CN108676114B - 一种丙烯酸树脂的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丙烯酸树脂的制备方法，属于高分子共聚物制备领域。该合成方法通过如下步骤实现：将溶解聚乙烯醇、无机盐的水溶液升温至30～60℃，加入由丙烯酸酯类单体及引发剂组成的混合溶液，分散为均匀珠状物后，升温至60～80℃，恒温反应至珠状体定型，再升温至80～90℃，恒温反应，过滤、洗涤、干燥，得到丙烯酸树脂。本发明以聚乙烯醇为分散剂，在无机盐存在下利用悬浮聚合的方法，制备丙烯酸树脂，提高了单体的转化率。该树脂可用于特种涂料领域。

Description

一种丙烯酸树脂的合成方法
技术领域
本发明涉及高分子共聚物制备领域，更具体的说，本发明涉及一种丙烯酸树脂合成方法。
背景技术
丙烯酸树脂是指以丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物为单体聚合或以它们为主与其他不饱和单体共聚合所制得的聚合物。丙烯酸树脂具有良好的保光保色性、抗紫外线性、耐水耐溶剂性、耐候性等特点，在应用中具有干燥快、施工方便、高温烘烤不变色、不返黄、易于施工等优点。以其为主树脂或辅助树脂制得的油墨、涂料产品可广泛应用于纸张、塑胶、汽车、电器、建筑等领域。
丙烯酸树脂按合成方式分类主要有本体聚合、乳液聚合及悬浮聚合。其中本体聚合得到的丙烯酸树脂具有纯度高及稳定性好等优点，但是溶解性及分散性较差，且其工艺存在凝胶效应及聚合过程的自动加速现象等缺点。乳液聚合得到的丙烯酸树脂具有产品固含量高等优点，聚合工艺易于散热，但存在其工艺需要破乳、液体产品运输不便等缺点。悬浮聚合具有反应体系粘度低、易于散热、反应周期短、设备相对简单及易于工业化等优点，但生产工艺复杂，对生产过程控制要求严格，由于部分单体会分配至水相中，单体转化率低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种丙烯酸树脂悬浮聚合制备工艺，解决现有丙烯酸树脂制备过程中单体转化率低的问题。
本发明目的通过以下技术方案实现：
所述丙烯酸树脂的合成方法通过以下步骤实现：
（1）在装有电动搅拌、回流冷凝装置的反应器中，加入聚乙烯醇、无机盐和去离子水，加热升温至30～60℃，搅拌使聚乙烯醇、无机盐完全溶解；
（2）在洁净及干燥的容器中加入引发剂，之后加入丙烯酸酯单体，完全溶解后采用滴加的方式加入步骤（1）的反应器中；
（3）搅拌，使单体在水相中形成均匀的珠状体，升温至60～80℃，至珠状体定型；
（4）搅拌，升温至80～90℃，恒温完成聚合反应；
（5）停止反应后，将反应体系降温至30℃，用去离子水洗涤树脂，过滤，干燥，得到珠状丙烯酸树脂。
所述步骤（1）中的聚乙烯醇用量为去离子水总质量的0.05%～2%；
所述步骤（1）中的无机盐用量为去离子水总质量的0.5%～10%；
所述步骤（1）中的去离子水用量为丙烯酸酯单体总质量的2～10倍；
所述步骤（2）中的引发剂用量为丙烯酸酯单体总质量的0.05%～5%；
所述步骤（1）中的聚乙烯醇为PVA1799、PVA1788的一种或两种。
所述步骤（1）中的无机盐包括硫酸钠、亚硝酸钠、碳酸氢钠的一种或几种。
所述步骤（2）中的引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰的一种或几种。
所述步骤（2）中的丙烯酸酯单体包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯的一种或几种。
本发明有益技术效果：
（1）本发明采用悬浮聚合合成工艺，实施步骤简单，提高了生产效率；
（2）本发明采用聚乙烯醇为分散剂，并在水相中引入无机盐组份，降低单体在水相中分配比例，提高了转化率，达到90%以上。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程，旨在进一步阐述本发明的特点，不是对本发明实施范围的限定。
实施例1：
（1）在装有电动搅拌、回流冷凝装置的反应器内，加入0.1gPVA1799聚乙烯醇、1g硫酸钠和50g去离子水，升温至50℃，搅拌使聚乙烯醇、硫酸钠溶解；
（2）准确称取0.05g引发剂过氧化二苯甲酰，置于干燥洁净的容器中，加入单体3g丙烯酸丁酯、1g丙烯酸-2-羟基乙酯和6g甲基丙烯酸甲酯，完全溶解后滴入步骤（1）的反应器中；
（3）保持反应器搅拌转速为200转/分钟，使单体在水相中形成均匀的珠状体，升温至70℃，至珠状体定型；
（4）保持反应器搅拌转速为200转/分钟，升温至85℃，恒温反应4个小时；
（5）将反应体系温度降至30℃，过滤、洗涤、干燥，得到丙烯酸树脂。单体的转化率为91.5%。
实施例2：
（1）在装有电动搅拌、回流冷凝装置的反应器内，加入0.05g PVA1799聚乙烯醇、4g亚硝酸钠和50g去离子水，升温至50℃，搅拌使聚乙烯醇和亚硝酸钠溶解；
（2）准确称取0.1g引发剂偶氮二异庚腈，置于干燥洁净的容器中，加入单体6g丙烯酸丁酯、1g丙烯酸-2-羟基丙酯和3g甲基丙烯酸甲酯，完全溶解后滴入步骤（1）的反应器中；
（3）保持反应器搅拌转速为200转/分钟，使单体在水相中形成均匀的珠状体，升温至70℃，至珠状体定型；
（4）保持反应器搅拌转速为200转/分钟，升温至85℃，恒温反应4个小时；
（5）将反应体系温度降至30℃，过滤、洗涤、干燥，得到聚丙烯酸树脂。单体的转化率为92.1%。
实施例3：
（1）在装有电动搅拌、回流冷凝装置的反应器内，加入1g PVA1799聚乙烯醇、0.5g碳酸氢钠和50g去离子水，升温至50℃，搅拌使聚乙烯醇和碳酸氢钠溶解；
（2）准确称取0.05g引发剂偶氮二异丁腈，置于干燥洁净的容器中，加入单体3g丙烯酸丁酯、1g甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和6g甲基丙烯酸甲酯，完全溶解后滴入步骤（1）的反应器中；
（3）保持反应器搅拌转速为200转/分钟，使单体在水相中形成均匀的珠状体，升温至70℃，使珠状体定型；
（4）保持反应器搅拌转速为200转/分钟，升温至85℃，恒温反应6个小时；
（5）将反应体系温度降至30℃，过滤、洗涤、干燥，得到聚丙烯酸树脂。单体的转化率为91.8%。
实施例4：
（1）在装有电动搅拌、回流冷凝装置的反应器内，加入0.4g PVA1788聚乙烯醇、2g亚硝酸钠和50g去离子水，升温至50℃，搅拌使聚乙烯醇和亚硝酸钠溶解；
（2）准确称取0.1g引发剂过氧化十二酰，置于干燥洁净的容器中，加入单体6g丙烯酸丁酯、1g甲基丙烯酸-2-羟基丙酯和3g甲基丙烯酸甲酯，完全溶解后滴入步骤（1）的反应器中；
（3）保持反应器搅拌转速为200转/分钟，使单体在水相中形成均匀的珠状体，升温至70℃，使珠状体定型；
（4）保持反应器搅拌转速为200转/分钟，升温至85℃，恒温反应6个小时；
（5）将反应体系温度降至30℃，过滤、洗涤、干燥，得到聚丙烯酸树脂。单体的转化率为92.2%。

