CN109553716A - 防冻环保型苯丙乳液及其制备方法 - Google Patents

防冻环保型苯丙乳液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种防冻环保型苯丙乳液及其制备方法，包括：主要单体35.0～60.1%、功能单体1.0～6.0%、引发剂0.25～1.0%、水37.2～57.8%、乳化剂0.6～3.0%、助剂0.5～1.5%。制备方法：在乳化机中依次投入水、助剂、乳化剂，搅拌至乳化剂完全溶解；加入主要单体及功能单体，即得预乳液。反应釜中投入水、乳化剂、部分预乳液，加入部分引发剂，保温聚合；滴加剩余预乳液及部分引发剂；加入剩余引发剂，至反应完全；加入助剂，调节pH值，即得目标产物。本发明不含任何VOC、对人体无害、对环境友好，生产过程更易控制，具有良好的低温贮存稳定性，可解决极寒地区水性产品冬季存储问题。

Description

防冻环保型苯丙乳液及其制备方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，尤其涉及一种防冻环保型苯丙乳液及其制备方法。
苯丙乳液是指以苯乙烯、丙烯酸酯类单体为主要原料，通过先进乳液制备工艺，经高温聚合得到的一种白色水乳型产品，由于其较高的性价比，良好的附着力，优异的耐水、耐油、耐老化性能，而被广泛应用于胶粘剂、涂料等领域。但常规苯丙乳液具有气味大、耐候和耐水能力差、生产难控制等缺点，尤其无法适应北方冬季极低温度的存储。
随着社会发展和科技进步，人们的环保意识越来越强，主动利用科技知识改善生活环境的需求越来越多，水性产品作为本质环保型产品，在胶粘剂、涂料行业的市场份额日渐增加，但在北方冬季等极寒地区的存储仍然是困扰环保型产品推广和更新换代的最大瓶颈。因此，开发一种绿色环保、无毒无味儿、环境友好且应用广泛的防冻型苯丙乳液是非常必要的。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种生产易控，低温贮存稳定性良好，使用安全，环境友好且应用广泛的防冻环保型苯丙乳液及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种防冻环保型苯丙乳液，以重量百分含量计，包括以下组分：
主要单体 35.0～60.1%；
功能单体 1.0～6.0%；
引发剂 0.25～1.0%；
水 37.2～57.8%；
乳化剂 0.6～3.0%；
助剂 0.5～1.5%。
作为一种优选方案，本发明所述的主要单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯及甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上的原料与苯乙烯的混合物。
进一步地，本发明所述的功能单体为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上原料与丙烯酸的混合物。
进一步地，本发明所述的功能单体为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上原料与甲基丙烯酸的混合物。
进一步地，本发明所述的引发剂为过硫酸铵（APS）、过硫酸钾、过硫酸钠、亚硫酸氢钠及过氧化氢中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，本发明所述的乳化剂为1-烯丙氧基-3-（4-壬基苯酚）-2-丙醇聚氧乙烯（10）醚硫酸铵（DNS-86）、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸钠盐（HAPS）、1-烯丙氧基-3-4-壬基苯酚--丙醇聚氧乙烯(10)醚、烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）、十二烷基磺酸钠及十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，本发明所述的助剂为pH缓冲剂、杀菌剂、消泡剂及抑泡剂中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，本发明所述的pH缓冲剂为碳酸氢钠、醋酸钠或磷酸二氢钠中的一种或两种以上的混合物；所述的杀菌剂为CN-46、DF-35N、B50或QB20中的一种或两种以上的混合物；所述的消泡剂为DF-681、DF-680或DF-668中的一种或两种以上的混合物；所述的抑泡剂为DF-8140、DF-825或DF-838中的一种或两种以上的混合物。
