CN109293818A - 一种无味聚合物乳液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无味聚合物乳液及其制备方法，该乳液是由混合单体、保护胶体、乳化剂、缓冲剂、引发剂、去离子水通过半连续乳液聚合制得，并通过后聚合和吸附剂吸附的工艺控制方式对乳液中的VOC进行了有效去除，最终制得了应用性能优异，无法用感官判断出气味，VOC含量<100ppm的健康环保的无味乳液。通过本发明方法制备的无味聚合物乳液，可广泛应用于净味内墙乳胶漆、儿童漆、硅藻泥等环保性能要求高的领域。该方法可在常温下完成，工艺控制过程简单，设备投资成本低，处理效果稳定。

Description

一种无味聚合物乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种乳液及其制备方法，具体涉及一种具有超低VOC的无味聚合物乳液的制备方法。
背景技术
如今，随着社会进步，人们的环保意识和健康意识逐渐增强，室内装修污染也越来越引起人们的注意。装修后产生的污染中，大多数人只知道甲醛的危害，但是对其他污染物的危害却是知之甚少。VOC作为室内空气的挥发性污染物，危害是十分突出的，对人体也存在着一定的危害与不良的影响。
VOC即挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写，对人体健康有巨大影响。当居室中的VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。因此，为了人们的健康，以及避免环境的污染，涂料国标《GB18582-2001室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》中，内墙涂料中VOC含量的要求是：不得高于每升200克。如果要获得绿色环保“十环标志”，则VOC含量要小于100克/升。而在室内装修涂料的选择过程中，人们对于净味或者无味的低VOC涂料更为青睐，因此需求日益增大。各个涂料及其原材料制备企业也在纷纷推出而低VOC及超低VOC的产品以供各自客户选择。
乳液作为乳胶漆的最主要的组成部分，其VOC的控制技术直接关系到最终涂料产品VOC的含量及其环保程度，同时VOC也是乳胶漆气味的主要来源。传统的净味乳液的制备方法往往是通过在聚合后期通过汽提的方法减压脱除部分残存在乳液体系的单体来实现的，该方法需要升温、减压，能耗大，而且针对亲水/疏水性单体的脱附速率不同处理效果还存在较大差异。因此制备获得一种超低VOC含量无味的聚合物乳液，具有重要的研究意义。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种无味聚合物乳液及其制备方法，本发明通过化学去除与物理吸附相结合的方法，首先在后聚合阶段，通过优选的氧化还原体系，使得残余单体得到了有效去除，再通过反应釜中粉末吸附剂及吸附塔内颗粒吸附剂的协同作用，使得残余单体得以进一步去除，制备出了VOC含量&lt;100ppm的无味叔醋丙乳液。
具体的，一方面，本发明提供了一种无味聚合物乳液的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将去离子水、乳化剂、保护胶体、氧化引发剂加到乳化罐内，开启搅拌，混合均匀后加入混合单体，得到预乳化液；
(2)将还原引发剂、去离子水加到调配罐内混合搅拌均匀，得到还原引发剂溶液；
(3)将去离子水、缓冲剂加到反应釜内，搅拌升温至55-65℃，得到反应底液；
(4)在反应底液中先后加入总量5-10％的预乳化液和总量10-15％的还原引发剂溶液，控制反应釜内温度55-65℃，反应20-40min后，开始滴加剩余的预乳化液和总量80-85％的还原引发剂溶液，滴加结束后保温20-40min；
(5)保温结束后，向反应釜内滴加氧化引发剂溶液及剩余的还原引发剂溶液，进行后聚合反应，反应20-40min后开始降温；
(6)降温至50℃后，在反应釜内加入乳液总量0.5-1.5％的吸附剂，并持续降至室温，过滤后将乳液储存于储存槽内；
