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      苯丙乳液及其制備方法和應(yīng)用的制作方法

      文檔序號(hào):3622722閱讀:358來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:苯丙乳液及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及ー種主要用作造紙涂布涂料的高粘接苯丙乳液及其制備方法
      背景技術(shù)
      隨著印刷工藝飛速發(fā)展,人們對(duì)涂布紙的質(zhì)量要求越來(lái)越高,涂布紙作為高檔材料用紙,其精美的外觀質(zhì)量也成為人們的追求目標(biāo)。苯丙乳液由于其エ藝簡(jiǎn)單,成本低廉,被廣泛用于紙張涂料的粘結(jié)劑,紙制品涂層等領(lǐng)域,市場(chǎng)需求也越來(lái)越大。近幾年,國(guó)內(nèi)苯丙乳液的研究掀起新的高潮,由于苯丙乳液的粘接性能還不夠理想,致使涂布紙易起毛掉毛,而且苯丙乳液高溫時(shí)粘稠,低溫時(shí)變脆,儲(chǔ)藏穩(wěn)定性不夠理想,限制了其應(yīng)用。為了克服以上缺點(diǎn),近年來(lái),國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量的研究工作,其中主要從以下兩方面進(jìn)行改迸一是引入功能性単體,ニ是采取新的乳液聚合方法來(lái)改善苯丙乳液的性能。中國(guó)專利CN101280035A公開(kāi)了ー種乳液的制備方法,制備得到的乳液應(yīng)用于紙張涂料,涂料流動(dòng)性、耐水性較好,但是涂布后紙張表面強(qiáng)度較差,粘接性能還有待提高。在此基礎(chǔ)上,我們通過(guò)改變合成エ藝和添加保護(hù)膠體、羥基類功能性単體等,使苯丙乳液具有較高的粘接性能和較好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的是提供一種苯丙乳液的制備方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。所述的苯丙乳液的制備方法,包括如下步驟(I)將(甲基)丙烯酸酯類、(甲基)苯こ烯、(甲基)丙烯酸混合,得到混合単體A ;各個(gè)組分的重量份數(shù)如下(甲基)丙烯酸酯類30 70份(甲基)苯こ稀25 65份(甲基)丙烯酸2 6份;所述的(甲基)丙烯酸酯類單體選自甲基丙烯酸甲酷、丙烯酸異辛酷、甲基丙烯酸こ酷、甲基丙烯酸正丁酷、丙烯酸甲酷、丙烯酸こ酷、丙烯酸正丁酯或甲基丙烯酸異辛酯中的至少ー種;(2)將總重量5 50%的乳化剤、總重量5 60%的引發(fā)劑和總重量3 20%的水和總重量50 80%的混合單體A,混合攪拌,獲得均相乳液B ;(3)將保護(hù)膠體、余量的乳化剤、余量的引發(fā)劑、余量的単體A和余量的水在50 80°C下反應(yīng)O. 5 I. O小時(shí),然后滴加羥基類功能性単體和所述的均相乳液B,滴加時(shí)間為
      O.5 2. 5小時(shí),在60 90°C下保溫I. O 2. 5小時(shí),降溫至20 25°C,加入堿水中和至pH為6 10,過(guò)濾得所述的苯丙乳液;各組份的重量份數(shù)如下
      混合單體A100份
      保護(hù)膠體0.5 4.0份
      羥基類功能性単體I 10份
      乳化劑0.5 3.0份
      弓丨發(fā)劑0.5 3.0份 堿水 5 20份
      水90 290份所述保護(hù)膠體選自羥こ基纖維素、明膠、阿拉伯膠或海藻酸鈉中的至少ー種;所述羥基類功能性單體選自甲基丙烯酸縮水甘油酷、甲基丙烯酸-2-羥基丙酷、甲基丙烯酸-2-羥基こ酷、丙烯酸-2-羥基こ酯或丙烯酸-2-羥基丙酯中的至少ー種;所述的乳化劑選自陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑中的至少ー種;所述陰離子表面活性劑選自十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉、C10 C2tl烷基萘磺酸鈉、C10 C2tl烷基硫酸鈉、ニ環(huán)己基-2-磺基琥珀酸鈉、油酸鈉、油酸鉀或丁ニ酸磺酸鈉中的至少ー種;所述非離子表面活性劑選自壬基酚聚氧こ烯醚、失水梨醇三油酸酷、こニ醇脂肪酸酷、聚氧化こ烯單油酸酷、聚氧化こ烯蓖麻油、月桂酸聚氧こ烯酯、ニ芐基異丙苯基酚聚氧こ烯醚、松香酸聚氧こ烯酯或甘油聚氧こ烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯中的至少ー種;所述的引發(fā)劑選自過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉中的至少ー種;所述堿水選自氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液或氫氧化銨水溶液中的至少ー種,重量濃度為10 25% ;
