專利名稱：玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液及其制備方法和用途， 尤其是一種采用種子乳液聚合制得的玻璃纖維浸涂液用PVDC乳液及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
近年來，苯丙乳液浸潰玻璃纖維網(wǎng)布在節(jié)能建筑上被廣泛應(yīng)用，但由于苯丙乳液涂層耐燃性不好、與混凝土粘結(jié)差等問題，限制了苯丙乳液在節(jié)能建筑上的應(yīng)用。
目前對玻璃纖維進行浸涂或浸潤基本都是采用環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂系。專利 CN101746963A、102020427A、102211882A、102219399A 涉及采用環(huán)氧樹脂乳液的無堿玻璃纖維直接紗用浸潤劑，CN101696550A涉及用于玻璃纖維的含乙烯基三氯硅烷的浸潤劑，CN102092963A涉及含四乙氧基硅烷、水溶性聚酯、聚氨酯、3-氨丙基三甲氧基硅烷的浸潤劑，CN101838934A涉及含聚四氟乙烯乳液、聚丙烯酸酯乳液、聚乙烯醇水溶液、苯甲基硅油乳液的浸潤劑，CN102241484A涉及含水性環(huán)氧乳液、小分子環(huán)氧乳液、聚氨酯乳液、聚酯或丙烯酸的浸潤劑，CN102503184A涉及含不飽和聚酯樹脂乳液、環(huán)氧樹脂乳液、水性環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂、硅烷偶聯(lián)劑的浸潤劑，CN102503185A涉及含改性直鏈淀粉、改性支鏈淀粉、微晶石蠟、氫化植物油脂、季銨鹽陽離子潤滑劑、司盤80、烷基磺酸鹽表面活性劑、改性環(huán)氧樹脂粘合劑的浸潤劑。采用以上浸潤劑處理的玻璃纖維雖然強度比較高，但是它們的耐燃性都不高，限制了它們在節(jié)能建筑上的應(yīng)用。
目前關(guān)于將聚偏二氯乙烯類乳液用于建筑上對玻璃纖維進行浸涂，還很少有報道。CN101367898涉及用偏二氯乙烯、不飽和脂肪酸酯類單體、不飽和脂肪酸及全氟不飽和脂肪酸酯類單體制得的PVDC共聚乳液，CN1986583涉及用偏二氯乙烯、丙烯酸酯軟單體的丙烯酸酯類單體、不飽和脂肪酸制得的特種布上涂布專用水性PVDC膠乳。上述報道的乳膠穩(wěn)定性較差且膠粒不夠均勻。
針對以上提出 的技術(shù)問題，并結(jié)合聚偏二氯乙烯乳液具有一定阻燃性的特點，本發(fā)明提供了一種玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液及其制備方法和用途。發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足，本發(fā)明提供了一種玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液及其制備方法和用途，該共聚乳液穩(wěn)定性好，可保存2年以上、乳膠粒子均勻性好，且密封性好、阻燃性特殊、耐堿強度高；該浸涂液的制備方法簡單、反應(yīng)時間短。
本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的，第一個目的是提供一種玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液，由以下組分經(jīng)種子乳液聚合制得，各組分的重量份數(shù)為100份
單體混合物20-55份，包括占混合單體質(zhì)量總量65-75%的偏二氯乙烯、占混合單體質(zhì)量總量20-30%的丙烯酸酯和占混合單體質(zhì)量總量5-10%的丙烯腈；
種子聚合乳化劑，包括十二烷基苯磺酸鈉O. 0225份和0P-10為O. 08份；
引發(fā)劑，包括有機過氧化物O. 08份和甲醛合次硫酸氫鈉O. 08份；
混合乳化劑，包括十二烷基磺酸鈉O. 15-0. 6份和十二烷基苯磺酸鈉O. 15-0. 6 份；
其他助劑適量；
pH調(diào)節(jié)劑適量，其為氫氧化鉀或三乙胺適量；
去離子水剩余量。
所述丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一種或多種。
