專利名稱：反光膜用丙烯酸樹脂乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反光膜用丙烯酸樹脂乳液，尤其是一種透光率高、穩(wěn)定性好、氣泡少的反光膜用丙烯酸樹脂乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
在反光膜制造過程中，聚焦層的涂布是一道關(guān)鍵工序，它要求聚焦層具有一定硬度、柔韌性和透光率，以便聚焦層在受到外力的作用下不會變形，從而保證反光膜的反光性能?？捎糜诰劢箤油坎嫉母叻肿訕渲芏啵缑绹鴮＠?,262,225公開的一種水性聚乙烯醇縮丁醛，美國專利5,962,121和美國專利6,652,954公開的環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸聚氨脂等。目前多采用具有耐侯、耐熱、耐腐蝕等多種優(yōu)良性能的丙烯酸樹脂乳液涂布成聚焦層。丙烯酸樹脂乳液，是在機(jī)械攪拌下，通過乳化劑的作用，使丙烯酸等單體在水中分散成乳狀液，并由水溶性引發(fā)劑引發(fā)的自由基加成聚合的高分子聚合物。目前，國內(nèi)絕大部分反光膜企業(yè)在使用水性丙烯酸樹脂乳液時(shí)，普遍存在以下主要問題1、透光率差，這主要是由于乳化劑是親水物質(zhì)，成膜后，它們?nèi)詺埩粼谕繉又?，影響涂層的耐水性，透光率?、涂層穩(wěn)定性差、易回粘，絕大多數(shù)乳化劑是低分子物質(zhì)，對溫度敏感，成膜后留在涂層中，影響涂層的穩(wěn)定性、耐沾污性，從而影響了反光膜的制造與使用性能；3、氣泡多，由于乳化劑的存在，乳液在調(diào)膠時(shí)容易起泡，處理不當(dāng)會影響調(diào)制、傳輸和涂布，其結(jié)果甚至影響反光膜的質(zhì)量。上述問題的出現(xiàn)主要是由于過量使用乳化劑引起的，但減少乳化劑的用量會降低乳液的穩(wěn)定性，易造成在制備、運(yùn)輸、調(diào)膠過程中破乳，以致乳液無法使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有丙烯酸樹脂乳液性能方面的不足，提供一種透光率高、穩(wěn)定性好、氣泡少的反光膜用丙烯酸樹脂乳液及其制備方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種反光膜用丙烯酸樹脂乳液由重量百分比為10％～30％的硬單體及10％～30％的軟單體，0.3％～10％的交聯(lián)功能單體N-羥甲基丙稀酸酰胺，50％的去離子水，在保護(hù)膠體乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯共聚物的作用下，通過氧化還原引發(fā)劑體系乳液聚合反應(yīng)而成。
進(jìn)一步地所述的硬單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯或其組合。
進(jìn)一步地所述的軟單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯或其組合。
進(jìn)一步地所述的氧化還原引發(fā)劑體系乳液聚合反應(yīng)中所用的乳化劑為烷基硫酸鹽陰離子乳化劑和脂肪醇聚氧乙烯醚非離子乳化劑，氧化還原引發(fā)劑體系為過硫酸鈉—硫代硫酸鈉氧化還原體系。
一種反光膜用丙烯酸樹脂乳液制備方法，具有如下工藝流程a、制備種子乳液，將重量百分比為85％～95％的水、0.5％～1.5％的陰離子乳化劑、1％～5％的硬單體、0.1％～0.5％的引發(fā)劑和1％～10％的保護(hù)膠體投入到反應(yīng)釜中，在常溫下攪拌一小時(shí)，進(jìn)行乳液聚合，生成種子乳膠粒；b、制備單體預(yù)乳化液，將重量百分比為30％～60％的水、0.5％～1.2％的非離子乳化劑、15％～45％的硬單體、10％～40％的軟單體、5％～15％的功能單體、0.05％～0.3％的引發(fā)劑和0.3％～1％的還原劑攪拌均勻，制成單體預(yù)乳化液待用；c、引發(fā)劑溶液，將重量百分比2％～10％的引發(fā)劑溶入90％～98％的水中，制成引發(fā)劑溶液待用；d、乳液聚合，反應(yīng)釜升溫到65度，保溫一小時(shí)后，向反應(yīng)釜中滴加單體預(yù)乳化液，在2～4小時(shí)間滴加完，保溫2～4小時(shí)后加入引發(fā)劑溶液，再保溫2～4小時(shí)后降溫，1～3小時(shí)內(nèi)降溫50度以下；e、過濾包裝。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的反光膜用丙烯酸樹脂乳液透光率高、穩(wěn)定性好、氣泡少，本發(fā)明的反光膜用丙烯酸樹脂乳液的制備方法，采用種子乳液聚合方法，可有效地控制乳膠粒的直徑及其分布，所得最終乳膠粒尺寸分布窄，有助于改善乳液的流平性；成膜后耐候性好、透光率高、性能穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式
