透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法。具體為：將乳化劑、軟單體、硬單體和功能單體混合均勻得到含乳化劑的單體混合液；反應釜中加入去離子水，加熱至預設溫度時，加30wt％～50wt％引發(fā)劑，攪拌5min，滴加單體混合液，滴加2～5h；在滴加單體混合液30min后，滴加余下的引發(fā)劑，滴加2～5h，控制反應溫度70～90℃，保溫0.5～1h；降溫至60℃加入叔丁基過氧化氫、甲醛合次硫酸氫鈉，繼續(xù)反應0.5h，降溫至45℃加入氨水調節(jié)pH值為6～8，即可。本發(fā)明乳液的聚合過程中減少單體預乳化的步驟，操作更加簡單，降低了能耗，提高了工作效率，同時乳液性能優(yōu)異，具有優(yōu)秀的耐水白特點。
【專利說明】透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及聚丙烯酸酯乳液的合成方法，具體涉及一種透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法。
【背景技術】
[0002]鍍鋁紙具有獨特的金屬光澤、印刷適應性、可回收性等優(yōu)勢，廣泛用于食品、煙酒、 日用品、禮品等各類包裝材料上。直接真空鍍鋁紙的工藝是預先在紙表面上涂布一層鍍鋁涂料，干燥成膜后將紙置于真空鍍鋁機，在其表面進行直接鍍鋁，最后在真空鍍鋁涂層上涂布著色層或保護層。
[0003]傳統(tǒng)的乳液聚合方法是采用非聚合型乳化劑作為合成用乳化劑，先將單體預乳化后再滴加到有種子乳液或沒有種子乳液的反應釜中進行聚合。由于乳液聚合中含有親水性的乳化劑，乳液涂布在鍍鋁涂層后，親水乳化劑會吸附空氣中的水汽，導致涂膜出現發(fā)白， 色澤變暗，影響外觀等現象。
[0004]通過對現有文獻的檢索發(fā)現，中國專利CN201110457958.X提出采用核殼聚合工藝，并在殼層加入有機硅共聚改性，提高耐水性。此種方法采用單體預乳化的核殼聚合工藝、聚合過程復雜，加入有機硅單體，聚合過程不容易控制。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術存在的不足提供一種透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法。本發(fā)明的乳液主要用于著色層或保護層涂料，對鍍鋁層提供保護或裝飾作用，是一種用于直接鍍鋁涂層上的耐水白性的保護層或著色層用乳液；與目前采用的聚合技術相比，本發(fā)明乳液的合成方法的聚合過程中減少單體預乳化的步驟，工藝流程縮短，操作更加簡單，降低了能耗，提高了工作效率，同時乳液性能優(yōu)異，具有優(yōu)秀的耐水白特點。
[0006]本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現:
[0007]本發(fā)明涉及一種透明`耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，包括如下步驟:
[0008]步驟A、將乳化劑、軟單體、硬單體和功能單體混合均勻得到含有乳化劑的單體混合液；
[0009]步驟B、反應釜中加入去離子水，加熱至配方要求溫度(多為78~82°C)時，加入引發(fā)劑中的30wt %~50wt %，攪拌5分鐘，直接滴加所述含有乳化劑的單體混合液，滴加時間2~5小時；在滴加所述含有乳化劑的單體混合液30分鐘后，滴加余下的引發(fā)劑，滴加時間2~5小時，控制反應溫度70~90°C，保溫0.5~I小時；
[0010]步驟C、保溫結束后，降溫至60°C加入叔丁基過氧化氫、甲醛合次硫酸氫鈉水溶液，繼續(xù)反應0.5小時，降溫至45°C時加入氨水調節(jié)乳液pH值為6~8，即得所述透明耐水白聚丙烯酸酯乳液。
[0011]優(yōu)選的，所述軟單體、硬單體、功能單體、乳化劑、引發(fā)劑、去離子水占所述透明耐水白聚丙烯酸酯乳液總重的重量百分比含量分別為10~40%、10~40%、1~10%、1~ 5%,0.1 ~3%、40 ~60%。
[0012]所述叔丁基過氧化氫、甲醛合次硫酸氫鈉水溶液適量，優(yōu)選占所述透明耐水白聚丙烯酸酯乳液總重的重量百分比含量分別為0.05~0.1%、0.05~0.1%。
