CN110546200A - 基于氯乙烯的树脂乳胶组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通过引入固相苯乙烯/丙烯酸树脂来制备机械稳定性大大改善的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,以及由此制备的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物。
Description
技术领域
本申请基于2017年4月28日提交的韩国专利申请第10-2017-0055673号并要求其优先权,其全部内容通过引用并入本文中。
本发明涉及机械稳定性大大改善的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物及其制备方法。
背景技术
氯乙烯糊树脂(聚氯乙烯糊树脂,以下简称“PSR”)是一种已广泛用于建筑用品、日用品(如墙纸、人造革、织物、片材、膜等)以及工业用品的通用树脂。
氯乙烯糊树脂是通过在包含氯乙烯单体与聚合引发剂、乳化剂(表面活性剂)、催化剂和其他添加剂的聚合体系中,通过乳液聚合或种子乳液聚合制备胶乳,然后干燥所述胶乳以获得粉末状树脂而制备的。
胶乳是作为聚合反应结果产生的氯乙烯树脂和水的乳液混合物,其稳定性会根据各种因素(如氯乙烯单体的残留量、乳化剂的种类和含量等)而变化。
如果胶乳的机械稳定性差,则在施加剪切力以进行混合或加工时,胶乳中的氯乙烯树脂发生附聚,结果,流动性劣化,从而难以使用。
发明内容
【技术问题】
为了解决如上所述的现有技术的问题,本发明的目的是提供机械稳定性大大改善的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物及其制备方法。
【技术方案】
为实现上述目的,本发明的一个实施方式提供了一种制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,该方法包括以下步骤:
将包含基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳与固相苯乙烯/丙烯酸树脂混合以制备混合物;和
向所述混合物中添加碱性添加剂,
其中,相对于100重量份的在所述基于氯乙烯的树脂胶乳中的包括所述基于氯乙烯的树脂在内的固体含量,以2重量份至50重量份的量混合所述苯乙烯/丙烯酸树脂。
本发明的另一个实施方式提供了一种通过上述方法制备的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物,所述基于氯乙烯的树脂胶乳组合物包含含有基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳、苯乙烯/丙烯酸树脂和碱性添加剂,其中,相对于100重量份的在所述基于氯乙烯的树脂胶乳中的包括所述基于氯乙烯的树脂在内的固体含量,以2重量份至50重量份的量包含所述苯乙烯/丙烯酸树脂。
【有益效果】
根据本发明的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,将基于氯乙烯的树脂胶乳与固相苯乙烯/丙烯酸树脂混合,从而制备机械稳定性大大改善的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物,其中不改性基于氯乙烯的树脂自身就可以防止胶乳的附聚。
因此,根据所述制备方法制备的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物可有效地应用于PVC皮革或纺织粘合剂,用于墙纸、喷墨打印纸或膜吸收层的凹版油墨粘合剂,用于木材或外墙板的不燃性涂料,用于无纺布、空气过滤器、汽车地毯等的不燃性涂层。
附图说明
图1为显示当以7000rpm进行2小时混合时间时,在实施例1中制备的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂的水性胶乳组合物的状态的照片。
图2为显示当以7000rpm进行20分钟混合时间时,在比较例2中制备的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂的水性胶乳组合物的状态的照片。
具体实施方式
在下文中,将更详细地描述本发明。此外,尽管本发明易于进行各种修改和替代形式,但是以下将详细示出和描述具体实施例。然而,应该理解的是,该描述并非旨在将本发明限制为所公开的特定形式,相反,其意图是涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同形式和替代形式。
当在本说明书中使用时,术语“包括”指定存在所述的特征、区域、整数、步骤、操作、元素和/或组件,但不排除其他特征、区域、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在或加入。
在下文中,将更详细地描述本发明的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物及其制备方法。