上述防冻环保型苯丙乳液的制备方法，其具体步骤如下：
（1）预乳液制备：在乳化机中依次投入水、助剂、乳化剂，搅拌约20min至乳化剂完全溶解；加入主要单体及功能单体，继续搅拌约30min，即得预乳液；
（2）种子乳液聚合：
a、反应釜中投入水、乳化剂、部分预乳液，搅拌均匀升温至78°C，加入部分引发剂，升温至80°C，保温聚合；
b、30min后同时滴加剩余预乳液及部分引发剂，滴加约4～7h；
c、滴加结束5min后加入剩余引发剂，升温至85°C，保温1h至反应完全；
d、降温至50°C以下，加入助剂，调节pH值至弱碱性，搅拌至分散均匀，即得目标产物。
本发明与现有技术相比，具有如下特点：
a. 不含任何VOC、对人体无害、对环境友好；
b. 不改变传统生产工艺、生产过程更易控制；
c. 具有良好的低温贮存稳定性，可解决极寒地区水性产品冬季存储问题。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明所述的防冻环保型苯丙乳液及其制备方法作进一步说明。有必要在此指出的是本实施例仅用于例证，本发明的保护范围不局限例证范畴。
实施例1
一种防冻环保型苯丙乳液的组成配比：
苯乙烯 19.46g
丙烯酸丁酯 29.13g
甲基丙烯酸 2.31g
丙烯酰胺 0.60g
DNS-86 0.97g
HAPS 13g
APS 10g
水 46.05g
碳酸氢钠 0.17g
醋酸钠 0.53g
杀菌剂B50 0.16g。
制备方法如下。
一、预乳液制备：在乳化机中依次投入水、碳酸氢钠、DNS-86、HAPS，搅拌约20min至乳化剂完全溶解；加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸及丙烯酰胺，继续搅拌约30min，即得预乳液。
二、种子乳液聚合：
a.反应釜中投入水、HAPS、部分预乳液，搅拌均匀升温至78°C，加入部分APS，升温至80°C，保温聚合；
b.30min后同时滴加剩余预乳液及部分APS，滴加约4-7h；
c.滴加结束5min后加入剩余APS，升温至85°C，保温1h至反应完全；
d.降温至50°C以下，加入杀菌剂B50，搅拌均匀后加入醋酸钠，调节pH值至弱碱性，搅拌至分散均匀，即得目标产物。
实施例2
一种防冻环保型苯丙乳液的组成配比：
苯乙烯 19.46g
丙烯酸异辛酯 29.13g
丙烯酸 2.05g
丙烯酸羟丙酯 0.85g
DNS-86 0.97g
OP-10 0.20g
APS 0.29g
过硫酸钠 0.13g
水 46.05g
碳酸氢钠 0.17g
醋酸钠 0.53g
QB20 0.13g
DF-681 0.03g。
制备方法如下。
一、预乳液制备：在乳化机中依次投入水、碳酸氢钠、DNS-86、OP-10，搅拌约20min至乳化剂完全溶解；加入苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸及丙烯酸羟丙酯，继续搅拌约30min，即得预乳液。
二、种子乳液聚合：
a.反应釜中投入水、OP-10、部分预乳液，搅拌均匀升温至78°C，加入过硫酸钠，升温至80°C，保温聚合；
b.30min后同时滴加剩余预乳液及部分APS，滴加约4-7h；
c.滴加结束5min后加入剩余APS，升温至85°C，保温1h至反应完全；
d.降温至50°C以下，加入QB20、DF-681，搅拌均匀后加入醋酸钠，调节pH值至弱碱性，搅拌至分散均匀，即得目标产物。
对比例
一种防冻环保型苯丙乳液的组成配比：
苯乙烯 19.46g
丙烯酸丁酯 14.13g
丙烯酸乙酯 15.00g
丙烯酸羟乙酯 2.90g
DNS-86 0.97g
十二烷基苯磺酸钠 0.20g
过硫酸钾 0.29g
亚硫酸氢钠 0.13g
水 46.05g
碳酸氢钠 0.17g
醋酸钠 0.53g
B50 0.13g
DF-838 0.03g。
制备方法如下。
一、预乳液制备：在乳化机中依次投入水、碳酸氢钠、DNS-86、十二烷基苯磺酸钠，搅拌约20min至乳化剂完全溶解；加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯及丙烯酸羟乙酯，继续搅拌约30min，即得预乳液。
二、种子乳液聚合：
a.反应釜中投入水、十二烷基苯磺酸钠、部分预乳液，搅拌均匀升温至78°C，加入亚硫酸氢钠，升温至80°C，保温聚合；
