CN103087244A - 用于玻璃纤维浸涂的苯乙烯共聚乳液及其制备方法和应用 - Google Patents
用于玻璃纤维浸涂的苯乙烯共聚乳液及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于玻璃纤维浸涂的苯乙烯共聚乳液及其制备方法和应用，针对现有技术浸涂的玻璃纤维耐碱度不高的问题，本发明以一定量的苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯为混合单体，选用特定的种子乳化剂和混合乳化剂，采用种子乳液聚合得到苯乙烯共聚乳液，其稳定性好，使用本发明的苯乙烯共聚乳液处理的玻璃纤维挺直，耐碱度好，纤维强度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种苯乙烯共聚乳液，具体涉及一种用于玻璃纤维浸涂的苯乙烯共聚乳液及其制备方法和应用。
背景技术
玻璃纤维的主要原料是石灰石、二氧化硅、氧化铝、萤石等天然矿石，具有耐高温、抗腐蚀、强度高、比重小、吸湿低、电绝缘性能好等优良性能；玻璃纤维作为一种广泛使用的增强材料，可以用于塑料制品、建筑、航空航天、微电子等领域，特别是玻璃纤维制成的网格布，可以用于建筑外墙保温系统，屋面沥青防水等，是一种新型的建筑材料。
于忠英在《玻璃纤维网格布用乳液胶黏剂的研制》的文章中公开了一种乳液胶黏剂，其使用丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯为共聚单体，SDS和OP-10为乳化剂，过硫酸铵为引发剂制备得到，上胶效果好，各方面性能优良，但是并未提及玻璃纤维的耐碱性能。CN201110036747公开了一种建筑外墙用耐碱防火玻璃纤维网格布，其在玻璃纤维坯布上涂覆一层胶乳，乳胶组分包括苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、硼酸锌、氢氧化铅、乳化剂，玻璃纤维网格布耐碱强力保留率为径向82.5%、纬向87.4%，耐碱度仍然不高。玻璃纤维耐碱度越高，其制成的网格布在建筑等领域的使用寿命越长，因此需要一种乳液，其浸涂后的玻璃纤维具有更高的耐碱度，使得其具有更广泛的应用。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种用于玻璃纤维浸涂的苯乙烯共聚乳液，使用这种乳液涂覆的玻璃纤维具有良好的耐碱性能，耐碱度高，挺直。本发明的第二个目的是提供这种苯乙烯共聚乳液的制备方法。本发明的第三个目的是提供这种苯乙烯共聚乳液的应用。
本发明的用于玻璃纤维浸涂的苯乙烯共聚乳液，其按重量份计由以下原料组分制成：(1)混合单体30~50份，由重量百分比占混合单体总量70~75%的苯乙烯、重量百分比占混合单体总量20~25%的丙烯酸酯和重量百分比占混合单体总量5~10的丙烯腈组成；(2)种子乳化剂：十二烷基磺酸钠0.02~0.04份和OP-100.04~0.08份；(3)混合乳化剂：COPS-10.4~0.7和2A-1乳化剂0.2~0.5份；(4)引发剂：过硫酸钾0.01~0.02份和亚硫酸氢钠0.01~0.02份；(4)助剂：醋酸铵0.013~0.017份。其中，丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯中的一种或二种以上，优选为丙烯酸丁酯；COPS-1为2-烯丙基醚-3-羟基丙烷-1-磺酸钠；2A-1乳化剂为烷基二苯醚二磺酸盐。
本发明的苯乙烯共聚乳液的制备方法，通过种子聚合制得，包括：
1.原料的配制：
1)混合单体配制：将苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯按配方量混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将过硫酸钾溶于水中得到过硫酸钾水溶液、将亚硫酸氢钠溶于水中得到亚硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将2A-1乳化剂和COPS-1混合加入水制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
向反应釜中加入水，加入十二烷基磺酸钠、OP-10和醋酸铵，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量3%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的过硫酸钾水溶液和亚硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
3.乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开，脱吸2h后加入0.1MPa的水蒸汽，加入氢氧化钾或三乙胺调节pH值5~6，过滤得到共聚乳液。其中，苯乙烯共聚乳液的固含量为30~50%。
本发明还提供苯乙烯共聚乳液用于玻璃纤维浸涂的应用。
本发明还提供一种玻璃纤维，其使用本发明的苯乙烯共聚乳液浸涂得到。
本发明以一定量的苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯为混合单体，选用特定的种子乳化剂和混合乳化剂，采用种子乳液聚合得到苯乙烯共聚乳液，其稳定性好，使用本发明的苯乙烯共聚乳液处理的玻璃纤维挺直，耐碱度好，纤维强度高。
本发明在乳液聚合完成后、抽真空之前加入了微晶石蜡，其能起到消泡的作用，改善了真空脱吸效果，降低了单体残留量；且微晶石蜡加入后通过过滤可以回收利用。
附图说明
图1为本发明乳液聚合工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
1.原料的配制：
1)混合单体配制：将苯乙烯42kg、丙烯腈6kg、丙烯酸丁酯12kg混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将过硫酸钾240g溶于8kg水中得到过硫酸钾水溶液、将亚硫酸氢钠240g溶于8kg水中得到亚硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将2A-1乳化剂600g和COPS-11.0kg混合加入水至10kg制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