[0013]優(yōu)選的，所述軟單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯中的一種或兩種的混合。
[0014]優(yōu)選的，所述硬單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯中的一種或幾種。
[0015]優(yōu)選的，所述硬單體為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯中的一種或兩種的混合。
[0016]優(yōu)選的，所述功能單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、 甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯中的一種或幾種。
[0017]優(yōu)選的，所述功能單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯中的一種或幾種。
[0018]優(yōu)選的，所述乳化劑為含有雙鍵的陰離子乳化劑或非離子乳化劑。
[0019]優(yōu)選的，所述乳化劑為烯丙氧基聚氧乙烯醚硫酸銨、烯丙氧基聚氧乙烯醚、烯丙氧基壬基苯酚聚氧乙烯醚硫酸銨、烯丙氧基壬基苯酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
[0020]優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨中的一種或幾種。
[0021]與現有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0022](I)與現有聚合技術相比，本發(fā)明采用乳化劑與單體直接混合滴加工藝，減少單體與乳化劑先制備預乳化液后再滴加的操作步驟，縮短工藝流程，操作更加簡單。
[0023](2)采用可聚合乳化劑直接將單體和乳化劑聚合在高分子鏈上，限制了乳化劑的遷移，提高了透明耐水性。傳統(tǒng)的乳化劑不含有乙烯雙鍵結構，是通過吸附作用富集在乳膠粒表面，乳化劑在乳膠粒表面和水相之間存在著吸附與解析的平衡。在乳液成膜時，普通乳化劑可以通過遷移、聚集而形成親水性區(qū)域，引起聚合物的耐水性下降，乳液涂膜發(fā)白。而使用反應性乳化劑，大部分乳化劑分子可以通過聚合反應鍵合在分子鏈上，減少了乳化劑以小分子的存在形式，避免乳化劑的解吸、遷移和聚集，從而提高了乳液涂膜的耐水白性。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0025]實施例1
[0026]本實施例的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，包括如下步驟:
[0027]步驟八、將IKg烯丙氧基聚氧乙烯醚硫酸銨、IKg甲基丙烯酸、20Kg丙烯酸丁酯、 20Kg甲基丙烯酸甲酯、2Kg丙烯酸羥乙酯，加入到混合釜中攪拌30分鐘以上制備乳化劑與單體的混合溶液，備用。
[0028]步驟B、將50Kg去離子水加入到反應釜中，升溫，溫度控制在78~82°C。加入 0.1Kg過硫酸鉀，攪拌5分鐘，直接滴加含有乳化劑的單體溶液，滴加時間2~5小時，在滴加單體混合液30分鐘后，滴加0.1Kg過硫酸鉀引發(fā)劑溶液，滴加時間3小時，反應溫度控制在80~85°C，保溫0.5小時。[0029]步驟C、保溫結束后，降低溫度到60°C加入叔丁基過氧化氫0.05公斤、甲醛合次硫酸氫鈉0.05公斤，繼續(xù)反應0.5小時，降溫45°C加入氨水調節(jié)乳液pH值到6~8之間后出料，即可。
[0030]實施例2
[0031]本實施例的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，包括如下步驟:
[0032]步驟Ajf 2Kg烯丙氧基壬基苯酚聚氧乙烯醚硫酸銨、IKg丙烯酸、IKg丙烯酸2_乙基己酯、20Kg苯乙烯、20Kg丙烯酸丁酯，2Kg丙烯酸羥乙酯，加入到預乳化釜中攪拌30分鐘以上制備乳化劑與單體的混合溶液，備用。
[0033]步驟B、將50Kg去離子水加入到反應釜中，升溫，溫度控制在78~82°C。加入
0.1Kg過硫酸鉀，攪拌5分鐘，直接滴加含有乳化劑的單體溶液，滴加時間2~5小時，在滴加單體混合液30分鐘后，滴加0.1Kg過硫酸鉀引發(fā)劑溶液，滴加時間3小時，反應溫度控制在80~85°C，保溫0.5小時。