(7)将乳液从储存槽内泵送至装填有吸附剂的吸附塔内进行吸附处理，处理结束后即得。
需要进一步说明的，该聚合物乳液由以下质量份的原料制备获得：混合单体100份、缓冲剂0.1-0.5份、保护胶体1-5份、乳化剂0.2-1.0份、氧化引发剂0.1-0.4份、还原引发剂0.1-0.4份。
优选的，混合单体由以下质量份的单体组成：醋酸乙烯酯70-80份、叔碳酸乙烯酯10-20份、丙烯酸丁酯5-15份；由以下质量份的单体组成：醋酸乙烯酯75-90份、丙烯酸丁酯10-25份。
或混合单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种。
其中，步骤(5)中，向反应釜内滴加总量5-10％的氧化引发剂，5-6min后，滴加剩余的还原引发剂溶液，20min内滴加结束，进行后聚合反应。
优选的，步骤(6)中，反应釜中加入的吸附剂为粉状的活性炭、沸石、大孔树脂中的一种，吸附剂的粒径为100-400μm，总孔容积为0.8-1.5cm3/g。
优选的，步骤(7)中，吸附塔中加入的吸附剂为颗粒状的活性炭、沸石、大孔树脂中的一种或多种，颗粒尺寸为1-5mm，吸附剂的总孔容积为0.6-1.2cm3/g。
优选的，步骤(7)中，控制乳液在吸附塔中的停留吸附时间为2-4h，吸附温度为25-45℃。
优选的，步骤(7)中，吸附塔内填充吸附剂的填充柱的长径比为15-25，填充柱内空体积占总体积的40-70％。
具体的，第二方面，本发明还提供了上述的制备方法制得的无味聚合物乳液。
本发明的有益效果：本发明方法增加了后聚合处理及常温吸附处理步骤，采用该方法可制备出VOC含量&lt;100ppm的无味乳液，该乳液净味、环保，无残余单体及杂质小分子的异常气味。此外，通过配方的优化，制备的聚合物乳液具有优异的成膜耐白性能，在后期应用过程中，无需添加成膜助剂，减少了配方设计的VOC引入，使其真正成为一款环保乳液。该乳液除了满足中高端墙体乳液的应用性能要求，而且净味环保，可以做到即刷即住，完全环保无异味。
附图说明
图1为本发明制备方法所用的设备图；
图中：
1、乳化罐；2、调配罐；3、反应釜；4、冷凝器；5、过滤器；6、储存槽；7、计量泵；8、吸附塔；9、包装机。
具体实施方式
为更清楚的对本发明技术方案予以阐述，下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步阐述：
在一个具体的实施方式中，提供了一种无味聚合物乳液的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将去离子水、乳化剂、保护胶体、氧化引发剂加到乳化罐内，开启搅拌，混合均匀后加入混合单体，得到预乳化液；
(2)将还原引发剂、去离子水加到调配罐内混合搅拌均匀，得到还原引发剂溶液；
(3)将去离子水、缓冲剂加到反应釜内，搅拌升温至55-65℃，得到反应底液；
(4)在反应底液中先后加入总量5-10％的预乳化液和总量10-15％的还原引发剂溶液，控制反应釜内温度55-65℃，反应20-40min后，开始滴加剩余的预乳化液和总量80-85％的还原引发剂溶液(这步的还原引发剂溶液与预乳化液同时滴加结束，或晚于还原引发剂溶液滴加结束)，滴加结束后保温20-40min；
(5)保温结束后，向反应釜内加入氧化引发剂溶液及剩余的还原引发剂溶液，进行后聚合反应，反应20-40min后开始降温；
(6)降温至50℃后，在反应釜内加入乳液总量0.5-1.5％的吸附剂，并持续降至室温，过滤后将乳液储存于储存槽内；
(7)将乳液从储存槽内泵送至装填有吸附剂的吸附塔内进行吸附处理，处理结束后处理结束后进行过滤检测，即得。
本发明采用半连续乳液聚合的方法制备，将单体先进行预乳化，之后将部分预乳化液直接加到反应釜内进行半连续种子乳液聚合，然后再将预乳化液慢慢滴加到反应釜内进行聚合反应，该聚合工艺可有效控制乳液粒径的分布范围，降低了大凝胶离子生成的概率，提高了聚合过程中乳液的稳定性。
