CN109280123A - 丙烯酸酯乳液及其制备方法 - Google Patents

丙烯酸酯乳液及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109280123A
CN109280123A CN201811252905.2A CN201811252905A CN109280123A CN 109280123 A CN109280123 A CN 109280123A CN 201811252905 A CN201811252905 A CN 201811252905A CN 109280123 A CN109280123 A CN 109280123A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acrylic acid
emulsion
acid ester
alkyl
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811252905.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109280123B (zh
Inventor
陈贺生
何伟豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI TAIHO CHEMICAL PRODUCTS CO Ltd
DONGGUAN DABAO CHEMICAL PRODUCTS Co Ltd
Original Assignee
SHANGHAI TAIHO CHEMICAL PRODUCTS CO Ltd
DONGGUAN DABAO CHEMICAL PRODUCTS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI TAIHO CHEMICAL PRODUCTS CO Ltd, DONGGUAN DABAO CHEMICAL PRODUCTS Co Ltd filed Critical SHANGHAI TAIHO CHEMICAL PRODUCTS CO Ltd
Priority to CN201811252905.2A priority Critical patent/CN109280123B/zh
Publication of CN109280123A publication Critical patent/CN109280123A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109280123B publication Critical patent/CN109280123B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/14Methyl esters, e.g. methyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/22Emulsion polymerisation
    • C08F2/24Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
    • C08F2/26Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents anionic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种丙烯酸酯乳液及其制备方法,其中,丙烯酸酯乳液由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,其乳胶粒为“核层‑中间层‑壳层”结构,乳胶粒的核层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯,乳胶粒的中间层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体,乳胶粒的壳层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯。丙烯酸酯乳液各层的单体原料中皆含有甲基丙烯酸烷基酯,可使各层之间的相容性较好;核层作为基体层以助于形成均匀的乳胶粒,中间层由于‑COOH基团的存在从而于中间层形成高极性且Tg较高的高分子长链而改善乳胶粒的力学性能,壳层作为防护层以防止中间层的具有亲水性的羧酸类单体与溶剂接触而从乳胶粒中逸出。

Description

丙烯酸酯乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及丙烯酸酯乳液领域,尤其涉及一种新型的丙烯酸酯乳液及其制备方法。
背景技术
