聚合乳液的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚合乳液的制備方法，其包括如下步驟：S1.向第一反應(yīng)容器中加入水，向第二反應(yīng)容器中投入表面活性劑、以及若干單體，進(jìn)行預(yù)乳化；S2.提供引發(fā)劑，將部分引發(fā)劑與所述預(yù)乳化液混合，并將混合液滴加到第一反應(yīng)容器中，再向第一反應(yīng)容器中加入剩余的引發(fā)劑，獲得聚合乳液；S3.將水溶性溶劑加入到聚合乳液中，對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理；S4.將吸附劑加入到所述混合溶液中，充分?jǐn)嚢?，然后將加入的吸附劑除去。本發(fā)明的聚合乳液的制備方法不需要改變反應(yīng)的條件，可確保乳液以定常狀態(tài)完成反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生乳液安定性被破壞的問題。此外，本發(fā)明的聚合乳液的制備方法也不用為促使殘留單體反應(yīng)，而添加氧化還原劑，造成乳液中不純物質(zhì)的增加。
【專利說明】聚合乳液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備方法，特別是涉及一種聚合乳液的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈等單體在水性介質(zhì)中以乳化聚合的方式可得到聚合的乳液，該乳液可廣泛應(yīng)用于涂料、粘膠劑等領(lǐng)域中。但是在乳液制備過程中，通常會(huì)有未能反應(yīng)的單體殘留在乳液中。在利用殘留有單體的乳液進(jìn)行涂布時(shí)，涂布的粘膠劑會(huì)發(fā)出異味，這樣，不但會(huì)對(duì)工作、生活環(huán)境造成污染，而且還會(huì)危害到人們的身體健康。
[0003]目前，清除乳液中殘留單體的方法有:(1)通過改變反應(yīng)條件、反應(yīng)參數(shù)、加入催化劑等的化學(xué)方法；(2)對(duì)上述乳液通入水蒸氣進(jìn)行蒸餾的物理方法。
[0004]其中，化學(xué)方法需要提高反應(yīng)溫度，加入氧化還原劑進(jìn)行強(qiáng)制反應(yīng)，此方法對(duì)乳液的安定性有影響，且加入的催化劑無法分離從而導(dǎo)致乳液性能的下降，并且無法將乳液的最終殘留單體濃度控制在500ppm以下。物理方法則需要通入高溫水蒸氣，外部加溫進(jìn)行水蒸氣蒸餾，對(duì)乳液粒子在水中分散安定性有很大影響，導(dǎo)致乳液接皮，粒子凝集凝膠。如此不僅操作性差，且處理后樹脂乳液固含量下降收率差。
[0005]因此，針對(duì)上述問題有必要提供一種改良的聚合乳液的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種聚合乳液的制備方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的聚合乳液的制備方法包括:`[0008]S1.向第一反應(yīng)容器中加入水，并升溫，向第二反應(yīng)容器中投入表面活性劑、以及若干單體，進(jìn)行預(yù)乳化，形成預(yù)乳化液；
[0009]S2.提供引發(fā)劑的水溶液，將部分引發(fā)劑的水溶液與所述預(yù)乳化液混合，形成混合液，并將混合液滴加到第一反應(yīng)容器中，滴加完畢后再向第一反應(yīng)容器中加入剩余的引發(fā)劑的水溶液，獲得含有殘留單體的聚合乳液；
[0010]S3.將水溶解度至少為10%的水溶性溶劑加入到S2中的聚合乳液中，對(duì)聚合乳液進(jìn)行預(yù)處理，聚合乳液與水溶性溶劑形成混合溶液；
[0011]S4.將吸附劑加入到所述混合溶液中，充分?jǐn)嚢?，然后將加入的吸附劑除去，獲得最終的聚合乳液。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水溶性溶劑與聚合乳液的質(zhì)量比為1%~10%。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述吸附劑與聚合乳液的質(zhì)量比為0.5%~10%。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水溶性溶劑進(jìn)行的預(yù)處理為槽式處理、或連續(xù)式處理。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述預(yù)處理的時(shí)間至少為0.5h。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述吸附劑為活性炭、硅藻土、硅酸鹽、或鋁酸鹽。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述吸附劑為活性炭時(shí)，所述活性炭的粒徑小于0.1mm0