一種反光膜用丙烯酸樹脂乳液由重量百分比為10％～30％的硬單體及10％～30％的軟單體，0.3％～10％的交聯(lián)功能單體N-羥甲基丙稀酸酰胺，50％的去離子水，在保護(hù)膠體乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯共聚物的作用下，通過氧化還原引發(fā)劑體系乳液聚合反應(yīng)而成。本發(fā)明的反光膜用丙烯酸樹脂乳液，在丙稀酸樹脂的聚合過程中，引入保護(hù)膠體乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯共聚物，其CAFA名稱為VP/VA copolymer，并相應(yīng)減少乳化劑的用量，使得合成乳液穩(wěn)定好，并具有很好的透光率、穩(wěn)定性。
常用的保護(hù)膠體有聚乙烯醇、聚丙烯酸鈉、阿拉伯樹膠、聚環(huán)氧乙烷及羥甲基纖維素等分子量在30000以上的大分子。所加的保護(hù)膠體一部分被吸附在乳膠粒表面上，一部分溶解在水相中。被吸附的保護(hù)膠體在乳膠粒表面形成一定厚度的水化層，可阻礙乳膠粒發(fā)生碰撞和聚并；溶解在水相中的保護(hù)膠體可增加聚合物乳液的粘度，增加了乳膠粒撞合和沉淀的阻力。因此，加入保護(hù)膠體可以提高乳液體系的穩(wěn)定性。一般的保護(hù)膠體存在泡多、乳液粘度不好控制、保護(hù)能力不強(qiáng)等缺陷。本發(fā)明采用VP/VAcopolymer作為保護(hù)膠體，其中乙烯基吡咯烷酮(VP)與醋酸乙烯(VA)的單體分子數(shù)比為60/40。VP/VA copolymer是一種水溶性高分子樹脂，為白色粉末或透明溶液，無臭無味，不吸潮，可溶于水、乙醇及無水醇類，具有良好的粘結(jié)性、吸濕性、成膜性和表面活性。由于聚合物含有大量的極性乙烯基，所以乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯共聚物具有很好的膠體保護(hù)能力，而且此聚合物不起泡，對乳液粘度影響不大，是乳液保護(hù)膠體的首選，加入量為單體的0.1％～1％。
共聚的硬單體可包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、笨乙烯或其組合；共聚的軟單體有丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或其組合。本發(fā)明選用物美價(jià)廉的丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲脂作為硬單體，丙烯酸丁酯作為軟單體。N-羥甲基丙稀酸酰胺作為交聯(lián)功能單體。乳化劑有陰離子乳化劑、陽離子乳化劑、非離子乳化劑。本發(fā)明結(jié)合使用陰離子乳化劑和非離子乳化劑。常用的陰離子乳化劑有烷基硫酸鹽、乳化劑A(進(jìn)口)、Rhodacal D10等，常用的非離子乳化劑有DisponilO250(10％水溶液)、Dehscofix 202(10％水溶液)、乳化劑B(進(jìn)口)、脂肪醇聚氧乙烯醚。一般情況下，以上乳化劑都可以用，加入量為單體的1％～10％。本發(fā)明結(jié)合使用烷基硫酸鹽陰離子乳化劑和脂肪醇聚氧乙烯醚非離子乳化劑，在加入保護(hù)膠體的情況下，減少乳化劑的用量，乳化劑的加入量為單體的0.8％～5％。在乳液聚合中，應(yīng)用最廣泛的引發(fā)劑是水溶性的過硫酸鹽類。例如，過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉。它們的使用溫度為60℃～90℃。為了降低引發(fā)劑分解自由基的溫度，絕大多數(shù)采用氧化還原引發(fā)體系，其目的是降低引發(fā)劑的使用溫度，以保證在降低反應(yīng)溫度的條件下還可以有較快的反應(yīng)速度。特別是對于有丙烯酸、丙烯酸乙酯等低沸點(diǎn)單體的共聚體系中，由于低沸點(diǎn)單體的回流，反應(yīng)溫度升上去導(dǎo)致反應(yīng)速度慢，此時(shí)用低溫下能快速引發(fā)的氧化還原體系尤為重要。本發(fā)明采用過硫酸鈉—硫代硫酸鈉氧化還原體系，加入量為單體量的0.2％～0.7％之間。