根据本发明的一个实施方式的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法可以包括以下步骤:
将包括基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳和固相苯乙烯/丙烯酸树脂混合以制备混合物(步骤1);和
向所述混合物中添加碱性添加剂(步骤2),
其中,相对于100重量份的在所述基于氯乙烯的树脂胶乳中的包括所述基于氯乙烯的树脂在内的固体含量,以2重量份至50重量份的量混合所述苯乙烯/丙烯酸树脂。
在本发明中,基于氯乙烯的树脂胶乳组合物是指乳液形式的组合物,并且可以包含溶解在所述包含基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳中的固相苯乙烯/丙烯酸树脂,或者可以包含由基于氯乙烯的树脂和苯乙烯/丙烯酸树脂形成的核-壳结构的分散体。
在下文中,将更详细地描述根据本发明的一个实施方式的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法的每个步骤。步骤1是制备包含基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳和固相苯乙烯/丙烯酸树脂的混合物的步骤。
基于氯乙烯的树脂胶乳可以具有水分散体或乳液形式,其中尺寸为0.1μm至几μm并且包含基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳的一次颗粒被分散在水或去离子水中。
在基于氯乙烯的树脂胶乳中,基于氯乙烯的树脂可以是通过使氯乙烯单体均聚而得到的均聚物,或者是通过使氯乙烯单体与可与其共聚的共聚单体共聚而得到的(共)聚合物。
基于氯乙烯的树脂胶乳可通过单独使氯乙烯单体聚合或者通过使氯乙烯单体与可与其共聚的共聚单体聚合而制备。在这方面,对聚合方法没有特别限制,但是可以根据本发明所属领域中已知的普通聚合方法进行,例如精细悬浮聚合、乳液聚合、种子乳液聚合等。
例如,基于氯乙烯的树脂胶乳可以通过将氯乙烯单体单独或氯乙烯单体与可与其共聚的共聚单体的混合物以及任选地乳化剂和聚合引发剂加入水性溶剂中进行均质化,然后进行精细悬浮聚合而制备,或者通过在水性介质中混合单独的氯乙烯单体或氯乙烯单体和可与其共聚的共聚单体的混合物与乳化剂和水溶性聚合引发剂,然后进行乳液聚合或种子乳液聚合而制备。
可与氯乙烯单体共聚的共聚单体可具体包括乙烯基酯,例如乙酸乙烯酯,丙酸乙烯酯,硬脂酸乙烯酯等;具有烷基的乙烯基醚,例如甲基乙烯基醚,乙基乙烯基醚,辛基乙烯基醚,月桂基乙烯基醚等;亚乙烯基卤化物,例如偏二氯乙烯等;不饱和羧酸及其酸酐,例如丙烯酸,甲基丙烯酸,富马酸,马来酸,衣康酸,马来酸酐,衣康酸酐等;不饱和羧酸酯,例如丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,马来酸单甲酯,马来酸二甲酯,马来酸丁苄酯等;芳族乙烯基化合物,例如苯乙烯,α-甲基苯乙烯,二乙烯基苯等;不饱和腈,例如丙烯腈,甲基丙烯腈等;烯烃,例如乙烯,丙烯等;可交联的单体,例如邻苯二甲酸二烯丙酯等,并且可以使用它们中的任意一种或它们中的两种以上的混合物。
其中,就改善与氯乙烯单体的相容性以及聚合后聚合物与苯乙烯/丙烯酸树脂的相容性而言,共聚单体可以是乙烯基酯或(甲基)丙烯酸及其酯,更特别地,乙酸乙烯酯,丙烯酸,(甲基)丙烯酸,或其混合物。
更特别地,基于氯乙烯的树脂可以是通过使氯乙烯单体均聚而得到的均聚物;或通过使氯乙烯单体与作为共聚单体的基于乙酸乙烯酯的化合物(例如乙酸乙烯酯等)或丙烯酸化合物(例如丙烯酸等)共聚而得到的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物或氯乙烯/丙烯酸共聚物。
这些聚合物在成型时具有优异的胶凝行为,并且可以容易地控制树脂的熔融粘度。
此外,当基于氯乙烯的树脂包括氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物时,可以通过使氯乙烯单体和乙酸乙烯酯单体以9:1至3:7,更特别地8:2至3:7,且更加特别地7:3至5:5的重量比聚合来制备氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。
此外,当基于氯乙烯的树脂包括氯乙烯/丙烯酸共聚物时,可以通过使氯乙烯单体和丙烯酸单体以9:1至5:5,且更特别地8:2至5:5的重量比聚合来制备氯乙烯/丙烯酸共聚物。
当构成共聚物的单体的重量比满足上述条件时,容易控制树脂的胶凝行为和熔融粘度。
此外,为了通过控制聚合期间的聚合条件来实现更优异的分散性,可以控制基于氯乙烯的树脂胶乳的粒径、聚合度或氯乙烯树脂的重均分子量。