      采用上述方法制備的苯丙乳液,可用作造紙涂布白板紙和銅版紙用涂料。本發(fā)明制備的苯丙乳液對(duì)CN101280035A進(jìn)行了改進(jìn),通過(guò)改變合成エ藝和添加保護(hù)膠體、羥基類功能性単體等,使苯丙乳液具有較高的粘接性能和較好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明人推測(cè)可能是由于其中添加的保護(hù)膠體分子結(jié)構(gòu)中的親油大分子主鏈吸附到乳膠粒的表面,形成ー層保護(hù)層,可有效地阻止乳膠粒在聚合過(guò)程中的凝聚,還可以防止體系在儲(chǔ)藏過(guò)程中粒子的聚并,提高體系的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。另外,采用種子乳液聚合方法,減少了反應(yīng)過(guò)程中增溶膠束的形成,保證了反應(yīng)體系的穩(wěn)定,降低了凝聚物的生成幾率。羥基類功能性単體的加入,致使乳膠粒表面有大量羥基能與紙張纖維表面形成強(qiáng)烈的氫鍵作用,增強(qiáng)紙張的表面強(qiáng)度,提高涂料各組份的結(jié)合程度,從而使粘接性能提高。本發(fā)明制備的苯丙乳液,重量固含量為30 50%,pH值為6 10,平均粒徑為100 230nm。能夠有效地克服現(xiàn)有エ藝的缺點(diǎn),使苯丙乳液具有較高的粘接性能和較好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。
      具體實(shí)施方式
      實(shí)施例中,如無(wú)特別說(shuō)明,均為重量百分比。
      實(shí)施例I將70克丙烯酸異辛酷、25克苯こ烯、5克丙烯酸混合均勻,得到混合單體A ;然后將O. I克十二烷基苯磺酸鈉、O. 05克壬基酚聚氧こ烯醚、O. 15克過(guò)硫酸鉀、8. 7克水和50克混合單體A在常溫下攪拌得到乳液B。再將4克明膠、I. 9克十二烷基苯磺酸鈉、O. 95克壬基酚聚氧こ烯醚、2. 85克過(guò)硫酸鉀、50克混合単體A和281克水加入帶有冷凝器、攪拌器、溫度計(jì)和滴加裝置的IOOOmL四ロ燒瓶中,攪拌升溫至80°C,反應(yīng)O. 5小時(shí);然后將10克甲基丙烯酸縮水甘油酯和均相乳液B在2. 5小時(shí)內(nèi)加完,在90°C下保溫I小吋,降溫至25°C,再用20克10%的氫氧化鈉水溶液中和,調(diào)節(jié)pH,經(jīng)100目篩網(wǎng)過(guò)濾得高粘接苯丙乳液。重量固含量為24.8%,平均粒徑為IOOnm(使用Malvern粒徑儀測(cè)得),pH值為9. 98 (使用PHS-3C精密pH計(jì)測(cè)得)。實(shí)施例2將30克丙烯酸丁酷、65克苯こ烯、5克甲基丙烯酸混合均勻,得到混合単體A ;然后將O. 15克十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉、O. I克ニ芐基異丙苯基酚聚氧こ烯醚、O. 3克過(guò)硫酸鈉、18克水和80克混合単體A在常溫下攪拌得到乳液B。再將O. 5克羥こ基纖維素、O. 15克十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉、O. I克ニ芐基異丙苯基酚聚氧こ烯醚、O. 2克過(guò)硫酸鈉、80克混合單體A和72克水加入帶有冷凝器、攪拌器、溫度計(jì)和滴加裝置的IOOOmL四ロ燒瓶中,攪拌升溫至50°C,反應(yīng)I小時(shí);然后將I克丙烯酸-2-羥基こ酯和均相乳液B在O. 5小時(shí)內(nèi)加完,在60°C下保溫2. 5小吋,降溫至25°C,再用5克25%的氫氧化鈉水溶液中和,調(diào)節(jié)pH,經(jīng)100目篩網(wǎng)過(guò)濾得高粘接苯丙乳液。