CN103755865A - 无皂聚合丙烯酸乳液及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无皂聚合丙烯酸乳液及制备方法，其原料含甲基丙烯酸甲酯15～22%，丙烯酸乙辛酯16～21%，甲基丙烯酸0.6～1%，苯乙烯7～10%，丙烯酰胺为0.3～0.6%组成单体，过硫酸铵或过硫酸钾0.1～0.4%为引发剂，烷基酰胺乙烯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠0.4～1.2%为乳化剂，氨水为PH调节剂0.2～0.4%，水45～55%，主要由烯类单体、乳化剂、引发剂、PH调节剂和水组成。经预乳化、种子聚合、聚合制得无皂聚合丙烯酸乳液。本发明新一代无皂聚合丙烯酸乳液，不但保持了传统乳液的优点，同时在技术上突破了传统乳液配制涂料的限制，漆膜耐水白化极好，优异的耐水性。耐侯性极佳，不变黄。粒径细且高光泽，展色性好。
Description
技术领域
本发明属于高分子合成技术领域，尤其是涉及无皂聚合丙烯酸乳液及其制备方法。
背景技术
目前，在乳液聚合中都要加入乳化剂，以使体系稳定和成核，然而含有乳化剂会影响乳液聚合物的电性能、光学性质、表面性质及耐水性等。传统乳液聚合由于产品中含大量乳化剂，在薄膜和涂层中，乳化剂从乳胶粒表面解吸下来，导致乳液不稳定，使其应用受到极大限制。此外，乳化剂通常价格昂贵,加入乳化剂亦会增加其产品成本。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术存在的问题，克服由于加入乳化剂而带来的各种弊端，提供一种不仅生态环保而且还可以赋予乳液许多优异的性能的无皂聚合丙烯酸乳液及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种无皂聚合丙烯酸乳液，包括单体、乳化剂、引发剂、PH调节剂和水，其中：由重量百分比为15～22%甲基丙烯酸甲酯、16～21%丙烯酸乙辛酯、0.6～1%甲基丙烯酸、7～10%苯乙烯和0.3～0.6%丙烯酰胺组成预乳化单体液，由重量百分比0.4～1.2%的烷基酰胺乙烯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠作为乳化剂，由重量百分比0.1～0.4%的过硫酸铵或过硫酸钾作为引发剂，由重量百分比0.2～0.4%的氢氧化铵或氨水作为PH调节剂，水45～55%，。
上述无皂聚合丙烯酸乳液还包括重量百分比为0.05-0.08%的消泡剂。
所述的消泡剂为非离子表面活性剂。
前述的无皂聚合丙烯酸乳液的制备方法是：
a）.分别称取单体相、乳化剂、部分水于乳化罐，搅拌，乳化30～60分钟，制得预乳化单体液；
b）.将余量水加入反应釜中，搅拌，再将乳化剂加入反应釜中，搅拌升温至80-90℃，抽真空除出氧气，完毕后用氮气破真空；
c）.将预乳化液的3～10%加入反应釜中。搅拌升温至76～80℃，加入引发剂，进行种子聚合10～30分钟；
d）.在80～84℃下滴加余量预乳化液，再于80～84℃下反应60～120分钟，降温，加入PH调节剂，分散20～30分钟后，出料即得丙烯酸乳液。
所述制备方法还包括：在加入PH调节剂的同时添加消泡剂。
引发剂是以水溶液方式加入反应液中。
本发明的优益效果是：
本发明的无皂聚合丙烯酸乳液，在反应过程中不加或加微量乳化剂(浓度小于临界胶束浓度)，并且采用的了单一的乳化体系，克服了传统乳液聚合的弊端，同时保持了传统乳液的优点，且无皂乳液粒子大小均匀、表面清洁，广泛用于生物、医学、化工等领域。本发明在技术上突破了传统乳液配制涂料的限制，不仅生态环保而且还可以赋予乳液许多优异的性能：漆膜耐水白化极好，优异的耐水性，耐侯性极佳，不变黄，粒径细且高光泽，展色性好，极好的干、湿附着力；优异的抗风化作用，抗盐析性；漆膜坚韧致密，硬度好，优异的耐沾污性和抗回粘性。降低了产品成本，具有广泛的适用性，用于配制外用高性能平光到高光涂料。
具体实施方式
实施例一：
聚合配方为：甲基丙烯酸甲酯17（重量百分比，下同）；丙烯酸乙辛酯19，甲基丙烯酸0.7；苯乙烯8；丙烯酰胺0.5；过硫酸铵0.1；烷基酰胺乙烯磺酸钠0.8，氨水为PH调节剂0.2;水53.7。
聚合工艺：
按上述配方分别称取单体相、乳化剂0.48、去离子水0.9于乳化罐，搅拌，乳化30～60分钟，制得预乳化单体液；
b.将去离子水50.8加入反应釜中，搅拌，再将乳化剂0.32加入反应釜中，搅拌升温至85℃。抽真空除出氧气，完毕后用氮气破真空。