特别地,可用于本发明的基于氯乙烯的树脂胶乳的平均粒径(D50)可以为0.1μm至几μm,并且特别地为0.1μm至1μm。当基于氯乙烯的树脂胶乳具有上述平均粒径时,可以实现优异的分散性,而无需担心基于氯乙烯的树脂胶乳组合物中的基于氯乙烯的树脂胶乳颗粒之间的附聚,因此,可以改善基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的机械稳定性。另外,考虑到通过控制基于氯乙烯的树脂胶乳的粒径而获得的效果是显著的,基于氯乙烯的树脂颗粒的平均粒径(D50)可以更特别地为0.1μm至0.5μm。
同时,在本发明中,基于氯乙烯的树脂胶乳的平均粒径(D50)可以通过常规的测量粒径分布的方法(例如光学显微镜观察、光散射测量等)来测量,以及特别地,通过使用Malvern Zetasizer或Master Sizer来测量。
此外,可用于本发明的基于氯乙烯的树脂胶乳的重均分子量(Mw)可为约45,000g/mol至约300,000g/mol。当基于氯乙烯的树脂胶乳具有在上述范围内的重均分子量时,可以改善其在基于氯乙烯的树脂胶乳组合物中的分散性,从而改善机械稳定性。在本发明中,基于氯乙烯的树脂胶乳的重均分子量是通过凝胶渗透色谱法测量的依据聚苯乙烯标样的值。
如上所述,考虑到通过控制基于氯乙烯的树脂胶乳组合物中的基于氯乙烯的树脂的种类、重均分子量和平均粒径,改善树脂胶乳组合物的效果(例如熔融粘度和分散性的改善)是显著的,基于氯乙烯的树脂胶乳可以包括氯乙烯均聚物,并且可以具有45,000g/mol至150,000g/mol的重均分子量以及0.1μm至0.7μm的平均粒径(D50)。
此外,基于氯乙烯的树脂胶乳可以包含通过使氯乙烯单体和乙酸乙烯酯单体,更特别地以8:2至3:7的重量比,且更加特别地以7:3至5:5的重量比聚合而得到的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物,并且可以具有45,000g/mol至150,000g/mol的重均分子量以及0.1μm至0.7μm的平均粒径(D50)。
此外,基于氯乙烯的树脂胶乳可以包含通过使氯乙烯单体和丙烯酸单体以8:2至5:5的重量比聚合而得到的氯乙烯/丙烯酸共聚物,并且可以具有45,000g/mol至200,000g/mol的重均分子量以及0.1μm至0.7μm的平均粒径(D50)。
此外,在基于氯乙烯的树脂胶乳中的包括基于氯乙烯的树脂在内的固体含量可以为30重量%至60重量%,并且更特别地为40重量%至60重量%,其可以根据聚合方法不同而变化。
同时,将要与基于氯乙烯的树脂胶乳混合的苯乙烯/丙烯酸树脂是通过使基于苯乙烯的单体和丙烯酸单体聚合而得到的苯乙烯/丙烯酸共聚物树脂,并且在根据本发明的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的制备过程中添加苯乙烯/丙烯酸树脂,以防止基于氯乙烯的树脂的附聚,结果,其起到改善基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的机械稳定性的作用。
此外,苯乙烯/丙烯酸树脂是碱溶性树脂,并且当与基于氯乙烯的树脂胶乳混合时以固相使用,但是苯乙烯/丙烯酸树脂通过在随后步骤中添加的碱性添加剂而溶解,从而形成均匀的溶液相。
结果,即使在加工等过程中对基于氯乙烯的树脂胶乳组合物施加剪切力,也可以防止基于氯乙烯的树脂胶乳的附聚,从而改善基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的机械稳定性。
固相苯乙烯/丙烯酸树脂的形状可以具有,但不特别限于,各种形式,例如球形、椭圆形、棒形、矩形、片状、板形、纤维状等。
苯乙烯/丙烯酸树脂可以通过使用常规方法(特别地,通过本体聚合或乳液聚合)聚合基于苯乙烯的单体和丙烯酸单体来制备。
在这点上,通过控制单体物质的种类和含量,可以进一步改善使用苯乙烯/丙烯酸树脂获得的效果。
特别地,可用于本发明的苯乙烯/丙烯酸树脂可以是通过使基于苯乙烯的单体和丙烯酸单体以60:40至80:20的重量比聚合而得到的共聚物。通过以上述重量比聚合单体而制备的苯乙烯/丙烯酸树脂可具有更优异的分散性,以及优异的与基于氯乙烯的树脂的相容性,从而防止基于氯乙烯的树脂的附聚,结果可以进一步改善基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的机械稳定性。考虑到显著的效果,苯乙烯/丙烯酸树脂可以更特别地为通过使基于苯乙烯的单体和丙烯酸单体以60:40至70:30的重量比聚合而得到的共聚物。
同时,可用于制备苯乙烯/丙烯酸树脂的基于苯乙烯的单体可以特别为单独的苯乙烯,或苯乙烯与α-烷基苯乙烯单体(如α-甲基苯乙烯)一起。此外,当使用苯乙烯和α-烷基苯乙烯单体的混合物作为苯乙烯单体时,苯乙烯和α-烷基苯乙烯可以50:50至90:10的重量比混合。当它们以上述混合比彼此混合时,可以实现更优异的相对于氯乙烯树脂的相容性。
此外,丙烯酸单体可以特别地是单独的丙烯酸,或丙烯酸与丙烯酸烷基酯一起。此外,当丙烯酸和丙烯酸烷基酯的混合物用作丙烯酸单体时,丙烯酸和丙烯酸烷基酯可以以80:20至90:10的重量比混合。当它们以上述混合比彼此混合时,可以实现更优异的相对于氯乙烯树脂的相容性。此外,丙烯酸烷基酯中的烷基可以是具有1至20个碳原子的直链或支链烷基,例如甲基、乙基等。