所述有機過氧化物為叔丁基過氧化氫。
所述其他助劑為醋酸銨。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液的制備方法，采用種子乳液聚合法，具體步驟為
1.原材料的配制
a)混合單體的配制將偏二氯乙烯65-75%、丙烯酸酯20-30%、丙烯腈5-10%混合， 攪拌2h，制成20-55份的單體混合物；
b)引發(fā)劑配制將叔丁基過氧化氫O. 08份加入去離子水4份中進行攪拌混合制成有機過氧化物溶液；將甲醛合次硫酸氫鈉O. 08份加入去離子水4份中進行攪拌混合制成甲醛合次硫酸氫鈉溶液；
c)混合乳化劑配制將十二烷基磺酸鈉O. 3份、十二烷基苯磺酸鈉O. 3份加入4份水中混合，加去離子水至5份進行冷分散2h，制成混合乳化劑溶液；
2.種子聚合
a)向反應(yīng)釜中加去離子水或軟水50份，加入乳化劑十二烷基苯磺酸鈉O. 0225份， 0P-10為O. 08份、加入助劑醋酸銨O. 005份，封釜，氣體置換3次，抽真空，吸入3%混合單體，冷分散(攪拌)O. 5h ；
b)升溫至47°C，泵入引發(fā)劑有機過氧化物溶液、甲醛合次硫酸氫鈉溶液，以 8kg/24h的速度泵入，升溫至55°C恒溫，當壓力降至O. 01-0. 03MPa時，種子聚合結(jié)束，得到種子膠乳；
3.乳液制備
向種子膠乳中連續(xù)泵入配制好 的混合乳化劑、剩余的混合單體，5-8小時加完，當壓力降至(Γ-0. OlMPa時，反應(yīng)結(jié)束，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)pH值至5_6，加入滑石粉，制得固含量 20-55%的聚偏二氯乙烯與丙烯酸酯共聚乳液。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液的用途，其用于玻璃纖維浸涂液。
本發(fā)明還提供了一種采用上述聚偏二氯乙烯共聚乳液制得的玻璃纖維浸涂液。
本發(fā)明還提供了一種采用玻璃纖維浸涂液浸涂的玻璃纖維。
所得乳液性能的測試方法如下
固含量(％):GB1725_79 ;
表面張力(mN/m):GB1725_79 ；
粘度(mPa· s):美國 BROOKFIELD 粘度計；
pH 值PHS_3C 精密 pH 計；
耐堿強度根據(jù)標準JG149-2003 ;耐堿強度可以用耐堿斷裂強力保留率B表征；
阻燃性能V-0級對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后，火焰在30秒內(nèi)熄滅，不能有燃燒物掉下；
乳液穩(wěn)定性將制備的乳液在30°C、RH70%下放置3個月、6個月、12個月、24個月， 觀察乳液的變化情況。
單體殘留率按照標準GB/T5009. 122-2003。
按照上述測試方法，所測得的乳液的性能指標如下
固含量(％):20-55 ;
表面張力(mN/m)S 40
粘度(mPa· s)10
pH 值5-6
密度(g/cm3):1· 23-1. 26
耐堿斷裂強力保留率(％):徑向> 88、緯向> 93 ；
乳液穩(wěn)定性放置2年不破乳,未出現(xiàn)沉淀；
阻燃性達到V-O級。
乳液涂布后單體殘留率未檢出。
本發(fā)明具有下述有益效果該聚偏二氯乙烯共聚乳液的制法的反應(yīng)時間短，僅需 O. 5小時，聚合過程安全性高、溫度壓力容易控制，且所得乳液穩(wěn)定性好，保存2年以上，乳液無沉淀，另外乳液在60°C烘箱中放置45天，乳液不破乳，乳液中無沉淀產(chǎn)生；膠乳的粒子均勻性好，密封性好、阻燃性符合V-O級、耐堿強度高。在用PVDC膠乳涂布玻璃纖維的過程中，為了提高膠乳和玻璃纖維的結(jié)合能力，加熱處理溫度為145°C，相對于苯丙乳液浸潰玻璃纖維時的加熱處理溫度170-175°C，具有降低能耗的效果。


圖1.玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液的聚合工藝流程圖。
具體實施方式
實施例1 :