本发明在乳液聚合后段，保温结束后，通过优选的氧化还原引发体系，引发残余单体进行后聚合，通过滴加控制，使得引发剂的浓度维持在一个稳定的范围内，在使用量最小的前提下最大程度引发乳液中残余单体进行聚合，降低了乳液VOC含量。
本发明在乳液聚合完成后，降温至50℃以下，向反应釜内加入吸附剂，在搅拌过程中对乳液体系中残余的VOC进行初步吸附后，过滤出吸附剂，再通过计量泵将乳液输送至吸附塔中，进行进一步的吸附处理，通过吸附剂的选择、温度、停留时间的控制可以在常温条件可以获得VOC含量低于100ppm的无味乳液。
进一步的，该聚合物乳液由以下质量份的原料制备获得：混合单体100份、缓冲剂0.1-0.5份、保护胶体1-5份、乳化剂0.2-1.0份、氧化引发剂0.1-0.4份、还原引发剂0.1-0.4份。
其中，当聚合物乳液为叔醋丙乳液时，混合单体由以下质量份的单体组成：醋酸乙烯酯70-80份、叔碳酸乙烯酯10-20份、丙烯酸丁酯5-15份。
本发明通过叔碳酸乙烯酯及丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯的共聚改性可有效提升乳液的耐水/耐擦洗/耐污/耐候/耐碱性能，此外通过配方的优化设计，使得该乳液有着很好的低温成膜性和柔韧性，在后期涂料配方的设计过程中，无需添加成膜助剂，便于制备零VOC的高端环保墙体乳胶漆产品。
当聚合物乳液为醋丙乳液时，混合单体由以下质量份的单体组成：醋酸乙烯酯75-90份、丙烯酸丁酯10-25份。
当聚合物乳液为纯丙乳液时，混合单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种。
进一步的，所用的引发体系为氧化还原体系，氧化还原引发体系为过氧化氢/羟乙酸亚磺酸二钠、叔丁基过氧化氢/雕白块、叔丁基过氧化氢/抗坏血酸、叔丁基过氧化氢/羟乙酸亚磺酸二钠、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠中的一种组合。
进一步的，乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚型非离子型乳化剂或者具有非离子和阴离子双重特点的乳化剂，用量为单体的0.2-1.0％。
进一步的，保护胶体为醇解度88％的聚乙烯醇且聚合度为400-1700的一种或两种复配，用量为单体的1-5％。
进一步的，缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸钠、醋酸钠、磷酸钠、磷酸一氢钠、焦磷酸钠中的一种，使得体系pH为4-6。
进一步的，步骤(5)中，向反应釜内滴加总量5-10％的氧化引发剂，5-6min后，滴加剩余的还原引发剂溶液，20min内滴加结束，进行后聚合反应。该步骤可让液相残存的单体进一步参与聚合反应，降低体系的VOC含量及乳液气味。
进一步的，步骤(6)中，反应釜中加入的吸附剂为粉状的活性炭、沸石、大孔树脂中的一种，吸附剂的粒径为100-400μm，总孔容积为0.8-1.5cm3/g。吸附处理后，过滤出聚合物凝胶粒子及吸附剂。
进一步的，步骤(7)中，吸附塔中加入的吸附剂为颗粒状的活性炭、沸石、大孔树脂中的一种或多种，颗粒尺寸为1-5mm，吸附剂的总孔容积为0.6-1.2cm3/g。控制乳液在吸附塔中的停留吸附时间为2-4h，吸附温度为25-45℃。吸附塔内填充吸附剂的填充柱的长径比优选为15-25，填充柱内空体积占总体积的比例为40-70％。乳液经过该吸附塔，控制乳液计量泵的流量，使乳液在吸附塔内的停留时间保持为2-4h，吸附温度维持在25-45℃，乳液残存VOC可以得到很好去除，VOC含量可以降到100ppm以下。
步骤(7)中，吸附处理后的过滤是乳液合成或处理过程中的常规操作，因为乳液是聚合物颗粒在乳化剂作用下均匀分散在水中形成的，是一种热力学不稳定状态，在合成或处理过程中有潜在的聚结沉降的风险，因此在乳液合成或处理工艺过程中增加一过滤步骤来除掉可能出现的聚结沉降颗粒。
在另一个具体的实施方式中，提供了一种无味聚合物乳液，由上述任一项无味聚合物乳液的制备方法制得。