b.30min后同时滴加剩余预乳液及部分过硫酸钾，滴加约4-7h；
c.滴加结束5min后加入剩余过硫酸钾，升温至85°C，保温1h至反应完全；
d.降温至50°C以下，加入B50、DF-838，搅拌均匀后加入醋酸钠，调节pH值至弱碱性，搅拌至分散均匀，即得目标产物。
表1实施例检测结果。
结果表明，对比未加丙烯酸或甲基丙烯酸的常规苯丙乳液，本发明所得的防冻环保型苯丙乳液的性能完全满足标准要求，并且具有低温稳定性良好、生产过程易控、不含任何VOC等优点，可满足北方极寒地区水性产品冬季存储的需要。
可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防冻环保型苯丙乳液，其特征在于，以重量百分含量计，包括以下组分：
主要单体 35.0～60.1%；
功能单体 1.0～6.0%；
引发剂 0.25～1.0%；
水 37.2～57.8%；
乳化剂 0.6～3.0%；
助剂 0.5～1.5%。
2.根据权利要求1所述的一种防冻环保型苯丙乳液，其特征在于：所述的主要单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯及甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上原料与苯乙烯的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种防冻环保型苯丙乳液，其特征在于：所述的功能单体为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上原料与丙烯酸的混合物。
4.根据权利要求2所述的一种防冻环保型苯丙乳液，其特征在于：所述的功能单体为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上原料与甲基丙烯酸的混合物。
5.根据权利要求1～4任一所述的一种防冻环保型苯丙乳液，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、亚硫酸氢钠及过氧化氢中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种防冻环保型苯丙乳液，其特征在于：所述的乳化剂为1-烯丙氧基-3-（4-壬基苯酚）-2-丙醇聚氧乙烯（10）醚硫酸铵、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸钠盐、1-烯丙氧基-3-4-壬基苯酚--丙醇聚氧乙烯(10)醚、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠及十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种防冻环保型苯丙乳液，其特征在于：所述的助剂为pH缓冲剂、杀菌剂、消泡剂及抑泡剂中的一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求7所述的一种防冻环保型苯丙乳液，其特征在于：所述的pH缓冲剂为碳酸氢钠、醋酸钠或磷酸二氢钠中的一种或两种以上的混合物；所述的杀菌剂为CN-46、DF-35N、B50或QB20中的一种或两种以上的混合物；所述的消泡剂为DF-681、DF-680或DF-668中的一种或两种以上的混合物；所述的抑泡剂为DF-8140、DF-825或DF-838中的一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求8所述的防冻环保型苯丙乳液的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）预乳液制备：在乳化机中依次投入水、助剂、乳化剂，搅拌约20min至乳化剂完全溶解；加入主要单体及功能单体，继续搅拌约30min，即得预乳液；
（2）种子乳液聚合：
a、反应釜中投入水、乳化剂、部分预乳液，搅拌均匀升温至78°C，加入部分引发剂，升温至80°C，保温聚合；
b、30min后同时滴加剩余预乳液及部分引发剂，滴加约4～7h；
c、滴加结束5min后加入剩余引发剂，升温至85°C，保温1h至反应完全；
d、降温至50°C以下，加入助剂，调节pH值至弱碱性，搅拌至分散均匀，即得目标产物。
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