向反应釜中加入水105kg，加入十二烷基磺酸钠50g、OP-10100g、醋酸铵30g，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量3%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的过硫酸钾水溶液和亚硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
3.乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入100g微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开，脱吸2h后加入0.1MPa的水蒸汽，加入氢氧化钾调节pH值5，过滤得到固含量30%的共聚乳液。
获得的用于玻璃纤维浸涂的苯乙烯共聚乳液的物理指标为：
实施例2
1.原料的配制：
1)混合单体配制：将苯乙烯56kg、丙烯腈8kg、丙烯酸丁酯16kg混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将过硫酸钾260g溶于8kg水中得到过硫酸钾水溶液、将亚硫酸氢钠260g溶于8kg水中得到亚硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将2A-1乳化剂700g和COPS-11.0kg混合加入水至10kg制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
向反应釜中加入水85kg，加入十二烷基磺酸钠60g、OP-10120g、醋酸铵30g，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量3%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制置好的过硫酸钾水溶液和亚硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
3.乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入100g微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开，脱吸2h后加入0.1MPa的水蒸汽，加入氢氧化钾调节pH值5，过滤得到固含量40%的共聚乳液。
实施例3
1.原料的配制：
1)混合单体配制：将苯乙烯42kg、丙烯腈6kg、丙烯酸甲酯12kg混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将过硫酸钾240g溶于8kg水中得到过硫酸钾水溶液、将亚硫酸氢钠240g溶于8kg水中得到亚硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将2A-1乳化剂600g和COPS-11.0kg混合加入水至10kg制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
向反应釜中加入水105kg，加入十二烷基磺酸钠50g、OP-10100g、醋酸铵30g，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量3%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的过硫酸钾水溶液和亚硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
3.乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入100g微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开，脱吸2h后加入0.1MPa的水蒸汽，加入三乙胺调节pH值5.5，过滤得到固含量30%的共聚乳液。
Claims (5)
1.一种用于玻璃纤维浸涂的苯乙烯共聚乳液，其特征在于，按重量份计由以下原料组分制成：
(1)混合单体30~50份，由重量百分比占混合单体总量70~75%的苯乙烯、重量百分比占混合单体总量20~25%的丙烯酸酯和重量百分比占混合单体总量5~10的丙烯腈组成；(2)种子乳化剂：十二烷基磺酸钠0.02~0.04份和OP-100.04~0.08份；(3)混合乳化剂：COPS-10.4~0.7和2A-1乳化剂0.2~0.5份；(4)引发剂：过硫酸钾0.01~0.02份和亚硫酸氢钠0.01~0.02份；(4)助剂：醋酸铵0.013~0.017份。
2.根据权利要求1所述的苯乙烯共聚乳液，其特征在于，所述的丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1或2所述的苯乙烯共聚乳液的制备方法，其特征在于，包括：
(1)原料的配制：
1)混合单体配制：将苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯按配方量混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将过硫酸钾溶于水中得到过硫酸钾水溶液、将亚硫酸氢钠溶于水中得到亚硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将2A-1乳化剂和COPS-1混合加入水制得混合乳化剂；
(2)种子聚合：
向反应釜中加入水，加入十二烷基磺酸钠、OP-10和醋酸铵，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量3%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的过硫酸钾水溶液和亚硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
(3)乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开，脱吸2h后加入0.1MPa的水蒸汽，加入氢氧化钾或三乙胺调节pH值5~6，过滤得到共聚乳液。
4.根据权利要求1或2所述的苯乙烯共聚乳液在玻璃纤维浸涂中的应用。
5.一种玻璃纤维，其特征在于，使用权利要求1或2所述的苯乙烯共聚乳液浸涂得到。
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