重量固含量為49.9%,平均粒徑為230nm(使用Malvern粒徑儀測(cè)得),pH值為5. 97 (使用PHS-3C精密pH計(jì)測(cè)得)。實(shí)施例3將50克甲基丙烯酸丁酷、48克苯こ烯、2克丙烯酸混合均勻,得到混合単體A ;然后將O. 3克十二烷基硫酸鈉、O. I克失水梨醇三油酸酷、O. 8克過(guò)硫酸鉀、30克水和70克混合單體A在常溫下攪拌得到乳液B。再將2克阿拉伯膠、O. 45克十二烷基硫酸鈉、O. 15克失水梨醇三油酸酷、I. 2克過(guò)硫酸鉀、30克混合単體A和170克水加入帶有冷凝器、攪拌器、溫度計(jì)和滴加裝置的IOOOmL四ロ燒瓶中,攪拌升溫至60°C,反應(yīng)I小時(shí);然后將4克甲基丙烯酸-2-羥基こ酯和均相乳液B在O. 5小時(shí)內(nèi)加完,在70°C下保溫2小吋,降溫至25°C,再用10克15%的氫氧化鈉水溶液中和,調(diào)節(jié)pH,經(jīng)100目篩網(wǎng)過(guò)濾得高粘接苯丙乳液。重量固含量為35. 2%,平均粒徑為172nm (使用Malvern粒徑儀測(cè)得),pH值為7. 37 (使用PHS-3C精密PH計(jì)測(cè)得)。實(shí)施例4將40克甲基丙烯酸こ酷、56克苯こ烯、4克丙烯酸混合均勻,得到混合単體A ;然后將O. 4克丁ニ酸磺酸鈉、O. 2克失水梨醇三油酸酷、O. 3克過(guò)硫酸銨、15克水和60克混合單體A在常溫下攪拌得到乳液B。再將3克海藻酸鈉、O. 94克丁ニ酸磺酸鈉、O. 47克失水梨醇三油酸酷、O. 7克過(guò)硫酸銨、40克混合単體A和135克水加入帶有冷凝器、攪拌器、溫度計(jì)和滴加裝置的IOOOmL四ロ燒瓶中,攪拌升溫至70°C,反應(yīng)O. 5小時(shí);然后將8克丙烯酸-2-羥基こ酯和均相乳液B在I. 5小時(shí)內(nèi)加完,在80°C下保溫I. 5小吋,降溫至25°C,再用15克20%的氫氧化鉀水溶液中和,調(diào)節(jié)pH,經(jīng)100目篩網(wǎng)過(guò)濾得高粘接苯丙乳液。重量固含量為45. I %,平均粒徑為135nm(使用Malvern粒徑儀測(cè)得),pH值為8. 21 (使用PHS-3C精密pH計(jì)測(cè)得)。實(shí)施例5對(duì)比例 按照CN101280035A的方法制備苯丙乳液。使用實(shí)施例I 4,按照CN101704930A的配方和方法配制涂料。使用實(shí)施例I 4和對(duì)比例進(jìn)行應(yīng)用檢測(cè),結(jié)果見(jiàn)下表儲(chǔ)藏穩(wěn)定性檢測(cè)結(jié)果如下,儲(chǔ)藏穩(wěn)定性按GB6753. 3-1986的方法檢測(cè)(貯存條件50±2°C下貯存30天),粘度用NDJ-I旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)得,儲(chǔ)藏穩(wěn)定性根據(jù)粘度變化值來(lái)評(píng)定衡量,即貯存后粘度與原始粘度的比值百分?jǐn)?shù),當(dāng)粘度變化值越小,表明涂料儲(chǔ)藏穩(wěn)定性越好。
      權(quán)利要求
      1.苯丙乳液的制備方法,其特征在于,包括如下步驟 (1)將(甲基)丙烯酸酯類、(甲基)苯乙烯、(甲基)丙烯酸混合,得到混合單體A; (2)將總重量5 50%的乳化劑、總重量5 60%的引發(fā)劑和總重量3 20%的水和總重量50 80%的混合單體A,混合攪拌,獲得均相乳液B ; (3)將保護(hù)膠體、余量的乳化劑、余量的引發(fā)劑、余量的單體A和余量的水反應(yīng),然后滴加羥基類功能性單體和所述的均相乳液B,保溫,降溫,加入用堿水中和,得所述的苯丙乳液。
      2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,步驟(I)中,各個(gè)組分的重量份數(shù)如下(甲基)丙烯酸酯類30 70份,(甲基)苯乙烯25 65份,(甲基)丙烯酸2 6份。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述的(甲基)丙烯酸酯類單體選自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯或甲基丙烯酸異辛酯中的至少一種。