下面通过实施例和附图进一步说明上述具体实施方式。下述实施例中，所有原料、仪器和设备，如未作具体说明，均为市售购买所得。
实施例1
一种无味叔醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：
(1)将去离子水200kg、乳化剂5kg、保护胶体15kg、氧化引发剂2.8kg加到乳化罐1内，开启搅拌，混合均匀后将混合单体(醋酸乙烯酯380kg、叔碳酸乙烯酯VV1075kg、丙烯酸丁酯75kg)匀速加到乳化罐1内制预乳化液备用；
(2)将还原引发剂2kg、去离子水50kg加入调配罐2内混合搅拌均匀备用；
(3)将去离子水200kg、缓冲剂2.5kg加到反应釜3内，开启反应釜3的搅拌升温至65℃，开启冷凝器4的冷水循环系统；
(4)将总量10％的预乳化液一次加到反应釜3内，5min后将总量10％的还原引发剂一次加到反应釜3内，引发聚合，控制反应釜3内温度在65±2℃，反应30min后，开始同时连续滴加预乳化液、还原引发剂，控制3.5±0.5h内预乳化液滴加结束，控制还原引发剂滴速，剩余的预乳化液滴加结束，滴加完总量80％的还原引发剂时停止滴加，滴加期间控制温度在65±2℃之间，滴加结束后保温30min；
(5)保温结束后，向反应釜3内加入0.15kg氧化引发剂，5min后，滴加剩余的还原引发剂溶液，20min内滴加结束，进行后聚合反应，反应温度控制在60±2℃之间，反应30min开始降温；
(6)降温至低于50℃以后，向反应釜3内加入5kg的中孔活性炭吸附剂(平均粒径0.3mm、总孔容积为1.2cm3/g)，搅拌并持续降至室温，并由过滤器5过滤出聚合物凝胶粒子及吸附剂，并将乳液储存在储存槽6内；
(7)将乳液从储存槽6内通过计量泵7泵送至装填有颗粒状中孔活性炭(平均粒径2.5mm、总孔容积为1.0cm3/g)吸附剂的吸附塔8内进行吸附处理，控制乳液进料量，乳液在吸附塔8内的停留时间2.5h，吸附温度为30℃，处理结束后进行过滤检测，使用包装机9包装。通过顶空气相色谱法测试乳液的VOC含量。
该乳液的原料配方组成如下：醋酸乙烯酯380kg、叔碳酸乙烯酯VV1075kg、丙烯酸丁酯75kg、乳化剂5kg、保护胶体15kg、氧化引发剂2.95kg、还原引发剂2kg、去离子水450kg、缓冲剂2.5kg。
实施例2
一种无味叔醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：
(1)将去离子水180kg、乳化剂4kg、保护胶体16kg、氧化引发剂2.5kg加到乳化罐1内，开启搅拌，混合均匀后将混合单体(醋酸乙烯酯360kg、叔碳酸乙烯酯VV1090kg、丙烯酸丁酯80kg)匀速加到乳化罐1内制预乳化液备用；
(2)将还原引发剂1.8kg、去离子水50kg加入调配罐2内混合搅拌均匀备用；
(3)将去离子水220kg、缓冲剂2.0kg加到反应釜3内，开启反应釜3的搅拌升温至55℃，开启冷凝器4的冷水循环系统；
(4)将总量10％的预乳化液一次加到反应釜3内，5min后将总量10％的还原引发剂一次加到反应釜3内，引发聚合，控制反应釜3内温度在55±2℃，反应30min后，开始同时连续滴加预乳化液、还原引发剂，控制3.5±0.5h内预乳化液滴加结束，控制还原引发剂滴速，剩余的预乳化液滴加结束，滴加完总量85％的还原引发剂时停止滴加，滴加期间控制温度在55±2℃之间，滴加结束后保温20min；
(5)保温结束后，向反应釜3内加入0.15kg氧化引发剂，5min后，滴加剩余的还原引发剂，20min内滴加结束，进行后聚合反应，反应温度控制在60±2℃之间，反应20min开始降温；
(6)降温至低于50℃以后，向反应釜3内加入8kg的中孔活性炭吸附剂(平均粒径0.2mm、总孔容积为1.0cm3/g)，搅拌并持续降至室温，并由过滤器5过滤出聚合物凝胶粒子及吸附剂，并将乳液储存在储存槽6内；
(7)将乳液从储存槽6内通过计量泵7泵送至装填有颗粒状沸石(平均粒径1.5mm、总孔容积为0.6cm3/g)吸附剂的吸附塔8内进行吸附处理，控制乳液进料量，乳液在吸附塔8内的停留时间2h，吸附温度为25℃，处理结束后进行过滤检测，使用包装机9包装。通过顶空气相色谱法测试乳液的VOC含量。