目前丙烯酸酯乳液主要作为涂料应用于建筑防水或者木器漆,或作为水性油墨而使用,而且丙烯酸酯乳液经常会在不同的温度下进行运输、储存及使用。但是以水为溶剂的丙烯酸酯乳液,在低于-10℃乃至-5℃下放置就会冻结破乳,失去使用价值,尤其是北方严寒地区,不仅给生产运输和应用带来困难,且产生了一系列不必要的成本,因此安定性及冻融稳定性此时就显得非常重要。由于丙烯酸酯乳液自身特性,其储存安定性、耐热性一般较好,乳液在35℃以内可以长期保存,但是冻融性较差。
现有的丙烯酸酯乳液改善其冻融性的方法主要有以下三种:
1、使用可聚合型乳化剂制成丙烯酸酯乳液,该方法利用可聚合型乳化剂可以通过化学键连接到聚合物粒子上,其稳定的连接方式稳定抑制了低温环境中乳胶粒子发生凝聚,因而所得产品具有耐高温、耐低温的性能,但缺点是可聚合乳化剂的价格昂贵,且防冻能力不佳。
2、在丙烯酸酯乳液中外添加防冻剂,如丙二醇等。但是丙二醇已被国家列入VOC中,且用量低于5%时效果较差,也对丙烯酸酯乳液所制得的树脂薄膜强度造成影响。
3、在丙烯酸酯乳液制成阶段加入能够改善乳液冻融性的高分子保护胶体,但目前较难寻找到价格合适,且不影响乳液其它物性的保护胶体。
基于此,有必要提供一种低温冻融性好的丙烯酸酯乳液或其制备方法以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种新型的丙烯酸酯乳液及其制备方法,其丙烯酸酯乳液具有较佳的低温冻融性。
为实现上述目的,本发明第一方面提供了一种丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,其乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构,所述乳胶粒的核层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯,所述乳胶粒的中间层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体,所述乳胶粒的壳层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯。
本申请的丙烯酸酯乳液的乳胶粒各层中采用的单体原料皆不相同,因而可形成“核层-中间层-壳层”三层结构,各层的单体原料中皆含有甲基丙烯酸烷基酯,可使各层之间的相容性较好;核层作为基体层以助于形成均匀的乳胶粒,中间层中通过羧酸类单体对于甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯进行改性聚合,由于-COOH基团的存在从而于中间层形成高极性且Tg较高的高分子长链而改善乳胶粒的力学性能,而使制得的丙烯酸酯乳液具有优异的低温冻融性,壳层作为防护层以防止中间层的具有亲水性的羧酸类单体与溶剂接触而从乳胶粒中逸出,同时羧酸类单体中-COOH基团往壳层伸出的触角也促进了丙烯酸酯乳液中的碱性物质渗入壳层,从而防止了乳胶粒之间的凝聚而进一步提高了丙烯酸酯乳液的低温抗冻性。
进一步的,所述甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合在含有乳化剂、引发剂、pH缓冲剂、pH调节剂和水的体系中进行,以质量百分数计,体系中所述甲基丙烯酸烷基酯为20~40%,具体可为20%、25%、30%、35%、40%,所述丙烯酸烷基酯为10~30%,具体可为10%、15%、20%、25%、30%,所述羧酸类单体为0.5~3%,具体可为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3%,所述乳化剂为0.5~2%,具体可为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%,所述引发剂为0.1~0.2%,具体可为0.1%、0.15%、0.2%,所述pH缓冲剂为0.1%~0.2%,具体可为0.1%、0.15%、0.2%,所述pH调节剂为0.1%~0.2%,具体可为0.1%、0.15%、0.2%,所述水为40~50%,具体可为40%、45%、50%。羧酸类单体的含量较低,从而防止所制得的丙烯酸酯乳液的本身所具有的丙烯酸酯类的储存安定性、耐热性发生改变。乳化剂的含量也较低,以防止形成新胶束或新乳胶粒。
进一步的,所述甲基丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)、甲基丙烯酸丙酯(AMA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)中的一种或多种。所述丙烯酸烷基酯选自丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)和丙烯酸丁酯(BA)中的一种或多种。所述羧酸类单体选自丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸(MAA)中的一种或两种。
