工艺中，革样的抗张强度为8.31N/mm2、断裂伸长率为79.60%、24h吸水性为166.8%、干擦牢度达3-4级、湿擦牢度达2-3级，其中革样的抗张强度、吸水性、干湿擦牢度均与市售阳离子聚丙烯酸酯乳液涂饰后革样相近，断裂伸长率提高了63%。同时，本发明也为阳离子无皂乳液聚合提供了新的方法。

Description

一种阳离子聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法
技术领域：
本发明涉及一种聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法，是一种阳离子聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法。
背景技术：
无皂乳液聚合是指不含乳化剂或仅含少量乳化剂（其浓度小于临界胶束浓度CMC）的乳液聚合。通过无皂乳液聚合可以制备得到单一分散、表面洁净的胶乳粒子，克服产物中残留乳化剂带来的缺陷，具有传统乳液聚合无可比拟的优点。阳离子聚合物乳液有着广泛的用途, 基本特征是乳胶粒表面或聚合物本身带正电荷，对于带负电荷的表面具有较强的粘结力，可中和材料表面的负电荷，改善材料表面性能，满足应用或后续加工要求。
二烯丙基二甲基氯化铵是一种含有两个不饱和双键的阳离子型季铵盐有机分子，以高效无毒、正电荷密度高、造价低廉等优点成为水溶性阳离子聚合物中的佼佼者，该单体由于其含有两个烯丙基双键能够与其他单体发生共聚合生成五元环状聚合物，又由于其阳离子性，能够赋予聚合物阳离子性的优点，同时它具有弱的表面活性。白宝喜[白宝喜,董薇. 苯丙系列阳离子无皂乳液的制备[J].化学工程师，2006，125（2）：56-57]等人以苯乙烯、丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵为单体，在无乳化剂条件下, 制备了固含量较高、耐水性较好和具备良好稳定性的苯丙系列阳离子乳液。
丙烯酸树脂是皮革涂饰剂中应用最广的一类成膜物质，其用量占皮革涂饰中成膜物质用量的70%以上，具有一系列优点。阴离子丙烯酸树脂及其改性产物在皮革涂饰中应用广泛，近年来由于阳离子丙烯酸聚合物结构的特殊性，在制革及其它领域已显出独特的作用[强西怀，刘琳琳，周富春．阳离子丙烯酸树脂的制备及其在制革中的应用. [J]中国皮革，2005．34（9）：21-23]，阳离子丙烯酸涂饰剂的制备大都采用阳离子乳化剂[范浩军，石碧.阳离子丙烯酸树脂乳液涂饰剂的合成研究[J]．化学通报，2001，(22)：722-726]。
有关采用二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯通过无皂乳液聚合制备阳离子涂饰剂的研究还鲜见报道。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种采用二烯丙基二甲基氯化铵作为水溶性阳离子单体与丙烯酸类单体通过无皂乳液聚合法制备阳离子聚丙烯酸酯涂饰剂的方法。
为达到上述目的，本发明采用的制备方法是：
在装有搅拌器和冷凝装置的250mL三口烧瓶中首先加入去离子水64-66g、3.33-4.45g 60%水溶液的二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）、3.45-4.03g丙烯酸丁酯（BA）和0.55-0.64g丙烯酸甲酯（MMA），升至60℃温度后，加入引发剂过硫酸钾0.03-0.04g（溶解于3.00-4.00g水中），升温至85-90℃后，采用三个滴液漏斗分别滴加剩余单体和引发剂10-30min，其中DMDAAC为6.67-8.89 g置于一个滴液漏斗中，BA为6.90-8.00g和MMA为1.10-1.28g置于一个滴液漏斗中，0.07-0.08g过硫酸钾溶解于7.0-8.0g水中置于一个滴液漏斗中，滴加完毕保温反应3-5h，降温，过滤，出料。
本发明相对于现有技术，其优点如下：
本发明采用二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯通过无皂乳液聚合制备阳离子聚丙烯酸酯皮革涂饰剂，乳液的乳胶粒径大约在800nm左右；将其应用于皮革涂饰工艺中，革样的抗张强度为8.31N/mm2、断裂伸长率为79.60%、24h吸水性为166.8%、干擦牢度达3-4级、湿擦牢度达2-3级，其中革样的抗张强度、吸水性、干湿擦牢度均与市售阳离子聚丙烯酸酯乳液涂饰后革样相近，断裂伸长率提高了63%。同时，本发明也为阳离子无皂乳液聚合提供了新的方法。
具体实施方式
无皂乳液聚合可以制备得到单一分散、表面洁净的胶乳粒子，克服产物中残留乳化剂带来的缺陷，具有传统乳液聚合无可比拟的优点。有关阴离子型无皂乳液聚合的研究较多，但阳离子型无皂乳液的研究并不多见。本发明采用二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯通过无皂乳液聚合制备阳离子聚丙烯酸酯皮革涂饰剂，乳液的乳胶粒径大约在800nm左右。
实施例 1，在装有搅拌器和冷凝装置的250mL三口烧瓶中首先加入去离子水66g、3.33g 60%水溶液的二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）、4.03g丙烯酸丁酯（BA）和0.64g丙烯酸甲酯（MMA），升至60℃温度后，加入引发剂过硫酸钾0.03g（溶解于3.00g水中），升温至85℃后，采用三个滴液漏斗分别滴加剩余单体和引发剂10min，其中DMDAAC为6.67g置于一个滴液漏斗中，BA为8.00g和MMA为1.28g置于一个滴液漏斗中，0.07g过硫酸钾溶解于7.0g水中置于一个滴液漏斗中，滴加完毕保温反应4h，降温，过滤，出料。
    实施例 2，在装有搅拌器和冷凝装置的250mL三口烧瓶中首先加入去离子水64g、4.45g 60%水溶液的二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）、3.45g丙烯酸丁酯（BA）和0.55g丙烯酸甲酯（MMA），升至60℃温度后，加入引发剂过硫酸钾0.03g（溶解于3.00g水中），升温至90℃后，采用三个滴液漏斗分别滴加剩余单体和引发剂10min，其中DMDAAC为8.89g置于一个滴液漏斗中，BA为6.90g和MMA为1.10g置于一个滴液漏斗中，0.07g过硫酸钾溶解于7.0g水中置于一个滴液漏斗中，滴加完毕保温反应3.5h，降温，过滤，出料。
实施例 3，在装有搅拌器和冷凝装置的250mL三口烧瓶中首先加入去离子水66g、3.33g 60%水溶液的二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）、3.34g丙烯酸丁酯（BA）和1.33g丙烯酸甲酯（MMA），升至60℃温度后，加入引发剂过硫酸钾0.04g（溶解于4.00g水中），升温至85℃后，采用三个滴液漏斗分别滴加剩余单体和引发剂20min，其中DMDAAC为6.67g置于一个滴液漏斗中，BA为6.67g和MMA为2.66g置于一个滴液漏斗中， 0.08g过硫酸钾溶解于8.0g水中置于一个滴液漏斗中，滴加完毕保温反应3.5h，降温，过滤，出料。
实施例 4，在装有搅拌器和冷凝装置的250mL三口烧瓶中首先加入去离子水64g、4.45g 60%水溶液的二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）、2.25g丙烯酸丁酯（BA）和1.75g丙烯酸甲酯（MMA），升至60℃温度后，加入引发剂过硫酸钾0.04g（溶解于4.00g水中），升温至90℃后，采用三个滴液漏斗分别滴加剩余单体和引发剂30min，其中DMDAAC为8.89 g置于一个滴液漏斗中，BA为4.50g和MMA为3.51g置于一个滴液漏斗中， 0.08g过硫酸钾溶解于8.0g水中置于一个滴液漏斗中，滴加完毕保温反应5h，降温，过滤，出料。
实施例 5，在装有搅拌器和冷凝装置的250mL三口烧瓶中首先加入去离子水66 g、3.33 g 60%水溶液的二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）、2.06 g丙烯酸丁酯（BA）和5.19 g丙烯酸甲酯（MMA），升至60℃温度后，加入引发剂过硫酸钾0.03g（溶解于3.00g水中），升温至85℃后，采用三个滴液漏斗分别滴加剩余单体和引发剂30min，其中DMDAAC为6.67g置于一个滴液漏斗中，BA为5.19 g和MMA为4.13 g置于一个滴液漏斗中，0.07g过硫酸钾溶解于7.0g水中置于一个滴液漏斗中，滴加完毕保温反应5h，降温，过滤，出料。