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，除去吸附劑的方法為過濾方式、或離心沉淀方式。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述除去吸附劑的方法為過濾方式時(shí)，硅藻土過濾層中硅藻土的粒徑范圍為:50~1000 μ m。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述除去吸附劑的方法為過濾方式時(shí)，硅藻土過濾層中硅藻土的粒徑范圍為:100~400 μ m。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的聚合乳液的制備方法不需要改變反應(yīng)的條件，可確保乳液以定常狀態(tài)完成反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生乳液安定性被破壞的問題。此外，本發(fā)明的聚合乳液的制備方法也不用為促使殘留單體反應(yīng)，而添加氧化還原劑，造成乳液中不純物質(zhì)的增加。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明的聚合乳液的制備方法一【具體實(shí)施方式】的方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示，本發(fā)明公開一種聚合乳液的制備方法，該制備方法包括如下步驟:
[0025]S1.向第一反應(yīng)容器中加入水，并升溫，向第二反應(yīng)容器中投入表面活性劑、以及若干單體，進(jìn)行預(yù)乳化，形成預(yù)乳化液。
[0026]本實(shí)施方式中，可使用配備有攪拌槳，冷凝器，滴加槽的燒瓶作為反應(yīng)的容器，從而，燒瓶的瓶體形成第一反應(yīng)容器，滴加槽形成第二反應(yīng)容器。制備聚合乳液時(shí)，向燒瓶中加入600份水，升溫至80°C。再向滴加槽中加入水300份、十二烷基苯磺酸鈉43份、甲基丙烯酸甲酯150份、丙烯酸丁酯500份、苯乙烯340份、甲基丙烯酸10份進(jìn)行預(yù)乳化，形成預(yù)乳化液。
[0027]S2.提供引發(fā)劑的水溶液，將部分引發(fā)劑的水溶液與所述預(yù)乳化液混合，形成混合液，并將混合液滴加到第一反應(yīng)容器中，滴加完畢后再向第一反應(yīng)容器中加入剩余的引發(fā)劑的水溶液，獲得含有殘留單體的聚合乳液。
[0028]具體地，所述引發(fā)劑可以為過硫酸銨。過硫酸銨與預(yù)乳化液進(jìn)行混合時(shí)，首先，將60份的質(zhì)量比為5%的過硫酸銨與預(yù)乳化液進(jìn)行混合，將形成的混合液在4小時(shí)內(nèi)勻速滴加到燒瓶中。然后再將40份的質(zhì)量比為5%的過硫酸銨加入到燒瓶中，熟化I小時(shí)，得到了固含量為50% (質(zhì)量份)丙烯酸乳液。
[0029]S3.將水溶解度至少 為10%的水溶性溶劑加入到S2中的聚合乳液中，對(duì)聚合乳液進(jìn)行預(yù)處理，聚合乳液與水溶性溶劑形成混合溶液。其中，預(yù)處理的時(shí)間至少為0.5h，預(yù)處理時(shí)，可在常溫下進(jìn)行，也可在加熱條件下進(jìn)行。
[0030]S4.將吸附劑加入到所述混合溶液中，充分?jǐn)嚢瑁缓髮⒓尤氲奈絼┏?，獲得最終的聚合乳液。[0031]其中，所述吸附劑為活性炭、硅藻土、硅酸鹽、或鋁酸鹽。優(yōu)選地，所述吸附劑為活性炭，此時(shí)，所述活性炭為粒徑小于0.1mm的活性炭粉末,相比粒狀活性炭,粉末活性炭的表面積大，所以吸附速度快，效率高，效果好。進(jìn)行吸附處理時(shí)，可在常溫下進(jìn)行，也可在加熱條件下進(jìn)行。加熱時(shí)，加溫溫度以不超過80°C為準(zhǔn)，優(yōu)選不超過60°C。因?yàn)?，超過80°C乳液易發(fā)生結(jié)皮，不利于生產(chǎn)操作。
[0032]需要說明的是，上述利用水溶性溶劑對(duì)聚合乳液進(jìn)行預(yù)處理的目的在于，因?yàn)闅埩魡误w為丙烯酸酯類或甲基丙烯酸甲酯類，其多為高疏水親油性物質(zhì)，在乳液中根據(jù)辛醇水分配系數(shù)，絕大多數(shù)殘留單體位于乳液粒子中，而非存在于水相中，直接使用吸附劑進(jìn)行吸附時(shí)固液不能直接接觸，吸附效果不很理想。而加入水溶性溶劑后，殘留單體可被抽出至溶劑相中，吸附劑和溶劑接觸，溶劑中的殘留單體與吸附劑接觸幾率大，吸附效果大大提聞。