乳液聚合的基本工藝有連續(xù)聚合、半連續(xù)聚合、種子乳液聚合。根據(jù)反光膜對聚焦層的性能要求以及涂布工藝的要求，本發(fā)明采用種子乳液聚合工藝。采用種子乳液聚合的方法可有效地控制乳膠粒的直徑及其分布，所得最終乳膠粒尺寸分布窄，有助于改善乳液的流平性；成膜后耐候性好、透光率高、性能穩(wěn)定。種子乳液聚合就是先在聚合釜中加入水、乳化劑、單體、和水溶性引發(fā)劑等進(jìn)行乳液聚合，生成數(shù)目足夠多、粒徑足夠小的乳膠粒，這樣的乳液稱為種子乳液。然后加入水、單體、乳化劑及引發(fā)劑等物料，以種子乳液的乳膠粒為核心，在其表面繼續(xù)進(jìn)行聚合反應(yīng)，使乳膠粒不斷長大。在進(jìn)行種子乳液聚合時(shí)，其關(guān)鍵是要嚴(yán)格控制乳化劑的補(bǔ)加速度，以防形成新的膠束和新的乳膠粒。
實(shí)施例一a、制備種子乳液，將500份水、1.5份烷基硫酸鹽、15份甲基丙稀酸甲酯、1.2份過硫酸鈉和10份乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯共聚物投入到反應(yīng)釜中，在常溫下攪拌一小時(shí)，進(jìn)行乳液聚合，生成種子乳膠粒；
b、制備單體預(yù)乳化液，將400份水、254份甲基丙稀酸甲酯、45份甲基丙稀酸、32份丙稀酸、398份丙稀酸乙酯、97份N-羥甲基丙稀酸酰胺、8份脂肪醇聚氧乙烯醚、1.5份過硫酸鈉、7.5份硫代硫酸鈉攪拌均勻，制成單體預(yù)乳化液待用；c、引發(fā)劑溶液，將1.5份引發(fā)劑溶入50份水中，制成引發(fā)劑溶液待用；d、乳液聚合，反應(yīng)釜升溫到65度，保溫一小時(shí)后，向反應(yīng)釜中滴加單體預(yù)乳化液，在2～4小時(shí)間滴加完，保溫2～4小時(shí)后加入引發(fā)劑溶液，再保溫2～4小時(shí)后降溫，1～3小時(shí)內(nèi)降溫50度以下；e、用300目濾布過濾包裝。
實(shí)施例二a、制備種子乳液，將500份水、1.3份烷基硫酸鹽、15份甲基丙稀酸甲酯、1.2份過硫酸鈉和15份乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯共聚物投入到反應(yīng)釜中，在常溫下攪拌一小時(shí)，進(jìn)行乳液聚合，生成種子乳膠粒；b、制備單體預(yù)乳化液，將400份水、254份甲基丙稀酸甲酯、45份甲基丙稀酸、32份丙稀酸、398份丙稀酸乙酯、97份N-羥甲基丙稀酸酰胺、7份脂肪醇聚氧乙烯醚、1.5份過硫酸鈉、7.5份硫代硫酸鈉攪拌均勻，制成單體預(yù)乳化液待用；c、引發(fā)劑溶液，將1.5份引發(fā)劑溶入50份水中，制成引發(fā)劑溶液待用；d、乳液聚合，反應(yīng)釜升溫到65度，保溫一小時(shí)后，向反應(yīng)釜中滴加單體預(yù)乳化液，在2～4小時(shí)間滴加完，保溫2～4小時(shí)后加入引發(fā)劑溶液，再保溫2-4小時(shí)后降溫，1～3小時(shí)內(nèi)降溫50度以下；e、用300目濾布過濾包裝。
實(shí)施例三a、制備種子乳液，將500份水、1.2份烷基硫酸鹽、15份甲基丙稀酸甲酯、1.2份過硫酸鈉和20份乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯共聚物投入到反應(yīng)釜中，在常溫下攪拌一小時(shí)，進(jìn)行乳液聚合，生成種子乳膠粒；
b、制備單體預(yù)乳化液，將400份水、254份甲基丙稀酸甲酯、45份甲基丙稀酸、32份丙稀酸、398份丙稀酸乙酯、97份N-羥甲基丙稀酸酰胺、6份脂肪醇聚氧乙烯醚、1.5份過硫酸鈉、7.5份硫代硫酸鈉攪拌均勻，制成單體預(yù)乳化液待用；c、引發(fā)劑溶液，將1.5份引發(fā)劑溶入50份水中，制成引發(fā)劑溶液待用；d、乳液聚合，反應(yīng)釜升溫到65度，保溫一小時(shí)后，向反應(yīng)釜中滴加單體預(yù)乳化液，在2～4小時(shí)間滴加完，保溫2～4小時(shí)后加入引發(fā)劑溶液，再保溫2-4小時(shí)后降溫，1～3小時(shí)內(nèi)降溫50度以下；e、用300目濾布過濾包裝。