Claims (3)

1.一种阳离子聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法，其步骤如下：
（1）阳离子聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法
在装有搅拌器和冷凝装置的250mL三口烧瓶中首先加入去离子水64-66g、3.33-4.45g 60%水溶液的二烯丙基二甲基氯化铵、2.25-4.03g丙烯酸丁酯和0.55-2.07g丙烯酸甲酯，升至60℃温度后，加入引发剂过硫酸钾0.03-0.04g，引发剂溶解于3.00-4.00g水中，升温至85-90℃后，采用三个滴液漏斗分别滴加剩余单体和引发剂10-30min，其中二烯丙基二甲基氯化铵为6.67-8.89g置于一个滴液漏斗中，丙烯酸丁酯为6.90-8.00g和丙烯酸甲酯为1.10-4.13g置于一个滴液漏斗中，0.07-0.08g过硫酸钾溶解于7.0-8.0g水中置于一个滴液漏斗中，滴加完毕保温反应3-5h，降温，过滤，出料。
2.   根据权利要求1所述的阳离子聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法，其特征在于：
在装有搅拌器和冷凝装置的250mL三口烧瓶中首先加入去离子水66g、3.33g 60%水溶液的二烯丙基二甲基氯化铵、4.03g丙烯酸丁酯和0.64g丙烯酸甲酯，升至60℃温度后，加入引发剂过硫酸钾0.03g，引发剂溶解于3.00g水中，升温至85℃后，采用三个滴液漏斗分别滴加剩余单体和引发剂10min，其中二烯丙基二甲基氯化铵为6.67g置于一个滴液漏斗中，丙烯酸丁酯为8.00g和丙烯酸甲酯为1.28g置于一个滴液漏斗中，0.07g过硫酸钾溶解于7.0g水中置于一个滴液漏斗中，滴加完毕保温反应4h，降温，过滤，出料。
3.  根据权利要求1所述的阳离子聚丙烯酸酯涂饰剂的无皂乳液聚合方法，其特征在于：
    在装有搅拌器和冷凝装置的250mL三口烧瓶中首先加入去离子水64g、4.45g 60%水溶液的二烯丙基二甲基氯化铵、3.45g丙烯酸丁酯和0.55g丙烯酸甲酯，升至60℃温度后，加入引发剂过硫酸钾0.03g，引发剂溶解于3.00g水中，升温至90℃后，采用三个滴液漏斗分别滴加剩余单体和引发剂10min，其中二烯丙基二甲基氯化铵为8.89g置于一个滴液漏斗中，丙烯酸丁酯为6.90g和丙烯酸甲酯为1.10g置于一个滴液漏斗中，0.07g过硫酸钾溶解于7.0g水中置于一个滴液漏斗中，滴加完毕保温反应3.5h，降温，过滤，出料。
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