[0034]步驟C、保溫結束后，降低溫度到60°C加入叔丁基過氧化氫0.05公斤、甲醛合次硫酸氫鈉0.05公斤，繼續(xù)反應0.5小時，降溫45°C加入氨水調節(jié)乳液pH值到6~8之間后出料，即可。
[0035]實施例3
[0036]本實施例的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，包括如下步驟:
[0037]步驟A、將2.5Kg烯丙氧基聚氧乙烯醚硫酸銨、2.5Kg烯丙氧基聚氧乙烯醚，11.8Kg 丙烯酸丁酯、IOKg甲基丙烯酸、4Kg苯乙烯、6Kg甲基丙烯酸甲酯，加入到混合釜中攪拌30分鐘以上制備乳化劑與單體的混合溶液，備用。
[0038]步驟B、將60Kg去離子水加入到反應釜中，升溫，溫度控制在78°C。加入IKg過硫酸銨，攪拌5分鐘，直接滴加含有乳化劑的單體溶液，滴加時間3小時。在滴加單體混合液 30分鐘后，滴加2Kg過硫酸鉀引發(fā)劑溶液，滴加時間3小時，反應溫度控制在80°C，保溫0.8 小時。
`[0039]步驟C、保溫結束后，降低溫度到60°C加入叔丁基過氧化氫0.1公斤、甲醛合次硫酸氫鈉0.1公斤，繼續(xù)反應0.5小時，降溫45°C加入氨水調節(jié)乳液pH值到6~8之間后出料，即可。
[0040]實施例4
[0041]本實施例的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，包括如下步驟:
[0042]步驟A、將0.4Kg烯丙氧基聚氧乙烯醚、0.6Kg烯丙氧基壬基苯酹聚氧乙烯醚硫酸銨、IKg丙烯酸羥丙酯、IOKg丙烯酸2-乙基己酯、20Kg甲基丙烯酸乙酯、20Kg醋酸乙烯酯， 加入到混合釜中攪拌30分鐘以上制備乳化劑與單體的混合溶液，備用。
[0043]步驟B、將47.8Kg去離子水加入到反應釜中，升溫，溫度控制在82°C。加入0.05Kg 過硫酸鈉，攪拌5分鐘，直接滴加含有乳化劑的單體溶液，滴加時間5小時，在滴加單體混合液30分鐘后，滴加0.05Kg過硫酸鈉引發(fā)劑溶液，滴加時間5小時，反應溫度控制在85°C，保溫I小時。
[0044]步驟C、保溫結束后，降低溫度到60°C加入叔丁基過氧化氫0.05公斤、甲醛合次硫酸氫鈉0.05公斤，繼續(xù)反應0.5小時，降溫45°C加入氨水調節(jié)乳液pH值到6~8之間后出料，即可。[0045]實施例5
[0046]本實施例的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，包括如下步驟:
[0047]步驟A、將2Kg烯丙氧基壬基苯酹聚氧乙烯醚、IKg丙烯酸、20Kg丙烯酸2_乙基己酯、6Kg苯乙烯、6.8Kg甲基丙烯酸甲酯、20Kg丙烯酸丁酯，3Kg甲基丙烯酸,加入到預乳化爸中攪拌30分鐘以上制備乳化劑與單體的混合溶液，備用。
[0048]步驟B、將40Kg去離子水加入到反應釜中，升溫，溫度控制在78~82°C。加入
0.5Kg過硫酸鉀，攪拌5分鐘，直接滴加含有乳化劑的單體溶液，滴加時間2~5小時，在滴加單體混合液30分鐘后，滴加0.5Kg過硫酸鉀引發(fā)劑溶液，滴加時間3小時，反應溫度控制在80~85°C，保溫0.5小時。
[0049]步驟C、保溫結束后，降低溫度到60°C加入叔丁基過氧化氫0.1公斤、甲醛合次硫酸氫鈉0.1公斤，繼續(xù)反應0.5小時，降溫45°C加入氨水調節(jié)乳液pH值到6~8之間后出料，即可。
[0050]對比例I
[0051]本對比例同實施例1，所不同之處在于:采用的乳化劑為不含有乙烯雙鍵結構的傳統(tǒng)乳化劑，乳化劑C0-436，壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨鹽，羅地亞公司產品。
[0052]對本對比例與實施例1制得的聚丙烯酸酯乳液進行性能測試。測試方法如下:
[0053](I)耐水白性:將乳液涂布在玻璃板上，120度烘箱烘干成膜，成膜厚度在25iim。 將涂有成膜的玻璃板放入去離子水中，25°C，放置24小時后，取出。觀察表面情況。
[0054](2)涂膜吸水率:將玻璃板干燥后稱重，記錄質量ml，將乳液涂布在玻璃板上，120 度烘箱烘干成膜，成膜厚度在25 ym，稱重，記錄質量m2。將涂有成膜的玻璃板放入去離子水中，25°C。放置24小時后,取出，用濾紙輕輕吸掉表面水分,稱重,記錄質量m3。涂膜吸水率=(m3-m2)`/(m2-ml)X100 %?