      4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,步驟(3)中,將保護(hù)膠體、余量的乳化劑、余量的引發(fā)劑、余量的單體A和余量的水在50 80°C下反應(yīng)O. 5 I. O小時(shí),然后滴加羥基類功能性單體和所述的均相乳液B,滴加時(shí)間為O. 5 2. 5小時(shí),在60 90°C下保溫I. O 2.5小時(shí),降溫至20 25°C,加入堿水中和至pH為6 10,過(guò)濾得所述的苯丙乳液。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,各組份的重量份數(shù)如下混合單體A100份保護(hù)膠體0.5 4.0份羥基類功能性單體I 10份乳化劑0.5 3.0份弓丨發(fā)劑0.5 3.0份堿水5 20份水90 290份 所述保護(hù)膠體選自羥乙基纖維素、明膠、阿拉伯膠或海藻酸鈉中的至少一種; 所述羥基類功能性單體選自甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-2-羥基乙酯或丙烯酸-2-羥基丙酯中的至少一種。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,所述的乳化劑選自陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑中的至少一種; 所述陰離子表面活性劑選自十二烷基二苯醚二磺酸鈉、C10 C2tl烷基萘磺酸鈉、C10 C20烷基硫酸鈉、二環(huán)己基-2-磺基琥珀酸鈉、油酸鈉、油酸鉀或丁二酸磺酸鈉中的至少一種; 所述非離子表面活性劑選自壬基酚聚氧乙烯醚、失水梨醇三油酸酯、乙二醇脂肪酸酯、聚氧化乙烯單油酸酯、聚氧化乙烯蓖麻油、月桂酸聚氧乙烯酯、二芐基異丙苯基酚聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯或甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯中的至少一種。
      7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,所述的引發(fā)劑選自過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉中的至少一種。
      8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,所述堿水選自氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液或氫氧化銨水溶液中的至少一種,重量濃度為10 25%。
      9.根據(jù)權(quán)利要求I 8任一項(xiàng)所述方法制備的苯丙乳液。
      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的苯丙乳液的應(yīng)用,其特征在于,用作造紙涂布白板紙和銅版紙用涂料。
      全文摘要
      本發(fā)明公開(kāi)了一種苯丙乳液及其制備方法和應(yīng)用,制備方法,包括如下步驟(1)將(甲基)丙烯酸酯類、(甲基)苯乙烯、(甲基)丙烯酸混合,得到混合單體A;(2)將總重量5~50%的乳化劑、總重量5~60%的引發(fā)劑和總重量3~20%的水和總重量50~80%的混合單體A,混合攪拌,獲得均相乳液B;(3)將保護(hù)膠體、余量的乳化劑、余量的引發(fā)劑、余量的單體A和余量的水反應(yīng),然后滴加羥基類功能性單體和所述的均相乳液B,保溫,降溫,加入用堿水中和,得所述的苯丙乳液。本發(fā)明能夠有效地克服現(xiàn)有工藝的缺點(diǎn),使苯丙乳液具有較高的粘接性能和較好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。
      文檔編號(hào)C08F220/28GK102633931SQ20121008838
      公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
      發(fā)明者周海波, 尹東華, 施曉旦 申請(qǐng)人:上海東升新材料有限公司
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