此外,为了通过控制聚合反应期间的聚合条件来实现更优异的防止基于氯乙烯的树脂的附聚的效果,可以控制苯乙烯/丙烯酸树脂的聚合度或重均分子量。
特别地,苯乙烯/丙烯酸树脂的重均分子量可为1000g/mol至20,000g/mol。当苯乙烯/丙烯酸树脂具有上述重均分子量时,苯乙烯/丙烯酸树脂可具有更优异的相对于基于氯乙烯的树脂的相容性,以防止基于氯乙烯的树脂的附聚,结果可以进一步改善基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的机械稳定性。考虑到显著的效果,苯乙烯/丙烯酸树脂的重均分子量可以更特别地为1500g/mol至15,000g/mol,并且更加特别地为5000g/mol至14,000g/mol。
相对于100重量份的在基于氯乙烯的树脂胶乳中的包含基于氯乙烯的树脂在内的固体含量,可以以2重量份至50重量份的量混合苯乙烯/丙烯酸树脂。如果苯乙烯/丙烯酸树脂的含量小于2重量份,则通过添加苯乙烯/丙烯酸树脂来改善基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的机械稳定性的效果不明显,因此当施加剪切力时基于氯乙烯的树脂的附聚在几分钟内就会出现。此外,如果苯乙烯/丙烯酸树脂以超过50重量份的过量存在,则基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的机械稳定性可能变差,或者粘度可能增加,或者苯乙烯/丙烯酸树脂可能不溶解而由于过量的苯乙烯/丙烯酸树脂之间的附聚和分散性降低以固相存在,结果,担心模塑制品的外观特性变差。考虑到通过控制苯乙烯/丙烯酸树脂的含量而获得的显著效果,相对于100重量份的在基于氯乙烯的树脂胶乳中的包括基于氯乙烯的树脂在内的固体含量,可以以特别地2重量份至20重量份,且更特别地2重量份至10重量份的量混合苯乙烯/丙烯酸树脂。
接下来,根据本发明的一个实施方式的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法中的步骤2是通过将碱性添加剂添加到步骤1中制备的基于氯乙烯的树脂胶乳和苯乙烯/丙烯酸树脂的混合物中来制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的步骤。
碱性添加剂可以特别地包括氨;基于胺的化合物,例如DMEA(二甲基乙醇胺)和MEA(单乙醇胺);或者氢氧化物(如氢氧化钾、氢氧化钠等),也可以使用它们中的任意一种或它们中的两种以上的混合物。其中,考虑到通过使用碱性添加剂获得的改善效果,可以使用氨。
当添加基于氯乙烯的树脂胶乳和苯乙烯/丙烯酸树脂的混合物时,碱性添加剂用于中和苯乙烯/丙烯酸树脂,并且其添加量可以根据苯乙烯/丙烯酸树脂的酸值和量来确定。
此外,可以将碱性添加剂以诸如粉末等的固相形式添加到步骤1中制备的混合物中,但是考虑到碱性添加剂在混合物中的均匀混合以及所得到的苯乙烯/丙烯酸树脂的溶解度增加,可以以溶液相形式添加。特别地,可以以水溶液形式添加碱性添加剂,其中碱性添加剂以1%(W/V)至30%(W/V)的浓度溶解在水中。当使用浓度在上述范围内的水溶液时,当使用适当量的苯乙烯/丙烯酸树脂时,也可以获得其最大溶解度。
此外,可以以使基于氯乙烯的树脂胶乳组合物变为中性至弱碱性,特别地pH为7至9的量添加碱性添加剂。
此外,碱性添加剂的添加可以在40℃至90℃的温度下进行。当在上述温度范围内添加碱性添加剂时,可以进一步改善苯乙烯/丙烯酸树脂的溶解性。如果温度低于40℃,则有苯乙烯/丙烯酸树脂的溶解度不足的担忧,如果温度高于90℃,则有关于副反应(如反应物的降解等)的担忧。更特别地,碱性添加剂的添加可以在60℃至80℃的温度下进行。
此外,为了达到上述温度条件,可以任选地进行加热步骤1中制备的混合物的过程。就这一点而言,可以根据本领域中的常规方法来执行加热过程。
在添加碱性添加剂和任选的其他添加剂之后,可以任选地进行搅拌过程以增加混溶性。
搅拌过程可以通过普通的混合方法进行。搅拌条件没有特别限定,例如可以以500rpm至3000rpm的速度进行几分钟至几小时的搅拌过程。
由步骤2得到的结果是,制备了基于氯乙烯的树脂水性胶乳组合物,其在含有基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳中包含苯乙烯/丙烯酸树脂。
根据上述方法制备的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物可以表现出显著改善的机械稳定性,这是因为以固相添加的苯乙烯/丙烯酸树脂可以防止基于氯乙烯的树脂的附聚。
因此,基于氯乙烯的树脂胶乳组合物可有效地应用于PVC皮革或纺织品粘合剂,用于墙纸、喷墨打印纸或膜的吸收层的凹版油墨粘合剂,用于木材或外墙板的不燃性涂料,用于无纺布、空气过滤器、汽车地毯等的不燃性涂层。
根据本发明的另一个实施方式,提供了通过上述制备方法制备的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物。