进一步的,所述乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠和乙烯基磺酸钠中的一种或两种。
进一步的,所述引发剂为过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或两种。
进一步的,所述pH缓冲剂可为碳酸钠和/或碳酸氢钠,pH调节剂可为氨水和/或三乙醇胺。
本发明第二方面提供了一种丙烯酸酯乳液的制备方法,包括下述步骤:
(1)核层乳液的制备:
将第一部分乳化剂、第一部分水和pH缓冲剂混合,加热后加入第一部分引发剂,再加入第一部分所述甲基丙烯酸烷基酯后于搅拌条件下进行反应;
(2)中间层预乳化液的制备:
将第二部分所述乳化剂于第二部分所述水中溶解后加入第二部分所述甲基丙烯酸烷基酯、第一部分所述丙烯酸烷基酯和所述羧酸类单体,于搅拌条件下制成中间层预乳化液;
(3)壳层预乳化液的制备:
将第三部分所述乳化剂于部分所述水中溶解后加入第三部分所述甲基丙烯酸烷基酯和第二部分所述丙烯酸烷基酯,于搅拌条件下制成壳层预乳化液;
(4)丙烯酸酯聚合
于所述核层乳液中逐渐加入所述中间层预乳化液,加热反应后,再加入第二部分所述引发剂后,逐渐加入所述壳层预乳化液,于加热和搅拌条件下进行反应后冷却至室温,用pH调节剂调节至中性或弱碱性。
本发明先制备核层乳液,再于核层乳液中加入不含引发剂的中间层预乳化液,而使中间层的单体浓度很高从而于中间层形成高极性且Tg较高的高分子长链而改善乳胶粒的力学性能,以使制得的丙烯酸酯乳液具有优异的低温冻融性,且中间层的单体有充分的时间可渗入到乳胶粒的内部核层中,再加入引发剂后逐渐加入壳层预乳化液可在中间层聚合物上连续形成壳层而防止中间层具有亲水性的羧酸类单体与溶剂接触而从乳胶粒中逸出。
进一步的,第一部分所述丙烯酸烷基酯的质量少于第二部分所述丙烯酸烷基酯的质量,即中间层的丙烯酸烷基酯的质量少于壳层中的丙烯酸烷基酯的质量,由于丙烯酸烷基酯为软单体,因而可形成较软的壳层结构。更进一步的,第二部分所述甲基丙烯酸烷基酯的质量大于等于第三部分所述甲基丙烯酸烷基酯的质量,即中间层的硬单体甲基丙烯酸烷基酯的质量比壳层的高,而核层为单一的甲基丙烯酸烷基酯,因而制成“硬核软壳”结构的丙烯酸乳液,其具有较好的低温冻融性。
进一步的,第一部分所述甲基丙烯酸烷基酯的质量占所述丙烯酸酯乳液的制备原料中所述甲基丙烯酸烷基酯、所述丙烯酸烷基酯和所述羧酸类单体质量之和的5~15%。
进一步的,所述羧酸类单体的质量占所述丙烯酸酯乳液的制备原料中所述甲基丙烯酸烷基酯、所述丙烯酸烷基酯和所述羧酸类单体质量之和的0.5~3%。0.5~3%的羧酸类单体所占的制备原料中的单体含量较低,可防止所制得的丙烯酸酯乳液的本身所具有的丙烯酸酯类的储存安定性、耐热性发生改变。
进一步的,在加入所述壳层预乳化液之前将搅拌速度降低,且制备方法中各步骤的温度控制为70~90℃,各步骤的搅拌速度为100~400rpm,将搅拌速度降低以防止中间层具有亲水性的羧酸类单体与溶剂接触并于高速搅拌下从乳胶粒中逸出。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案,但不构成对本发明的任何限制,且实施例中涉及的所有原料皆为市售。
实施例1
乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构的丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,甲基丙烯酸烷基酯为MMA,丙烯酸烷基酯为BA,羧酸类单体为MAA和AA,且MMA为90g,BA为60g,MAA为3g,AA为1.5g,乳胶粒的核层的单体原料为15g的MMA,中间层的单体原料为45g的MMA、15g的BA、3g MAA和1.5g AA,壳层的单体原料为30g的MMA和45g的BA,聚合反应的体系中还包括3.2g的十二烷基苯磺酸钠,0.5g的过硫酸铵,0.5g的碳酸氢钠,0.5g的氨水,150g去离子水。
上述的丙烯酸酯乳液的制备方法,包括下述步骤:
(1)核层乳液的制备:
将1g十二烷基苯磺酸钠、50g去离子水和0.5g的碳酸氢钠在装有搅拌器和温度计的500ml四口烧瓶中混合,于300rpm下搅拌升温至反应温度,保持转速并加入0.2g的过硫酸铵后,再加入15g的MMA后于80℃下反应30min;
(2)中间层预乳化液的制备:
将1g十二烷基苯磺酸钠于50g去离子水中溶解后加入45g的MMA、15g的BA、3g MAA和1.5g AA,于500rpm搅拌下制成中间层预乳化液;
(3)壳层预乳化液的制备:
将1.2g十二烷基苯磺酸钠于50g去离子水中溶解后加入30g的MMA和45g的BA,于500rpm搅拌下制成壳层预乳化液;
(4)丙烯酸酯聚合