1.原料配制將偏二氯乙烯70kg、丙烯酸丁酯30kg、丙烯腈IOkg混合,攪拌2h,制成混合單體；將叔丁基過氧化氫160g加入去離子水8kg中進行攪拌混合制成叔丁基過氧化氫溶液；將甲醛合次硫酸氫鈉160g加入去離子水8kg中進行攪拌混合制成甲醛合次硫酸氫鈉溶液；將十二燒基磺酸鈉600g、十二燒基苯磺酸鈉600g加入8kg水中混合,加去離子水至IOkg進行冷分散2h,制成混合乳化劑溶液；
2.種子聚合 向反應(yīng)爸中加去離子水100kg,加入乳化劑十二燒基苯磺酸鈉45g, 0P-10為160g、加入助劑醋酸銨10g、叔丁基過氧化氫3g，封釜，氣體置換3次，抽真空，吸入 3%混合單體，冷分散(攪拌)O. 5h ;升溫至47°C，泵入引發(fā)劑叔丁基過氧化氫溶液、甲醛合次硫酸氫鈉溶液，以8kg/24h的速度泵入，升溫至55°C恒溫，當壓力降至O. 01-0. 03MPa時，種子聚合結(jié)束，得到種子膠乳；
3.乳液聚合向種子膠乳中連續(xù)泵入配制好的混合乳化劑、剩余的混合單體，6小時加完，當壓力降至(Γ-0. OlMPa時，反應(yīng)結(jié)束，加入氫氧化鉀調(diào)pH值至5，加入滑石粉，制得固含量50%的聚偏二氯乙烯與丙烯酸酯共聚乳液。
根據(jù)上述性能測試方法，測得的性能指標如下
固含量(％)50 ；
表面張力(mN/m):38
粘度(mPa· s) :9
pH 值5. 5
密度(g/cm3):1· 25
耐堿斷裂強力保留率(％):徑向89、緯向94。
實施例2
1.原料配制將偏二氯乙烯82. 5kg、丙烯酸乙酯27kg、丙烯腈O. 5kg混合,攪拌 2h,制成混合單體；將叔丁基過氧化氫160g加入去離子水8kg中進行攪拌混合制成叔丁基過氧化氫溶液；將甲醛合次硫酸氫鈉160g加入去離子水8kg中進行攪拌混合制成甲醛合次硫酸氫鈉溶液；將十二燒基磺酸鈉600g、十二燒基苯磺酸鈉600g加入8kg水中混合,加去離子水至IOkg進行冷分散2h，制成混合乳化劑溶液；
2.種子聚合向反應(yīng)釜中加去離子水或軟水100kg，加入乳化劑十二烷基苯磺酸鈉45g，0P-10為160g、加入助劑醋酸銨10g、叔丁基過氧化氫3g，封釜，氣體置換3次， 抽真空，吸入3%混合單體，冷分散(攪拌)O. 5h ;升溫至47 °C，泵入引發(fā)劑叔丁基過氧化氫溶液、甲醛合次硫酸氫鈉溶液，以8kg/24h的速度泵入，升溫至55°C恒溫，當壓力降至 O. 01-0. 03MPa時，種子聚合結(jié)束，得到種子膠乳；
3.乳液聚合向種子膠乳中連續(xù)泵入配制好的混合乳化劑、剩余的混合單體，6小時加完，當壓力降至(Γ-0. OlMPa時，反應(yīng)結(jié)束，加入三乙胺調(diào)pH值至5，加入滑石粉，制得固含量55%的聚偏二氯乙烯與丙烯酸酯共聚乳液。
實施例3
1.原料配制將偏二氯乙烯26kg、丙烯酸甲酯12kg、丙烯腈2kg混合，攪拌2h，制成混合單體；將叔丁基過氧化氫160g加入去離子水8kg中進行攪拌混合制成叔丁基過氧化氫溶液；將甲醛合次硫酸氫鈉160g加入去離子水8kg中進行攪拌混合制成甲醛合次硫酸氫鈉溶液；將十二燒基磺酸鈉600g、十二燒基苯磺酸鈉600g加入8kg水中混合,加去離子水至IOkg進行冷分散2h,制成混合乳化劑溶液；
2.種子聚合向反應(yīng)釜中加去離子水或軟水100kg，加入乳化劑十二烷基苯磺酸鈉45g，0P-10為160g、加入助劑醋酸銨10g、叔丁基過氧化氫3g，封釜，氣體置換3次， 抽真空，吸入3%混合單體，冷分散(攪拌)O. 5h ;升溫至47 °C，泵入引發(fā)劑叔丁基過氧化氫溶液、甲醛合次硫酸氫鈉溶液，以8kg/24h的速度泵入，升溫至55°C恒溫，當壓力降至 O. 01-0. 03MPa時，種子聚合結(jié)束，得到種子膠乳；
3.乳液聚合向種子膠乳中連續(xù)泵入配制好的混合乳化劑、剩余的混合單體，6小時加完，當壓力降至(Γ-0. OlMPa時，反應(yīng)結(jié)束，加入氫氧化鉀調(diào)pH值至5，加入滑石粉，制得固含量20%的聚偏二氯乙烯與丙烯酸酯共聚乳液。
權(quán)利要求