c.将预乳化液的4～8%加入反应釜中。搅拌升温至80℃，加入引发剂，进行种子聚合（初始反应）25分钟。
d.在84℃下滴加所剩预乳化液3小时。再于80～84℃下反应120分钟，加入去离子水2降温至50℃以下，加入PH调节剂，分散20分钟后，出料即得丙烯酸乳液。
实施例二：
聚合配方为：甲基丙烯酸甲酯20（重量百分比，下同）；丙烯酸乙辛酯18，甲基丙烯酸0.9；苯乙烯10；丙烯酰胺0.53；过硫酸钾0.2；烷基酰胺乙烯磺酸钠0.9，氨水为PH调节剂0.3；水49.17。
聚合工艺：
按配方分别称取单体、乳化剂0.55、去离子水0.9于乳化罐，搅拌，乳化30～60分钟，制得预乳化单体液；
b.将去离子水39.17加入反应釜中，搅拌，再将乳化剂0.35加入反应釜中，搅拌升温至85℃。抽真空除出氧气，完毕后用氮气破真空。
c.将预乳化液的5%加入反应釜中。搅拌升温至76℃，加入引发剂，进行种子聚合（初始反应）25分钟。
d.在83℃下滴加所剩预乳化液3小时。再于80～84℃反应120分钟，降温至50℃以下，加入PH调节剂溶于去离子水１，分散20分钟后，出料即得丙烯酸乳液。
实施例三：
聚合配方为：甲基丙烯酸甲酯19（重量百分比，下同）；丙烯酸乙辛酯22.6，甲基丙烯酸1；苯乙烯5；丙烯酰胺0.15；过硫酸铵0.1；烷基酰胺乙烯磺酸钠0.8，氨水为PH调节剂0.2；消泡剂0.08；水51.07。
聚合工艺：
按上述配方分别称取单体相、乳化剂0.48、去离子水1于乳化罐，搅拌，乳化30～60分钟，制得预乳化单体液；
b.将去离子水50.07加入反应釜中，搅拌，再将乳化剂0.32加入反应釜中，搅拌升温至85℃。抽真空除出氧气，完毕后用氮气破真空。
c.将预乳化液的4～8%加入反应釜中。搅拌升温至80℃，加入引发剂，进行种子聚合（初始反应）25分钟。
d.在84℃下滴加所剩预乳化液3小时。再于80～84℃下反应120分钟，降温至50℃以下，加入PH调节剂和消泡剂（非离子表面活性剂），分散20分钟后，出料即得丙烯酸乳液。
上述实施例中，引发剂是以水溶液方式加入反应釜母液中。
Claims (8)
1.一种无皂聚合丙烯酸乳液，包括单体、乳化剂、引发剂、PH调节剂和水，其特征是：由重量百分比为15～22%甲基丙烯酸甲酯、16～21%丙烯酸乙辛酯、0.6～1%甲基丙烯酸、7～10%苯乙烯和0.3～0.6%丙烯酰胺组成预乳化单体液，由重量百分比0.4～1.2%的烷基酰胺乙烯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠作为乳化剂，由重量百分比0.1～0.4%的过硫酸铵或过硫酸钾作为引发剂，由重量百分比0.2～0.4%的氢氧化铵或氨水作为PH调节剂，水45～55%，。
2.依据权利要求1所述的无皂聚合丙烯酸乳液，其特征是：还包括重量百分比为0.05-0.08%的消泡剂。
3.依据权利要求2所述的无皂聚合丙烯酸乳液，其特征是：所述的消泡剂为非离子表面活性剂。
4.依据权利要求1所述的无皂聚合丙烯酸乳液的制备方法，其特征是：
a）.分别称取单体相、乳化剂、部分水于乳化罐，搅拌，乳化30～60分钟，制得预乳化单体液；
b）.将余量水加入反应釜中，搅拌，再将乳化剂加入反应釜中，搅拌升温至80-90℃，抽真空除出氧气，完毕后用氮气破真空；
c）.将预乳化液的3～10%加入反应釜中。
5.搅拌升温至76～80℃，加入引发剂，进行种子聚合10～30分钟；
d）.在80～84℃下滴加余量预乳化液，再于80～84℃下反应60～120分钟，降温，加入PH调节剂，分散20～30分钟后，出料即得丙烯酸乳液。
6.依据权利要求2所述的无皂聚合丙烯酸乳液的制备方法，其特征是：
a）.分别称取单体相、乳化剂、部分水于乳化罐，搅拌，乳化30～60分钟，制得预乳化单体液；
b）.将余量水加入反应釜中，搅拌，再将乳化剂加入反应釜中，搅拌升温至80-90℃，抽真空除出氧气，完毕后用氮气破真空；
c）.将预乳化液的3～10%加入反应釜中。
7.搅拌升温至76～80℃，加入引发剂，进行种子聚合10～30分钟；
d）.在80～84℃下滴加余量预乳化液，再于80～84℃下反应60～120分钟，降温，加入PH调节剂和消泡剂，分散20～30分钟后，出料即得丙烯酸乳液。
8.依据权利要求4或5所述的无皂聚合丙烯酸乳液的制备方法，其特征是：引发剂是以水溶液方式加入反应液中。
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