保持300rpm的转速且于核层乳液中用分液漏斗逐渐加入中间层预乳化液,耗时约1.5h,于80℃下进行反应后,降低转速并保持为200rpm,再加入0.3g的过硫酸铵后,用分液漏斗逐渐加入壳层预乳化液,保持200rpm转速,升温至85℃后保温,最后冷却至室温,用0.5g的氨水调节至弱碱性7.5后过滤出料。
实施例2
乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构的丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,甲基丙烯酸烷基酯为MMA,丙烯酸烷基酯为BA,羧酸类单体为MAA和AA,且MMA为90g,BA为60g,MAA为3g,AA为1.5g,乳胶粒的核层的单体原料为15g的MMA,中间层的单体原料为45g的MMA、15g的BA、3g MAA和1.5g AA,壳层的单体原料为30g的MMA和45g的BA,聚合反应的体系中还包括3.2g乙烯基磺酸钠,0.5g的过硫酸铵,0.5g的碳酸氢钠,0.5g的氨水,150g去离子水,其制备方法同实施例1。
实施例3
乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构的丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,甲基丙烯酸烷基酯为MMA,丙烯酸烷基酯为BA,羧酸类单体为MAA和AA,且MMA为90g,BA为60g,MAA为1.5g,AA为0.75g,乳胶粒的核层的单体原料为15g的MMA,中间层的单体原料为45g的MMA、15g的BA、1.5g MAA和0.75g AA,壳层的单体原料为30g的MMA和45g的BA,聚合反应的体系中还包括3.2g的十二烷基苯磺酸钠,0.5g的过硫酸铵,0.5g的碳酸氢钠,0.5g的氨水,150g去离子水,其制备方法同实施例1。
实施例4
乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构的丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,甲基丙烯酸烷基酯为MMA和BMA,丙烯酸烷基酯为BA,羧酸类单体为MAA和AA,且MMA为75g,BA为45g,BMA为30g,MAA为3g,AA为1.5g,乳胶粒的核层的单体原料为15g的MMA,中间层的单体原料为30g的MMA、15g的BA、15g的BMA、3g MAA和1.5g AA,壳层的单体原料为30g的MMA、15g的BMA和30g的BA,聚合反应的体系中还包括3.2g的十二烷基苯磺酸钠,0.5g的过硫酸铵,0.5g的碳酸氢钠,0.5g的氨水,150g去离子水,其制备方法同实施例1。
实施例5
乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构的丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,甲基丙烯酸烷基酯为MMA,丙烯酸烷基酯为BA,羧酸类单体为MAA和AA,且MMA为90g,BA为60g,MAA为0.3g,AA为0.2g,乳胶粒的核层的单体原料为15g的MMA,中间层的单体原料为45g的MMA、15g的BA、0.3g MAA和0.2g AA,壳层的单体原料为30g的MMA和45g的BA,聚合反应的体系中还包括3.2g的十二烷基苯磺酸钠,0.5g的过硫酸铵,0.5g的碳酸氢钠,0.5g的氨水,150g去离子水,其制备方法同实施例1。
实施例6
乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构的丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,甲基丙烯酸烷基酯为MMA,丙烯酸烷基酯为BA,羧酸类单体为MAA和AA,且MMA为90g,BA为60g,MAA为2.5g,AA为2.5g,乳胶粒的核层的单体原料为15g的MMA,中间层的单体原料为45g的MMA、15g的BA、2.5g MAA和2.5g AA,壳层的单体原料为30g的MMA和45g的BA。聚合反应的体系中还包括3.2g的十二烷基苯磺酸钠,0.5g的过硫酸铵,0.5g的碳酸氢钠,0.5g的氨水,150g去离子水,其制备方法同实施例1。
实施例7
乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构的丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,甲基丙烯酸烷基酯为MMA,丙烯酸烷基酯为BA,羧酸类单体为MAA和AA,且MMA为90g,BA为60g,MAA为3g,AA为1.5g,乳胶粒的核层的单体原料为15g的MMA,中间层的单体原料为45g的MMA、45g的BA、3g MAA和1.5g AA,壳层的单体原料为30g的MMA和15g的BA。聚合反应的体系中还包括3.2g的十二烷基苯磺酸钠,0.5g的过硫酸铵,0.5g的碳酸氢钠,0.5g的氨水,150g去离子水,其制备方法同实施例1。