该乳液的原料配方组成如下：醋酸乙烯酯360kg、叔碳酸乙烯酯VV1090kg、丙烯酸丁酯80kg、乳化剂4kg、保护胶体16kg、氧化引发剂2.65kg、还原引发剂1.8kg、去离子水450kg、缓冲剂2.0kg。
实施例3
一种无味叔醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：
(1)将去离子水250kg、乳化剂6kg、保护胶体12kg、氧化引发剂3kg加到乳化罐1内，开启搅拌，混合均匀后将混合单体(醋酸乙烯酯400kg、叔碳酸乙烯酯VV1080kg、丙烯酸丁酯70kg)匀速加到乳化罐1内制预乳化液备用；
(2)将还原引发剂2.2kg、去离子水50kg加入调配罐2内混合搅拌均匀备用；
(3)将去离子水150kg、缓冲剂3kg加到反应釜3内，开启反应釜3的搅拌升温至65℃，开启冷凝器4的冷水循环系统；
(4)将总量10％的预乳化液一次加到反应釜3内，5min后将总量5％的还原引发剂一次加到反应釜3内，引发聚合，控制反应釜3内温度在65±2℃，反应30min后，开始同时连续滴加预乳化液、还原引发剂，控制3.5±0.5h内预乳化液滴加结束，控制还原引发剂滴速，剩余的预乳化液滴加结束，滴加完总量80％的还原引发剂时停止滴加，滴加期间控制温度在65±2℃之间，滴加结束后保温40min；
(5)保温结束后，向反应釜3内加入0.15kg氧化引发剂，5min后，滴加剩余的还原引发剂，20min内滴加结束，进行后聚合反应，反应温度控制在65±2℃之间，反应40min开始降温；
(6)降温至低于50℃以后，向反应釜3内加入10kg的大孔径树脂(平均粒径0.4mm、总孔容积为0.8cm3/g)，搅拌并持续降至室温，并由过滤器5过滤出聚合物凝胶粒子及吸附剂，并将乳液储存在储存槽6内；
(7)将乳液从储存槽6内通过计量泵7泵送至装填有颗粒状中孔活性炭(平均粒径4mm、总孔容积为1.5cm3/g)吸附剂的吸附塔8内进行吸附处理，控制乳液进料量，乳液在吸附塔8内的停留时间3h，吸附温度为45℃，处理结束后进行过滤检测，使用包装机9包装。通过顶空气相色谱法测试乳液的VOC含量。
该乳液的原料配方组成如下：醋酸乙烯酯400kg、叔碳酸乙烯酯VV1080kg、丙烯酸丁酯70kg、乳化剂6kg、保护胶体12kg、氧化引发剂3.15kg、还原引发剂2.2kg、去离子水450kg、缓冲剂3kg。
实施例4
一种无味醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：
(1)将去离子水200kg、乳化剂5kg、保护胶体15kg、氧化引发剂2.8kg加到乳化罐1内，开启搅拌，混合均匀后将混合单体(醋酸乙烯酯350kg、丙烯酸丁酯100kg)匀速加到乳化罐1内制预乳化液备用；
(2)将还原引发剂2kg、去离子水50kg加入调配罐2内混合搅拌均匀备用；
(3)将去离子水200kg、缓冲剂2.5kg加到反应釜3内，开启反应釜3的搅拌升温至65℃，开启冷凝器4的冷水循环系统；
(4)将总量10％的预乳化液一次加到反应釜3内，5min后将总量10％的还原引发剂一次加到反应釜3内，引发聚合，控制反应釜3内温度在65±2℃，反应30min后，开始同时连续滴加预乳化液、还原引发剂，控制3.5±0.5h内预乳化液滴加结束，控制还原引发剂滴速，预乳化液滴加结束，滴加完总量80％的还原引发剂时停止滴加，滴加期间控制温度在65±2℃之间，滴加结束后保温30min；
(5)保温结束后，向反应釜3内加入0.15kg氧化引发剂，5min后，滴加剩余的还原引发剂，20min内滴加结束，进行后聚合反应，反应温度控制在60±2℃之间，反应30min开始降温；
(6)降温至低于50℃以后，向反应釜3内加入5kg的中孔活性炭吸附剂(平均粒径0.3mm、总孔容积为1.2cm3/g)，搅拌并持续降至室温，并由过滤器5过滤出聚合物凝胶粒子及吸附剂，并将乳液储存在储存槽6内；