特别地,基于氯乙烯的树脂胶乳组合物可以包含含有基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳、苯乙烯/丙烯酸树脂和碱性添加剂,其中,相对于100重量份的基于氯乙烯的树脂,可以以2重量份至50重量份的量包含苯乙烯/丙烯酸树脂。
在这方面,基于氯乙烯的树脂胶乳、苯乙烯/丙烯酸树脂和碱性添加剂与上述相同。
此外,基于氯乙烯的树脂胶乳组合物可以是均相溶液相,其中苯乙烯/丙烯酸树脂溶解在包含基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳中,或者是乳液相,其中分散有基于氯乙烯的树脂和苯乙烯/丙烯酸树脂的核-壳结构。
此外,通过添加碱性添加剂,基于氯乙烯的树脂胶乳组合物可以为中性至弱碱性,特别地,pH为7至9。
在下文中,将参考根据本发明的实施例更详细地描述本发明。然而,这些实施例仅出于说明的目的,并且本发明的范围并不旨在由此受到限制。
<氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳组合物的制备>
实施例1
将76kg的去离子水、39.55kg的氯乙烯单体和16.95kg的乙酸乙烯酯单体混合并引入高压反应器中,并在高压反应器的70℃下进行乳液聚合以制备氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳(制备的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳的Mw=55,000g/mol,平均粒径(D50)=0.18μm,并且含有氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂的固体含量=43重量%)。
相对于100重量份的制备的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳,以8.6重量份的量添加苯乙烯/丙烯酸树脂(ASR)粉末(Solury 60LTM,韩华化学泰国有限公司,Mw=6500g/mol)(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳中的固体含量,20重量份的ASR)。将添加了ASR的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳加热至70℃,并向其中添加0.8重量份的28%氨溶液。此后,以300rpm进行高速搅拌2小时至3小时,以制备含有ASR的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂水性胶乳组合物。
实施例2
以与实施例1相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳,以4.3重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳中的固体含量,10重量份的ASR),以及添加0.4重量份的28%氨溶液。
实施例3
以与实施例1相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳,以0.86重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳中的固体含量,2重量份的ASR),以及添加0.1重量份的28%氨溶液。
比较例1
直接使用通过氯乙烯单体和乙酸乙烯酯单体的乳液聚合制备的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳,而没有实施例1中的添加ASR粉末和28%氨溶液的后处理。
比较例2
将30重量份的ASR粉末(Solury 60LTM,韩华化学泰国有限公司,Mw=6500g/mol)与67重量份的去离子水混合。在加热至80℃的同时,将3重量份的28%氨溶液分成两份或三份,并添加至其中。此后,以300rpm进行高速搅拌2小时至3小时以制备ASR溶液。
以与实施例1相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳,以28.6重量份的量添加所制备的ASR溶液(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳中的固体含量,20重量份的ASR)代替实施例1的ASR粉末。
比较例3
以与实施例1相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳,以0.43重量份的量加入ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳中的固体含量,1重量份的ASR),以及添加0.04重量份的28%氨溶液。
比较例4
以与实施例1相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳,以23.65重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂胶乳中的固体含量,55重量份的ASR),以及添加0.4重量份的28%氨溶液。
<氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳组合物的制备>
实施例4
将68kg的去离子水、45.2kg的氯乙烯单体和11.3kg的作为丙烯酸单体的丙烯酸2-乙基己酯单体混合,并引入高压反应器中,并在高压反应器的68℃下进行乳液聚合,以制备氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳(制备的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳的Mw=157,000g/mol,平均粒径(D50)=0.17μm,并且包含氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂的固体含量=43重量%。
相对于100重量份的制备的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳,以8.6重量份的量添加ASR粉末(Solury 60LTM,韩华化学泰国有限公司,Mw=6,500g/mol)(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳中的固体含量,20重量份的ASR)。将添加了ASR的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳加热至70℃,并向其中添加0.8重量份的28%氨溶液。之后,以300rpm进行高速搅拌2小时至3小时,从而制备含有ASR的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂水性胶乳组合物。
实施例5
以与实施例4相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳,以4.3重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳中的固体含量,10重量份的ASR),以及添加0.4重量份的28%氨溶液。
实施例6
以与实施例4相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳,以0.86重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳中的固体含量,2重量份的ASR),以及添加0.1重量份的28%氨溶液。
比较例5
直接使用实施例4中制备的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳,而没有添加ASR粉末和28%氨溶液的后处理。
比较例6
将30重量份的ASR粉末(Solury 60LTM,韩华化学泰国有限公司,Mw=6500g/mol)与67重量份的去离子水混合。在加热至80℃的同时,将3重量份的28%氨溶液分成两份或三份,并添加至其中。此后,以300rpm进行高速搅拌2小时至3小时以制备ASR溶液。
以与实施例4中相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳,以28.6重量份的量添加制备的ASR溶液(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳中的固体含量,20重量份的ASR)代替实施例4中的ASR粉末。
比较例7
以与实施例4相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳,以0.43重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳中的固体含量,1重量份的ASR),以及添加0.04重量份的28%氨溶液。
比较例8
以与实施例4相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳,以23.65重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳中的固体含量,55重量份的ASR),以及添加0.4重量份的28%氨溶液。
<氯乙烯聚合物树脂胶乳组合物的制备>
实施例7
将78kg的去离子水和87kg的氯乙烯单体混合并引入高压反应器中,并在高压反应器的53.5℃下进行乳液聚合以制备氯乙烯共聚物树脂胶乳(制备的氯乙烯共聚物树脂胶乳的Mw=110,000g/mol,平均粒径(D50)=0.45μm,且含有氯乙烯均聚物树脂的固体含量=45重量%。
相对于100重量份的制备的氯乙烯聚合物树脂胶乳,以9重量份的量添加ASR粉末(Solury 60LTM,韩华化学泰国有限公司,Mw=6500g/mol)(相当于相对于在氯乙烯聚合物树脂胶乳中的固体含量,20重量份的ASR)。将添加了ASR的氯乙烯聚合物树脂胶乳加热至70℃,并向其中添加0.6重量份的28%氨溶液。此后,以300rpm进行高速搅拌2小时至3小时以制备含有ASR的氯乙烯聚合物树脂的水性胶乳组合物。