实施例8
乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构的丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,甲基丙烯酸烷基酯为MMA,丙烯酸烷基酯为BA,羧酸类单体为MAA和AA,且MMA为90g,BA为60g,MAA为3g,AA为1.5g,乳胶粒的核层的单体原料为15g的MMA,中间层的单体原料为30g的MMA、30g的BA、3g MAA和1.5g AA,壳层的单体原料为45g的MMA和30g的BA。聚合反应的体系中还包括3.2g的十二烷基苯磺酸钠,0.5g的过硫酸铵,0.5g的碳酸氢钠,0.5g的氨水,150g去离子水,其制备方法同实施例1。
对比例1
乳胶粒为“核层-壳层”结构的丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,甲基丙烯酸烷基酯为MMA,丙烯酸烷基酯为BA,羧酸类单体为MAA和AA,且MMA为90g,BA为60g,MAA为3g,AA为1.5g,乳胶粒的核层的单体原料为60g的MMA、15g的BA、3g MAA和1.5g AA,壳层的单体原料为30g的MMA和45g的BA,聚合反应的体系中还包括3.2g的十二烷基苯磺酸钠,0.5g的过硫酸铵,0.5g的碳酸氢钠,0.5g的氨水,150g去离子水。
上述的丙烯酸酯乳液的制备方法,包括下述步骤:
a.核层乳液的制备:
将2g十二烷基苯磺酸钠、100g去离子水和0.5g的碳酸氢钠在装有搅拌器和温度计的500ml四口烧瓶中混合,于300rpm下搅拌升温至反应温度,保持转速并加入0.2g的过硫酸铵后,再加入60g的MMA、15g的BA、3g MAA和1.5g AA,于500rpm搅拌下进行反应;
b.壳层预乳化液的制备:
将1.2g十二烷基苯磺酸钠于50g去离子水中溶解后加入30g的MMA和45g的BA,于500rpm搅拌下制成壳层预乳化液;
c.丙烯酸酯聚合
降低转速并保持为200rpm,于核层乳液中再加入0.3g的过硫酸铵后,用分液漏斗逐渐加入壳层预乳化液,保持200rpm转速,升温至85℃后保温,最后冷却至室温,用0.5g的氨水调节至弱碱性7.5后过滤出料。
对比例2
乳胶粒为“核层-壳层”结构的丙烯酸酯乳液,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,甲基丙烯酸烷基酯为MMA,丙烯酸烷基酯为BA,羧酸类单体为MAA和AA,且MMA为90g,BA为60g,MAA为3g,AA为1.5g,乳胶粒的核层的单体原料为30g的MMA和45g的BA,壳层的单体原料为60g的MMA、15g的BA、3g MAA和1.5g AA,聚合反应的体系中还包括3.2g的十二烷基苯磺酸钠,0.5g的过硫酸铵,0.5g的碳酸氢钠,0.5g的氨水,150g去离子水。
上述的丙烯酸酯乳液的制备方法,包括下述步骤:
a.核层乳液的制备:
将2g十二烷基苯磺酸钠、100g去离子水和0.5g的碳酸氢钠在装有搅拌器和温度计的500ml四口烧瓶中混合,于300rpm下搅拌升温至反应温度,保持转速并加入0.2g的过硫酸铵后,再加入30g的MMA和45g的BA,于500rpm搅拌下进行反应;
b.壳层预乳化液的制备:
将1.2g十二烷基苯磺酸钠于50g去离子水中溶解后加入60g的MMA、15g的BA、3gMAA和1.5g AA,于500rpm搅拌下制成壳层预乳化液;
c.丙烯酸酯聚合
降低转速并保持为200rpm,于核层乳液中再加入0.3g的过硫酸铵后,用分液漏斗逐渐加入壳层预乳化液,保持200rpm转速,升温至85℃后保温,最后冷却至室温,用0.5g的氨水调节至弱碱性7.5后过滤出料。
将实施例1~8和对比例1~2的丙烯酸酯乳液分别进行零下10℃,零下20℃,零下40℃的16h低温冻融性测试,且乳液完全解冻后,能够完全恢复原态,乳液相关物性没有出现变化视为通过,反之则不通过,其结果如表1所示。
表1实施例1~8与对比例1~2的低温冻融性测试
根据上表可知,本申请的具有“核层-中间层-壳层”乳胶粒的丙烯酸酯乳液其低温冻融性明显好于对比例的具有“核层-壳层”乳胶粒的丙烯酸酯乳液,这主要由于本申请的“核层-中间层-壳层”乳胶粒中各层之间进行相互配合,核层作为基体层以助于形成均匀的乳胶粒,中间层形成高极性且Tg较高的高分子长链而改善乳胶粒的力学性能,而使制得的丙烯酸酯乳液具有优异的低温冻融性,壳层作为防护层以防止中间层的具有亲水性的羧酸类单体与溶剂接触而从乳胶粒中逸出。而对比例1的“核层-壳层”乳胶粒的丙烯酸酯乳液,其不存在基体层,核层中的MAA和AA亲水性较强,因而难以形成稳定的核层进而影响“核层-壳层”乳胶粒的稳定性,因而低温冻融不佳。对比例2的“核层-壳层”乳胶粒的丙烯酸酯乳液,亲水性强的MAA和AA作为壳层,极易造成乳胶粒之间的凝聚,因而低温冻融性差。