1.一種玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液的制備方法，其特征在于該制備方法采用種子乳液聚合，各原料的份數(shù)采用重量份數(shù)，該制法的具體步驟為(O原材料的配制1)混合單體的配制將占單體總量的重量百分比65-75%的偏二氯乙烯、占單體總量的重量百分比20-30%的丙烯酸酯、占單體總量的重量百分比5-10%的丙烯腈混合，攪拌2h，制成20-55份的單體混合物；2)引發(fā)劑配制將有機過氧化物O.08份加入去離子水4份中進行攪拌混合制成有機過氧化物溶液；將甲醛合次硫酸氫鈉O. 08份加入去離子水4份中進行攪拌混合制成甲醛合次硫酸氫鈉溶液；3)混合乳化劑配制將十二烷基磺酸鈉0.3份、十二烷基苯磺酸鈉0. 3份加入4份水中混合，加去離子水至5份進行冷分散2h，制成混合乳化劑溶液；(2)種子聚合向反應(yīng)釜中加去離子水或軟水50份，加入乳化劑十二烷基苯磺酸鈉0. 0225份，0P-10 為0. 08份、加入助劑醋酸銨0. 005份，封釜，通入氮氣進行氣體置換3次，并抽真空，吸入3% 混合單體，冷分散0. 5h ;升溫至47°C，泵入所述配制好的引發(fā)劑有機過氧化物溶液、甲醛合次硫酸氫鈉溶液，以8kg/24h的速度泵入，升溫至55°C恒溫，當壓力降至0. 01-0. 03MPa時， 種子聚合結(jié)束，得到種子膠乳；(3)乳液制備向種子膠乳中連續(xù)泵入配制好的混合乳化劑、剩余的混合單體，6小時加完，當壓力降至0p0. OlMPa時，停止加引發(fā)劑，反應(yīng)結(jié)束，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)pH值至5_6，加入滑石粉，制得固含量20-55%的聚偏二氯乙烯與丙烯酸酯共聚乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液的制備方法，其特征在于所述丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的任意一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液的制備方法， 其特征在于所述丙烯酸酯為丙烯酸丁酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液的制備方法， 其特征在于所述有機過氧化物為叔丁基過氧化氫；所述PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鉀或三乙胺。
5.根據(jù)由權(quán)利要求1所述的玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液的制備方法制得的聚偏二氯乙烯共聚乳液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液的用途，其特征在于用于玻璃纖維浸涂液。
7.用根據(jù)權(quán)利要求5所述的玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液制得的玻璃纖維浸涂液。
8.用根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻璃纖維浸涂液浸涂的玻璃纖維。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用種子乳液聚合制得的玻璃纖維浸涂液用聚偏二氯乙烯共聚乳液及其制備方法和用途，各組分的重量份數(shù)以100份計，包括單體混合物20-55份，其含有占單體總量的重量百分比65-75%的偏二氯乙烯、20-30%的丙烯酸酯、5-10%的丙烯腈；種子聚合乳化劑0.1025份，其含有十二烷基苯磺酸鈉0.0225份、OP-10為0.08份；引發(fā)劑0.16份，其含有有機過氧化物0.08份、甲醛合次硫酸氫鈉0.08份；混合乳化劑0.3-1.2份，其含有十二烷基磺酸鈉0.15-0.6份、十二烷基苯磺酸鈉0.15-0.6份。該浸涂液穩(wěn)定性好，保存2年以上不破乳、乳膠粒子均勻性好，且密封性好、阻燃性好、耐堿強度高；該浸涂液的聚合過程安全性高、溫度壓力容易控制、反應(yīng)時間短；浸涂過程中的熱處理溫度低。
文檔編號C08F4/40GK103044604SQ20121057294
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者方勇, 邢青濤 申請人:海南必凱水性涂料有限公司