实施例8
以与实施例7中相同的方式制备含有ASR的氯乙烯聚合物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯聚合物树脂胶乳,以4.5重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯聚合物树脂胶乳中的固体含量,10重量份的ASR),以及添加0.4重量份的28%氨溶液。
实施例9
以与实施例7中相同的方式制备含有ASR的氯乙烯聚合物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯聚合物树脂胶乳,以0.9重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯聚合物树脂胶乳中的固体含量,2重量份的ASR),以及添加0.1重量份的28%氨溶液。
比较例9
直接使用实施例7中制备的氯乙烯聚合物树脂胶乳,而没有添加ASR粉末和28%氨溶液的后处理。
比较例10
将30重量份的ASR粉末(Solury 60LTM,韩华化学泰国有限公司,Mw=6500g/mol)与67重量份的去离子水混合。在加热至80℃的同时,将3重量份的28%氨溶液分成两份或三份,并添加至其中。此后,以300rpm进行高速搅拌2小时至3小时以制备ASR溶液。
以与实施例7中相同的方式制备含有ASR的氯乙烯/丙烯酸共聚物树脂胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯聚合物树脂胶乳,以28.6重量份的量添加制备的ASR溶液(相当于相对于100重量份的在氯乙烯聚合物树脂胶乳中的固体含量,20重量份的ASR)代替实施例7中的ASR粉末。
比较例11
以与实施例7中相同的方式制备含有ASR的氯乙烯聚合物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯聚合物树脂胶乳,以0.45重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯聚合物树脂胶乳中的固体含量,1重量份的ASR),以及添加0.04重量份的28%氨溶液。
比较例12
以与实施例7中相同的方式制备含有ASR的氯乙烯聚合物树脂的水性胶乳组合物,不同之处在于,相对于100重量份的氯乙烯聚合物树脂胶乳,以24.75重量份的量添加ASR粉末(相当于相对于100重量份的在氯乙烯聚合物树脂胶乳中的固体含量,55重量份的ASR),以及添加0.04重量份的28%氨溶液。
实验例
如果机械稳定性差,则在混合和加工过程中施加诸如混合等剪切力时会发生附聚。因此,难以使用该组合物。
因此,在使用Homo Disper Mixer将各150g实施例和比较例中制备的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物以7000rpm混合的同时,测量了由于机械稳定性的损失而使组合物附聚的时间。结果示于下表1至3和图1和2中。
【表1】
附聚时间 | |
实施例1 | 2小时以上 |
实施例2 | 2小时以上 |
实施例3 | 2小时以上 |
比较例1 | 17分钟 |
比较例2 | 18分钟 |
比较例3 | 18分钟 |
比较例4 | 13分钟 |
【表2】
【表3】
附聚时间 | |
实施例7 | 2小时以上 |
实施例8 | 2小时以上 |
实施例9 | 2小时以上 |
比较例9 | 23分钟 |
比较例10 | 22分钟 |
比较例11 | 23分钟 |
比较例12 | 17分钟 |
此外,图1为显示当以7,000rpm进行2小时混合时间时,在实施例1中制备的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂的水性胶乳组合物的状态的照片,图2为显示当以7,000rpm进行20分钟混合时间时,在比较例2中制备的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂的水性胶乳组合物的状态的照片。
实验结果表明,与仅包含基于氯乙烯的树脂胶乳而不含ASR的比较例1、5和9以及包含相同的基于氯乙烯的树脂胶乳,同时添加ASR溶液的比较例2、6和10相比,实施例1至9的添加了粉末状ASR树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳组合物显示出显著改善的机械稳定性。此外,与实施例1至9相比,尽管使用了固体ASR,但其添加量相对于100重量份的包含基于氯乙烯的树脂的固体含量,小于2重量份或大于50重量份的比较例3、4、7、8、11和12显示出大大降低的机械稳定性。
这些结果表明,当以相对于基于氯乙烯的树脂胶乳的优化量混合粉末状ASR树脂时,可以显著改善基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的机械稳定性。
Claims (17)