对比实施例1和实施例5~6可知,羧酸类单体太低(<0.5%)或羧酸类单体太高(>3%)都会对低温冻融性产生影响,主要由于含量太低或太高的羧酸类单体中的羧基对乳胶粒的稳定性产生影响。
对比实施例1和实施例7~8可知,中间层的丙烯酸烷基酯的质量少于壳层的丙烯酸烷基酯的质量时,或者中间层的甲基丙烯酸烷基酯的质量大于等于壳层中甲基丙烯酸烷基酯的质量时,其低温冻融性能更好,这主要是由于软单体的丙烯酸烷基酯在壳层中越多,硬单体甲基丙烯酸烷基酯在中间层越多,越能形成“硬核软壳”结构的乳胶粒,由于硬核的抗冲击能力可使乳液的低温抗冻性更好。
需要说明的是,本申请的实施例仅列出了部分情形,其仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在阅读了本发明之后,本领域技术人员对于甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、羧酸类单体、乳化剂、引发剂、pH缓冲剂、pH调节剂等组分或含量所做出的替换或变化、制备方法的工艺参数所作出的替换或变化等,只要是不脱离本申请保护的宗旨都应该落入本申请所附权利要求限定的范围。

Claims (13)

1.一种丙烯酸酯乳液,其特征在于,由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成,其乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构,所述乳胶粒的核层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯,所述乳胶粒的中间层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体,所述乳胶粒的壳层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液,其特征在于,所述甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合在含有乳化剂、引发剂、pH缓冲剂、pH调节剂和水的体系中进行,以质量百分数计,体系中所述甲基丙烯酸烷基酯为20~40%,所述丙烯酸烷基酯为10~30%,所述羧酸类单体为0.5~3%,所述乳化剂为0.5~2%,所述引发剂为0.1~0.2%,所述pH缓冲剂为0.1%~0.2%、所述pH调节剂为0.1%~0.2%,所述水为40~50%。
3.根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯乳液,其特征在于,所述甲基丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯乳液,其特征在于,所述丙烯酸烷基酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯乳液,其特征在于,所述羧酸类单体选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种。
6.根据权利要求2所述的丙烯酸酯乳液,其特征在于,所述乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠和乙烯基磺酸钠中的一种或两种。
7.根据权利要求2所述的丙烯酸酯乳液,其特征在于,所述引发剂为过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或两种。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
(1)核层乳液的制备:
将第一部分乳化剂、第一部分水和pH缓冲剂混合,加热后加入第一部分引发剂,再加入第一部分所述甲基丙烯酸烷基酯后于搅拌条件下进行反应;
(2)中间层预乳化液的制备:
将第二部分所述乳化剂于第二部分所述水中溶解后加入第二部分所述甲基丙烯酸烷基酯、第一部分所述丙烯酸烷基酯和所述羧酸类单体,于搅拌条件下制成中间层预乳化液;
(3)壳层预乳化液的制备:
将第三部分所述乳化剂于部分所述水中溶解后加入第三部分所述甲基丙烯酸烷基酯和第二部分所述丙烯酸烷基酯,于搅拌条件下制成壳层预乳化液;
(4)丙烯酸酯聚合:
于所述核层乳液中逐渐加入所述中间层预乳化液,加热反应后,再加入第二部分所述引发剂后,逐渐加入所述壳层预乳化液,于加热和搅拌条件下进行反应后冷却至室温,用pH调节剂调节至中性或弱碱性。
9.根据权利要求8所述的丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于,第一部分所述丙烯酸烷基酯的质量少于第二部分所述丙烯酸烷基酯的质量。