(7)将乳液从储存槽6内通过计量泵7泵送至装填有颗粒状中孔活性炭(平均粒径2.5mm、总孔容积为1.0cm3/g)吸附剂的吸附塔8内进行吸附处理，控制乳液进料量，乳液在吸附塔8内的停留时间2.5h，吸附温度为30℃，处理结束后进行过滤检测，使用包装机9包装。通过顶空气相色谱法测试乳液的VOC含量。
该乳液的原料配方组成如下：醋酸乙烯酯350kg、丙烯酸丁酯100kg、乳化剂5kg、保护胶体15kg、氧化引发剂2.95kg、还原引发剂2kg、去离子水450kg、缓冲剂2.5kg。
实施例5
一种无味纯丙乳液的制备方法包括以下步骤：
(1)将去离子水200kg、乳化剂5kg、保护胶体15kg、氧化引发剂2.8kg加到乳化罐1内，开启搅拌，混合均匀后将混合单体(甲基丙烯酸甲酯250kg、丙烯酸丁酯200kg)匀速加到乳化罐1内制预乳化液备用；
(2)将还原引发剂2kg、去离子水50kg加入调配罐2内混合搅拌均匀备用；
(3)将去离子水200kg、缓冲剂2.5kg加到反应釜3内，搅拌升温至65℃；
(4)将总量10％的预乳化液一次加到反应釜3内，5min后将总量10％的还原引发剂一次加到反应釜3内，引发聚合，控制反应釜3内温度在65±2℃，反应30min后，开始连续滴加预乳化液、还原引发剂，控制3.5±0.5h内预乳化液滴加结束，控制还原引发剂滴速，预乳化液滴加结束，滴加完总量80％的还原引发剂时停止滴加，滴加期间控制温度在65±2℃之间，滴加结束后保温30min；
(5)保温结束后，向反应釜3内加入0.15kg氧化引发剂，5min后，滴加剩余的还原引发剂，20min内滴加结束，进行后聚合反应，反应温度控制在60±2℃之间，反应30min开始降温；
(6)降温至低于50℃以后，向反应釜3内加入5kg的中孔活性炭吸附剂(平均粒径0.3mm、总孔容积为1.2cm3/g)，搅拌并持续降至室温，并由过滤器5过滤出聚合物凝胶粒子及吸附剂，并将乳液储存在储存槽6内；
(7)将乳液从储存槽6内通过计量泵7泵送至装填有颗粒状中孔活性炭(平均粒径2.5mm、总孔容积为1.0cm3/g)吸附剂的吸附塔8内进行吸附处理，控制乳液进料量，乳液在吸附塔8内的停留时间2.5h，吸附温度为30℃，处理结束后进行过滤检测，使用包装机9包装。通过顶空气相色谱法测试乳液的VOC含量。
该乳液的原料配方组成如下：甲基丙烯酸甲酯200kg、丙烯酸丁酯250kg、乳化剂5kg、保护胶体15kg、氧化引发剂2.95kg、还原引发剂2kg、去离子水450kg、缓冲剂2.5kg。
对比例1
该对比例依据实施例1配方工艺进行聚合反应，不经过后聚合工艺，直接降温，过滤出料得到产品。通过顶空气相色谱法测试乳液的VOC含量。
对比例2
该对比例依据实施例1配方工艺进行聚合反应，采取后聚合工艺处理降低体系VOC，降温，过滤出料得到产品。通过顶空气相色谱法测试乳液的VOC含量。
对比例3
该对比例依据实施例1配方工艺进行聚合反应，采取后聚合工艺处理降低体系VOC，并在后聚合处理结束后，降温至低于50℃，向反应釜内加入5kg的中孔活性炭吸附剂(平均粒径0.3mm、总孔容积为1.2cm3/g)，搅拌并持续降至室温，并由过滤器过滤出聚合物凝胶粒子及吸附剂得到产品。通过顶空气相色谱法测试乳液的VOC含量。
采用马尔文粒径仪、Brookfield粘度测试仪、PHS-03C型PH计、示差扫描量热仪(DSC)、计时器及气相色谱仪对实施例1-5及对比例1-3制备的乳液进行进行粒径、乳液粘度、pH值、玻璃化转变温度、成膜耐水白及乳液VOC含量进行测试测试结果如表1所示。
表1本发明实施例和对比例中乳液表征测试结果