Claims (2)

1.一种丙烯酸树脂的合成方法，其特征在于，通过以下步骤实现：
（1）在装有电动搅拌、回流冷凝装置的反应器中，加入聚乙烯醇、无机盐和去离子水，加热升温至30～60℃，搅拌使聚乙烯醇、无机盐完全溶解；
（2）在洁净及干燥的容器中加入引发剂，之后加入丙烯酸酯单体，完全溶解后采用滴加的方式加入步骤（1）的反应器中；
（3）搅拌，使单体在水相中形成均匀的珠状体，升温至60～80℃，至珠状体定型；
（4）搅拌，升温至80～90℃，恒温完成聚合反应；
（5）停止反应后，将反应体系降温至30℃，用去离子水洗涤树脂，过滤，干燥，得到珠状丙烯酸树脂；
所述步骤（1）中聚乙烯醇用量为去离子水总质量的0.05%～2%；
所述步骤（1）中无机盐用量为去离子水总质量的0.5%～10%；
所述步骤（1）中去离子水用量为丙烯酸酯单体总质量的2～10倍；
所述步骤（2）中引发剂用量为丙烯酸酯单体总质量的0.05%～5%；
所述步骤（1）中无机盐选自硫酸钠、亚硝酸钠、碳酸氢钠的一种或几种；
所述步骤（2）中引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰的一种或几种；
所述的步骤（2）中的丙烯酸酯单体选自丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸-2-羟基乙酯的混合物。
2.根据权利要求1所述丙烯酸树脂的合成方法，其特征在于：所述的步骤（1）中的聚乙烯醇为PVA1799、PVA1788中的一种或两种。
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