10.根据权利要求8所述的丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于,第二部分所述甲基丙烯酸烷基酯的质量大于等于第三部分所述甲基丙烯酸烷基酯的质量。
11.根据权利要求8所述的丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于,第一部分所述甲基丙烯酸烷基酯的质量占所述丙烯酸酯乳液的制备原料中所述甲基丙烯酸烷基酯、所述丙烯酸烷基酯和所述羧酸类单体质量之和的5~15%。
12.根据权利要求8所述的丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于,所述羧酸类单体的质量占所述丙烯酸酯乳液的制备原料中所述甲基丙烯酸烷基酯、所述丙烯酸烷基酯和所述羧酸类单体质量之和的0.5~3%。
13.根据权利要求8所述的丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于,在加入所述壳层预乳化液之前将搅拌速度降低,且制备方法中各步骤的温度控制为70~90℃,各步骤的搅拌速度为100~400rpm。
CN201811252905.2A 2018-10-25 2018-10-25 丙烯酸酯乳液及其制备方法 Active CN109280123B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811252905.2A CN109280123B (zh) 2018-10-25 2018-10-25 丙烯酸酯乳液及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811252905.2A CN109280123B (zh) 2018-10-25 2018-10-25 丙烯酸酯乳液及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109280123A true CN109280123A (zh) 2019-01-29
CN109280123B CN109280123B (zh) 2020-04-24

Family

ID=65178472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811252905.2A Active CN109280123B (zh) 2018-10-25 2018-10-25 丙烯酸酯乳液及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109280123B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111116831A (zh) * 2020-01-07 2020-05-08 黄禹 一种羟基丙烯酸乳液的制备方法
CN111363104A (zh) * 2020-03-24 2020-07-03 佛山祺祥合成材料有限公司 一种苯丙乳液的制备方法及一种水性涂料
CN112029039A (zh) * 2020-08-12 2020-12-04 珠海展辰新材料股份有限公司 水性丙烯酸乳液及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06263828A (ja) * 1993-03-15 1994-09-20 Kuraray Co Ltd アクリル系軟質多層構造樹脂の製造方法
JP2000119476A (ja) * 1998-10-19 2000-04-25 Kuraray Co Ltd アクリル系重合体凝固物およびその製造方法
EP1095954A1 (en) * 1998-06-17 2001-05-02 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Impact-resistant acrylic polymer pellets and process for producing them
CN101649020A (zh) * 2009-09-17 2010-02-17 河北工业大学 多层核壳结构聚丙烯酸酯发泡调节剂的制备方法
CN102020747A (zh) * 2009-09-09 2011-04-20 北京东联化工有限公司 一种丙烯酸系核壳聚合物乳液及其制备方法
CN105367703A (zh) * 2014-08-27 2016-03-02 齐鲁工业大学 一种三层核壳结构环氧改性丙烯酸酯乳液

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06263828A (ja) * 1993-03-15 1994-09-20 Kuraray Co Ltd アクリル系軟質多層構造樹脂の製造方法