[0033]具體地，所述水溶性溶劑與聚合乳液的質(zhì)量比為1%~10%，其中，當(dāng)水溶性溶劑的使用量小于1%時(shí)，則對(duì)殘留單體抽出的效果不好，大于10%時(shí)，則乳液的安定性下降。此外，所述水溶性溶劑進(jìn)行的預(yù)處理為槽式處理、或連續(xù)式處理。其中，所述槽式處理為:在反應(yīng)釜中加入需處理的全部樹脂乳液后，將所需吸附劑加入此反應(yīng)釜，攪拌處理預(yù)定時(shí)間后除去吸附劑，將乳液出料，一般用于小量處理；所謂連續(xù)處理為:將吸附劑制成吸附塔，將需處理的樹脂乳液供向吸附塔一端，吸附塔另一端則排出處理好的乳液，直到吸附劑失效或到預(yù)定使用時(shí)間，一般用于大量處理。當(dāng)為單槽式處理時(shí)，處理時(shí)間為0.5小時(shí)以上，優(yōu)選為1.0小時(shí)以上。當(dāng)為連續(xù)式處理時(shí)，處理時(shí)間為0.5小時(shí)以上，優(yōu)選為1.0小時(shí)以上。
[0034]所述吸附劑與聚合乳液的質(zhì)量比為0.5%~10%。其中，當(dāng)所述吸附劑的用量小于
0.5%時(shí)，則吸附效果不理性，當(dāng)所述吸附劑的用量大于10%時(shí)，則經(jīng)濟(jì)性較差。
[0035]進(jìn)一步地，上述除去吸附劑的方法為過濾方式、或離心沉淀方式。所述除去吸附劑的方法為過濾方式時(shí),硅藻土過濾層中硅藻土的粒徑范圍為:50~1000 μ m，優(yōu)選為100~400 μ m。采用離心沉淀方式時(shí)，根據(jù)離心半徑選擇轉(zhuǎn)速，以不影響乳液粒子的安定分散為標(biāo)準(zhǔn)。`
[0036]下面結(jié)合幾個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的聚合乳液的制備方法中S3步驟和S4步驟進(jìn)行舉例說明。
[0037]實(shí)施例1
[0038]本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于S3、S4步驟，聚合乳液為丙烯酸乳液，水溶性溶劑為乙醇，吸附劑為型號(hào)為“太閣K” (futamura社制造)的活性炭粉末。
[0039]向制備獲得的100g丙烯酸乳液中加入乙醇Ig混合lh，進(jìn)行預(yù)處理，然后投入型號(hào)為“太閣K”的活性炭粉末lg，攪拌0.5小時(shí)后，加入50 μ m的硅藻土 5g后加壓過濾，除去活性炭。除去活性炭的乳液用GC測(cè)試殘留的丙烯酸丁酯和苯乙烯的濃度。
[0040]實(shí)施例2
[0041 ] 本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于S3、S4步驟，聚合乳液為丙烯酸乳液，水溶性溶劑為乙醇，吸附劑為型號(hào)為“太閣K”的活性炭粉末。
[0042]向制備獲得的100g丙烯酸乳液中加入乙醇IOg混合lh，進(jìn)行預(yù)處理，然后投入型號(hào)為“太閣K”的活性炭粉末lg，攪拌0.5小時(shí)后，加入100 μ m的硅藻土 5g后加壓過濾，除去活性炭。除去活性炭的乳液用GC測(cè)試殘留的丙烯酸丁酯和苯乙烯的濃度。[0043]實(shí)施例3
[0044]本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于S3、S4步驟，聚合乳液為丙烯酸乳液，水溶性溶劑為乙醇，吸附劑為型號(hào)為“太閣K”的活性炭粉末。
[0045]向制備獲得的100g丙烯酸乳液中加入乙醇IOg混合I小時(shí)，進(jìn)行預(yù)處理，然后投入型號(hào)為“太閣K”的活性炭粉末10g，攪拌0.5小時(shí)后，加入400 μ m的硅藻土 5g后加壓過濾，除去活性炭。除去活性炭的乳液用GC測(cè)試殘留的丙烯酸丁酯和苯乙烯的濃度。
[0046]實(shí)施例4
[0047]本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于S3、S4步驟，聚合乳液為丙烯酸乳液，水溶性溶劑為乙醇，吸附劑為型號(hào)為“白鷺WH2C K”(JEChem社制造)的活性炭粉末。
[0048]向制備獲得的100g丙烯酸乳液中，加入乙醇IOg混合I小時(shí)，進(jìn)行預(yù)處理，然后投入型號(hào)為“白鷺WH2C”的活性炭粉末lg，攪拌3小時(shí)后，使用離心機(jī)將粒狀活性炭除去。除去活性炭的乳液用GC測(cè)試殘留的丙烯酸丁酯和苯乙烯的濃度。
[0049]實(shí)施例5
[0050]本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于S3、S4步驟，聚合乳液為丙烯酸乳液，水溶性溶劑為丙酮，吸附劑為型號(hào)為“太閣K”的活性炭粉末。
[0051]向制備獲得的100g丙烯酸乳液中，加入丙酮IOg混合I小時(shí)，進(jìn)行預(yù)處理，然后投入型號(hào)為“太閣K”的活性炭粉末lg，攪拌0.5小時(shí)后，加入1000 μ m的硅藻土 5g后加壓過濾，除去活性炭。除去活性炭的乳液用GC測(cè)試殘留的丙烯酸丁酯和苯乙烯的濃度。
[0052]下面結(jié)合對(duì)比例對(duì)本發(fā)明的制備方法的有益效果進(jìn)行對(duì)比說明。
[0053]對(duì)比例I
[0054]對(duì)制備獲得的1000g丙烯酸乳液，在溫度為65°C、壓力為20kPa下，以500g/h的速度通入水蒸氣處理3小時(shí)。然后用GC測(cè)試殘留的丙烯酸丁酯和苯乙烯的濃度。
[0055]比較例2
[0056]向制備獲得的100g丙烯酸乳液中，投入型號(hào)為“太閣K”的活性炭粉末lg，攪拌
0.5小時(shí)后，加入100 μ m的硅藻土 5g后加壓過濾，除去了活性炭。除去活性炭的乳液用GC測(cè)試殘留的丙烯酸丁酯和苯乙烯的濃度。
[0057]比較例3
[0058]向制備獲得的100g丙烯酸乳液中，投入型號(hào)為“白鷺WH2C”的活性炭粉末lg，攪拌3小時(shí)后，使用離心機(jī)將粒狀活性炭除去。除去活性炭的乳液用GC測(cè)試殘留的丙烯酸丁酯和苯乙烯的濃度。
[0059]上述各實(shí)施例以及比較例中，利用GC測(cè)試殘留的丙烯酸丁酯和苯乙烯的濃度的結(jié)果如下表1所示:
[0060]
【權(quán)利要求】
1.一種聚合乳液的制備方法，其特征在于，所述聚合乳液的制備方法包括如下步驟: 51.向第一反應(yīng)容器中加入水，并升溫，向第二反應(yīng)容器中投入表面活性劑、以及若干單體，進(jìn)行預(yù)乳化，形成預(yù)乳化液； 52.提供引發(fā)劑的水溶液，將部分引發(fā)劑的水溶液與所述預(yù)乳化液混合，形成混合液，并將混合液滴加到第一反應(yīng)容器中，滴加完畢后再向第一反應(yīng)容器中加入剩余的引發(fā)劑的水溶液，獲得含有殘留單體的聚合乳液； 53.將水溶解度至少為10%的水溶性溶劑加入到S2中的聚合乳液中，對(duì)聚合乳液進(jìn)行預(yù)處理，聚合乳液與水溶性溶劑形成混合溶液； 54.將吸附劑加入到所述混合溶液中，充分?jǐn)嚢瑁缓髮⒓尤氲奈絼┏?，獲得最終的聚合乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合乳液的制備方法，其特征在于，所述水溶性溶劑與聚合乳液的質(zhì)量比為1%~10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合乳液的制備方法，其特征在于，所述吸附劑與聚合乳液的質(zhì)量比為0.5%~10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合乳液的制備方法，其特征在于，所述水溶性溶劑進(jìn)行的預(yù)處理為槽式處理、或連續(xù)式處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合乳液的制備方法，其特征在于，所述預(yù)處理的時(shí)間至少為 0.5h。·
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合乳液的制備方法，其特征在于，所述吸附劑為活性炭、硅藻土、硅酸鹽、或鋁酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合乳液的制備方法，其特征在于，所述吸附劑為活性炭時(shí)，所述活性炭的粒徑小于0.1mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合乳液的制備方法，其特征在于，除去吸附劑的方法為過濾方式、或離心沉淀方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚合乳液的制備方法，其特征在于，所述除去吸附劑的方法為過濾方式時(shí)，娃藻土過濾層中娃藻土的粒徑范圍為:50~1000 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚合乳液的制備方法，其特征在于，所述除去吸附劑的方法為過濾方式時(shí)，硅藻土過濾層中硅藻土的粒徑范圍為:100~400 μ m。
【文檔編號(hào)】C08F6/16GK103819582SQ201410037729
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】陳勇彪 申請(qǐng)人:張家港康得新光電材料有限公司