[0055]測試結果如表1所示:
[0056]表1
[0057]
【權利要求】
1.一種透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，其特征在于，包括如下步驟:步驟A、將乳化劑、軟單體、硬單體和功能單體混合均勻得到含有乳化劑的單體混合液；步驟B、反應釜中加入去離子水，加熱至配方要求溫度時，加入引發(fā)劑中的30wt%~ 50wt%,攪拌5分鐘，直接滴加所述含有乳化劑的單體混合液，滴加時間2~5小時；在滴加所述含有乳化劑的單體混合液30分鐘后，滴加余下的引發(fā)劑，滴加時間2~5小時，控制反應溫度70~90°C，保溫0.5~I小時；步驟C、保溫結束后，降溫至60°C加入叔丁基過氧化氫、甲醛合次硫酸氫鈉，繼續(xù)反應 0.5小時，降溫至45°C時加入氨水調節(jié)乳液pH值為6~8，即得所述透明耐水白聚丙烯酸酯乳液。
2.根據權利要求1所述的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，其特征在于，所述軟單體、硬單體、功能單體、乳化劑、引發(fā)劑、去離子水占所述透明耐水白聚丙烯酸酯乳液總重的重量百分比含量分別為10~40%、10~40%、1~10%、1~5%、0.1~3%、40~ 60%。
3.根據權利要求1或2所述的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，其特征在于，所述軟單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯中的一種或兩種的混合。
4.根據權利要求1或2所述的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，其特征在于，所述硬單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、 本乙稀、醋酸乙稀酷中的一種或幾種。
5.根據權利要求4所述的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，其特征在于，所述硬單體為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯中的一種或兩種的混合。
6.根據權利要求1或2所述的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，其特征在于，所述功能單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙`酯、甲基丙烯酸羥丙酯、 丙烯酸羥丙酯中的一種或幾種。
7.根據權利要求6所述的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，其特征在于，所述功能單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯中的一種或幾種。
8.根據權利要求1或2所述的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，其特征在于，所述乳化劑為含有雙鍵的陰離子乳化劑或非離子乳化劑。
9.根據權利要求8所述的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，其特征在于，所述乳化劑為烯丙氧基聚氧乙烯醚硫酸銨、烯丙氧基聚氧乙烯醚、烯丙氧基壬基苯酚聚氧乙烯醚硫酸銨、烯丙氧基壬基苯酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
10.根據權利要求1或2所述的透明耐水白聚丙烯酸酯乳液的合成方法，其特征在于， 所述引發(fā)劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨中的一種或幾種。
【文檔編號】C08F220/14GK103554344SQ201310463841
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】虞明東, 王玉春, 謝允斌 申請人:上海乘鷹新材料有限公司, 上海維凱化學品有限公司