1.一种制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,该方法包括:
将包含基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳与固相苯乙烯/丙烯酸树脂混合以制备混合物;和
向所述混合物中添加碱性添加剂,
其中,相对于100重量份的在所述基于氯乙烯的树脂胶乳中的包括所述基于氯乙烯的树脂在内的固体含量,以2重量份至50重量份的量混合所述苯乙烯/丙烯酸树脂。
2.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述苯乙烯/丙烯酸树脂为碱溶性树脂。
3.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述苯乙烯/丙烯酸树脂是通过使基于苯乙烯的单体和丙烯酸单体以60:40至80:20的重量比聚合而得到的共聚物。
4.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述苯乙烯/丙烯酸树脂的重均分子量(Mw)为1000g/mol至20,000g/mol。
5.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述基于氯乙烯的树脂包括选自氯乙烯均聚物、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物和氯乙烯/丙烯酸共聚物中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物是通过使氯乙烯单体和乙酸乙烯酯单体以9:1至3:7的重量比聚合而得到的。
7.根据权利要求5所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述氯乙烯/丙烯酸共聚物是通过使氯乙烯单体和丙烯酸单体以9:1至5:5的重量比聚合而得到的。
8.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述基于氯乙烯的树脂胶乳的平均粒径(D50)为0.1μm至1μm。
9.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述基于氯乙烯的树脂胶乳的重均分子量为45,000g/mol至300,000g/mol。
10.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述基于氯乙烯的树脂胶乳包含氯乙烯均聚物,并且具有45,000g/mol至150,000g/mol的重均分子量以及0.1μm至0.7μm的平均粒径(D50)。
11.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述基于氯乙烯的树脂胶乳包含通过使氯乙烯单体和乙酸乙烯酯单体以8:2至3:7的重量比聚合而得到的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物,并且具有45,000g/mol至150,000g/mol的重均分子量以及0.1μm至0.7μm的平均粒径(D50)。
12.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述基于氯乙烯的树脂胶乳包含通过使氯乙烯单体和丙烯酸单体以8:2至5:5的重量比聚合而得到的氯乙烯/丙烯酸共聚物,并且具有45,000g/mol至200,000g/mol的重均分子量以及0.1μm至0.7μm的平均粒径(D50)。
13.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,在所述基于氯乙烯的树脂胶乳中包括所述基于氯乙烯的树脂在内的固体含量为30重量%至60重量%。
14.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述碱性添加剂包括选自氨、基于胺的化合物和氢氧化物中的一种或两种以上。
15.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述碱性添加剂的添加在40℃至90℃的温度下进行。
16.根据权利要求1所述的制备基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的方法,其中,所述碱性添加剂的添加量使所述基于氯乙烯的树脂胶乳组合物的pH为7至9。
17.一种基于氯乙烯的树脂胶乳组合物,其包含含有基于氯乙烯的树脂的基于氯乙烯的树脂胶乳、苯乙烯/丙烯酸树脂和碱性添加剂,其中,相对于100重量份的在所述基于氯乙烯的树脂胶乳中的包括所述基于氯乙烯的树脂在内的固体含量,以2重量份至50重量份的量包含所述苯乙烯/丙烯酸树脂。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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