如表1所示，乳液的常规性能较为稳定，无显著波动，但经过净味工艺处理后，乳液的VOC含量显著降低。从实施例1-5的VOC数据可以看出，采用不同种类、尺寸、不同吸附容积的吸附剂，VOC含量略有差距，但整体处于极低含量范围，与对比例1-3比较可以发现，未经处理原乳液的VOC含量是完全处理后的十多倍，而随着后聚合处理工艺、罐内吸附剂吸附、吸附塔吸附的工艺过程，VOC含量呈现直线下降趋势。由此可以说明本发明方法可显著降低乳液的VOC含量，从对比例1-3的VOC测试数据可以发现，随着后聚合及吸附剂吸附处理工艺的实施，VOC的含量直线下降。乳液VOC含量低于100ppm的乳液，已经难以通过感官来判断出气味，通常将其称为净味/无味乳液，满足人们对其健康环保的要求，且乳液成膜后的耐水白性能显著优于对比例，具有更好的耐水性能，可广泛应用于净味内墙乳胶漆、儿童漆、硅藻泥等产品领域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无味聚合物乳液的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将去离子水、乳化剂、保护胶体、氧化引发剂加到乳化罐内，开启搅拌，混合均匀后加入混合单体，得到预乳化液；
(2)将还原引发剂、去离子水加到调配罐内混合搅拌均匀，得到还原引发剂溶液；
(3)将去离子水、缓冲剂加到反应釜内，搅拌升温至55-65℃，得到反应底液；
(4)在反应底液中先后加入总量5-10％的预乳化液和总量10-15％的还原引发剂溶液，控制反应釜内温度55-65℃，反应20-40min后，开始滴加剩余的预乳化液和总量80-85％的还原引发剂溶液，滴加结束后保温20-40min；
(5)保温结束后，向反应釜内滴加氧化引发剂及剩余的还原引发剂溶液，进行后聚合反应，反应20-40min后开始降温；
(6)降温至50℃后，在反应釜内加入乳液总量0.5-1.5％的吸附剂，并持续降至室温，过滤后将乳液储存于储存槽内；
(7)将乳液从储存槽内泵送至装填有吸附剂的吸附塔内进行吸附处理，处理结束后即得。
2.根据权利要求1所述的无味聚合物乳液的制备方法，其特征在于，该聚合物乳液由以下质量份的原料制备获得：混合单体100份、缓冲剂0.1-0.5份、保护胶体1-5份、乳化剂0.2-1.0份、氧化引发剂0.1-0.4份、还原引发剂0.1-0.4份。
3.根据权利要求1所述的无味聚合物乳液的制备方法，其特征在于，混合单体由以下质量份的单体组成：醋酸乙烯酯70-80份、叔碳酸乙烯酯10-20份、丙烯酸丁酯5-15份；或由以下质量份的单体组成：醋酸乙烯酯75-90份、丙烯酸丁酯10-25份。
4.根据权利要求1所述的无味聚合物乳液的制备方法，其特征在于，混合单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的无味聚合物乳液的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，向反应釜内滴加总量5-10％的氧化引发剂，5-6min后，滴加剩余的还原引发剂溶液，20min内滴加结束，进行后聚合反应。
6.根据权利要求1所述的无味聚合物乳液的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，反应釜中加入的吸附剂为粉状的活性炭、沸石、大孔树脂中的一种，吸附剂的粒径为100-400μm，总孔容积为0.8-1.5cm3/g。
7.根据权利要求1所述的无味聚合物乳液的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，吸附塔中加入的吸附剂为颗粒状的活性炭、沸石、大孔树脂中的一种或多种，颗粒尺寸为1-5mm，吸附剂的总孔容积为0.6-1.2cm3/g。
8.根据权利要求1所述的无味聚合物乳液的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，控制乳液在吸附塔中的停留吸附时间为2-4h，吸附温度为25-45℃。
9.根据权利要求1所述的无味聚合物乳液的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，吸附塔内填充吸附剂的填充柱的长径比为15-25，填充柱内空体积占总体积的40-70％。
10.权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的无味聚合物乳液。
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