CN103554339A - 一种丙烯酸酯空心聚合物的辐射聚合方法 - Google Patents

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杨明虎
朱守玉
张祖豪
吴昊天
丁虎
唐红涛
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Abstract

本发明公开了一种丙烯酸酯空心聚合物的辐射聚合方法，本发明采用分步辐射聚合的工艺合成具有核/中间层/壳三层结构的丙烯酸酯空心聚合物，由于无引发剂，各层分子量大形成了空间网状结构，避免由于中间层的碱中和而相反转形成非正常核壳结构，用于配制水性涂料和油墨,具有良好的遮盖性，且生产方法简单、成本低，具有巨大的经济效益。

Description

一种丙烯酸酯空心聚合物的辐射聚合方法
技术领域
本发明涉及一种丙烯酸酯空心聚合物的辐射聚合方法，属于化工技术领域。
背景技术
自20世纪79年代以来，多孔或中空聚合物微球在众多领域越来越受到关注。与完全实心的微球相比，由于具有多孔或中空结构，其外部壳层聚合物与空腔内的空气对光的折射系数不同，所以入射光能被有效散射，从而使中空聚合物微球可应用于高性能遮光涂料中；而且，向涂料中添加具有中空结构的聚合物微球，可减少高成本颜料的使用，并实现涂料轻质化。因为对紫外光或辐射具有吸收作用，中空聚合物微球还可以作为抗紫外填料或助剂应用于宇航工业和化妆品行业中。此外，在制备微胶囊，实现生物活性和化学活性物质的控释等方面，在吸声阻尼材料领域，中空聚合物微球也发挥着独特的作用。中空聚合物微球的制备方法有很多，例如采用封装非聚合溶剂法，渗透溶胀法，碱溶胀法，酸/碱处理法等，其中碱溶胀法制备的中空聚合物微球由于碱中和而相反转形成非正常核壳结构，从而影响其遮盖性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产方法简单、成本低、遮盖性好的丙烯酸酯空心聚合物的辐射聚合方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种丙烯酸酯空心聚合物的辐射聚合方法，包括以下步骤：
（1）在装有冷凝管、搅拌器、滴加装置、通氮装置和温度计的反应釜中，将一定量的十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10和去离子水混合均匀并水浴加热至70-80℃，搅拌下加入质量比为1-2:3-5:2-3的混合单体ST/BA/MMA，2000-3000r/min搅拌分散10-15min，使溶液体系充分乳化，然后用60Coγ射线辐照至剂量为2-3kGy，剂量率为25-30Gy/min，得到核层乳液；
（2）将质量比4-6:2-3:0.5-1的混合单体MMA/BA/MAA滴加至核层乳液中，1-1.5h滴完，通N2 10-15min排除体系中的O2，开启超声波引发聚合反应，体系温度控制在30-35℃，超声波功率控制在600-800W，且保持通N2速率恒定，超声辐照1-2h；在搅拌下滴加质量比为4-6:2-4:1-2的混合单体MMA/BA/MA,1-2h滴完，搅拌均匀，然后施加600-700W的微波辐射1-2min，使体系快速达到75-85℃，再在100-150W的微波下辐射1-2h，用氨水调节PH值至7-8，保温2-3h，冷却至室温，过滤出料即可。
所述十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10和去离子水的质量比为1：2-3:250-300；所述十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10的总用量为混合单体ST/BA/MMA的1-3%。
所述混合单体ST/BA/MMA、混合单体MMA/BA/MAA和混合单体MMA/BA/MA的质量比为1-2：2-3：4-8。
本发明的有益效果：
本发明采用分步辐射聚合的工艺，合成核/中间层/壳三层结构的乳液，由于无引发剂，各层分子量大形成了空间网状结构，避免由于中间层的碱中和而相反转形成非正常核壳结构，用于配制水性涂料和油墨,具有良好的遮盖性，且生产方法简单、成本低，具有巨大的经济效益。
具体实施方式
（1）在装有冷凝管、搅拌器、滴加装置、通氮装置和温度计的反应釜中，将0.25kg十二烷基硫酸钠、0.5kg乳化剂OP-10和64.15kg去离子水混合均匀并水浴加热至80℃，搅拌下加入混合单体ST/BA/MMA（5.72kg ST、15.25kgBA和9.53kgMMA），3000r/min搅拌分散10min，使溶液体系充分乳化，然后用60Coγ射线辐照至剂量为3kGy，剂量率为30Gy/min，得到核层乳液；
（2）将混合单体MMA/BA/MAA（38.13kgMMA、19.06kgBA、3.81kgMAA）滴加至核层乳液中，1h滴完，通N2 10min排除体系中的O2，开启超声波引发聚合反应，体系温度控制在30-35℃，超声波功率控制在700W，且保持通N2速率恒定，超声辐照1.5h；在搅拌下滴加混合单体MMA/BA/MA（84.72kgMMA、50.83kgBA、16.95kgMA）,1.5h滴完，搅拌均匀，然后施加6000W的微波辐射2min，使体系快速达到80℃，再在150W的微波下辐射1h，用氨水调节PH值至7.5，保温2h，冷却至室温，过滤出料即可。
取上述制备的丙烯酸酯空心聚合物乳液 30 kg、成膜乳液 50 kg、气相二氧化硅 0.5kg、分散剂 1.2kg、消泡剂 0.2kg、增稠剂 2kg，配制成水性印花涂料，喷涂干燥后涂层色彩鲜艳、丰满，光泽度高，遮盖力好。

Claims (3)

1.一种丙烯酸酯空心聚合物的辐射聚合方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）在装有冷凝管、搅拌器、滴加装置、通氮装置和温度计的反应釜中，将一定量的十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10和去离子水混合均匀并水浴加热至70-80℃，搅拌下加入质量比为1-2:3-5:2-3的混合单体ST/BA/MMA，2000-3000r/min搅拌分散10-15min，使溶液体系充分乳化，然后用60Coγ射线辐照至剂量为2-3kGy，剂量率为25-30Gy/min，得到核层乳液；
（2）将质量比4-6:2-3:0.5-1的混合单体MMA/BA/MAA滴加至核层乳液中，1-1.5h滴完，通N2 10-15min排除体系中的O2，开启超声波引发聚合反应，体系温度控制在30-35℃，超声波功率控制在600-800W，且保持通N2速率恒定，超声辐照1-2h；在搅拌下滴加质量比为4-6:2-4:1-2的混合单体MMA/BA/MA,1-2h滴完，搅拌均匀，然后施加600-700W的微波辐射1-2min，使体系快速达到75-85℃，再在100-150W的微波下辐射1-2h，用氨水调节PH值至7-8，保温2-3h，冷却至室温，过滤出料即可。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯空心聚合物的辐射聚合方法，其特征在于，所述十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10和去离子水的质量比为1：2-3:250-300；所述十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10的总用量为混合单体ST/BA/MMA的1-3%。
3.根据权利要求1所述的丙烯酸酯空心聚合物的辐射聚合方法，其特征在于，所述混合单体ST/BA/MMA、混合单体MMA/BA/MAA和混合单体MMA/BA/MA的质量比为1-2：2-3：4-8。
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