加入VP/VA copolymer保護(hù)膠體并同時(shí)減少乳化劑的用量，丙烯酸樹脂乳液的透光率更高、穩(wěn)定性更好、起泡程度更小。三實(shí)施例所制備的丙烯酸樹脂乳液主要性能見下表，隨著保護(hù)膠體量的增加和乳化劑量的減少，效果更顯著。在具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)反光膜對聚焦層的具體要求以及涂布工藝要求，選取合適的保護(hù)膠體添加量。

權(quán)利要求
1.一種反光膜用丙烯酸樹脂乳液，其特征在于由重量百分比為10％～30％的硬單體及10％～30％的軟單體，0.3％～10％的交聯(lián)功能單體N-羥甲基丙稀酸酰胺，50％的去離子水，在保護(hù)膠體乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯共聚物的作用下，通過氧化還原引發(fā)劑體系乳液聚合反應(yīng)而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光膜用丙烯酸樹脂乳液，其特征在于所述的硬單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯或其組合。
3.權(quán)利要求1所述的反光膜用丙烯酸樹脂乳液，其特征在于所述的軟單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光膜用丙烯酸樹脂乳液，其特征在于所述的氧化還原引發(fā)劑體系乳液聚合反應(yīng)中所用的乳化劑為烷基硫酸鹽陰離子乳化劑和脂肪醇聚氧乙烯醚非離子乳化劑，氧化還原引發(fā)劑體系為過硫酸鈉-硫代硫酸鈉氧化還原體系。
5.一種反光膜用丙烯酸樹脂乳液制備方法，其特征在于具有如下工藝流程a、制備種子乳液，將重量百分比為85％～95％的水、0.5％～1.5％的陰離子乳化劑、1％～5％的硬單體、0.1％～0.5％的引發(fā)劑和1％～10％的保護(hù)膠體投入到反應(yīng)釜中，在常溫下攪拌一小時(shí)，進(jìn)行乳液聚合，生成種子乳膠粒；b、制備單體預(yù)乳化液，將重量百分比為30％～60％的水、0.5％～1.2％的非離子乳化劑、15％～45％的硬單體、10％～40％的軟單體、5％～15％的功能單體、0.05％～0.3％的引發(fā)劑和0.3％～1％的還原劑攪拌均勻，制成單體預(yù)乳化液待用；c、引發(fā)劑溶液，將重量百分比2％～10％的引發(fā)劑溶入90％～98％的水中，制成引發(fā)劑溶液待用；d、乳液聚合，反應(yīng)釜升溫到65度，保溫一小時(shí)后，向反應(yīng)釜中滴加單體預(yù)乳化液，在2～4小時(shí)間滴加完，保溫2～4小時(shí)后加入引發(fā)劑溶液，再保溫2～4小時(shí)后降溫，1～3小時(shí)內(nèi)降溫50度以下；e、過濾包裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及反光膜用丙烯酸樹脂乳液，尤其是一種透光率高、穩(wěn)定性好、氣泡少的反光膜用丙烯酸樹脂乳液及其制備方法。反光膜用丙烯酸樹脂乳液由重量百分比為10％～30％的硬單體及10％～30％的軟單體，0.3％～10％的交聯(lián)功能單體N－羥甲基丙稀酸酰胺，50％的去離子水，在保護(hù)膠體乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯共聚物的作用下，通過氧化還原引發(fā)劑體系乳液聚合反應(yīng)而成。本發(fā)明的反光膜用丙烯酸樹脂乳液透光率高、穩(wěn)定性好、氣泡少，本發(fā)明采用種子乳液聚合的方法，可有效地控制乳膠粒的直徑及其分布，所得最終乳膠粒尺寸分布窄，有助于改善乳液的流平性；成膜后耐候性好、透光率高、性能穩(wěn)定。
文檔編號C08F2/24GK1730503SQ200510094090
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
發(fā)明者顏奇旭, 劉龍春 申請人:顏奇旭