EP1095954A1 (en) * 1998-06-17 2001-05-02 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Impact-resistant acrylic polymer pellets and process for producing them
JP2000119476A (ja) * 1998-10-19 2000-04-25 Kuraray Co Ltd アクリル系重合体凝固物およびその製造方法
CN102020747A (zh) * 2009-09-09 2011-04-20 北京东联化工有限公司 一种丙烯酸系核壳聚合物乳液及其制备方法
CN101649020A (zh) * 2009-09-17 2010-02-17 河北工业大学 多层核壳结构聚丙烯酸酯发泡调节剂的制备方法
CN105367703A (zh) * 2014-08-27 2016-03-02 齐鲁工业大学 一种三层核壳结构环氧改性丙烯酸酯乳液

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张心亚等: ""梯度乳液聚合制备核壳结构丙烯酸酯乳液——合成工艺"", 《湖南师范大学自然科学学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111116831A (zh) * 2020-01-07 2020-05-08 黄禹 一种羟基丙烯酸乳液的制备方法
CN111363104A (zh) * 2020-03-24 2020-07-03 佛山祺祥合成材料有限公司 一种苯丙乳液的制备方法及一种水性涂料
CN112029039A (zh) * 2020-08-12 2020-12-04 珠海展辰新材料股份有限公司 水性丙烯酸乳液及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109280123B (zh) 2020-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101787231B (zh) 憎水改性缔合型增稠剂及其制备方法
CN109280123A (zh) 丙烯酸酯乳液及其制备方法
CN104230203B (zh) 一种超缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法
CN104356320B (zh) 一种水性环氧酯‑丙烯酸树脂杂化体树脂及其制备方法
CN104231185B (zh) Asa树脂高胶粉的制备方法
CN104109219B (zh) 一种耐高温稠化剂及其制备方法和应用
CN102898589A (zh) 一种新型环保高分子聚合乳液及其制备方法
CA3032277C (en) Ambient self-crosslinkable latex
CN102675951A (zh) 疏水改性缔合型增稠剂及其制备方法
CN105461866B (zh) 一种降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法
WO2019192629A1 (zh) 一种阴离子型热增黏水溶性聚合物及其制备方法和应用
CN103601837A (zh) 一种聚丙烯酸酯乳液及制备方法
CN104231168A (zh) 一种具有超低界面张力的聚合物微球暂堵剂及其制备方法
CN106832097B (zh) 一种基于SiO2的pH响应性复合微凝胶及其制备方法
CN107418125B (zh) 一种采用嵌段共聚物胶乳制备多相聚合物材料的方法
CN108912262A (zh) 一种具有双粒径结构的水性压敏胶乳液及其合成方法
CN103936916B (zh) Pet膜预涂热裱水性粘合剂乳液及制备方法
CN106632791A (zh) 一种抗新鲜水泥泛碱底漆苯丙乳液及其制备方法
CN108912288A (zh) 一种高熔融指数的热塑性弹性体及其制备方法
CN102504089B (zh) 一种耐水丙烯酸酯核壳乳液的制备方法
TWI247780B (en) (Meth)acrylic resin emulsion and method for producing it
CN100386350C (zh) 反光膜用丙烯酸树脂乳液及其制备方法
CN108794703A (zh) 一种具有优良耐盐雾功能的聚丙烯酸酯防腐乳液的制备方法
CN105051143B (zh) 乳液凝固剂和使用它的补胎套件
CN111285953B (zh) 一种丙烯酸乳液及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant