醋酸乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液，同時(shí)還提供了無皂乳液的制備方法，具有定性能好，成膜性質(zhì)好，抗拉伸強(qiáng)度高，屬高分子膠黏劑材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)乳液聚合是單體在乳化劑作用和機(jī)械攪拌下，在水中分散成乳液狀態(tài)進(jìn)行的聚合反應(yīng)。乳液聚合體系粘度低、易散熱;具有高的反應(yīng)速率；以水作介質(zhì)易傳熱控溫;所用設(shè)備工藝簡(jiǎn)單、操作方便靈活。但是乳液聚合也存在許多不足。要得到固體聚合物的后處理麻煩，成本較高;乳化劑殘留物難以除盡并且對(duì)膠膜的致密性、耐水性、附著力和光澤等都存在一定的影響；乳化劑會(huì)造成環(huán)境污染，并且通常價(jià)格較貴，使用乳化劑會(huì)增加產(chǎn)品成本。
[0003]無皂乳液聚合無皂乳液聚合是在傳統(tǒng)乳液聚合基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，是指在反應(yīng)過程中完全不加入花季或僅加入微量乳化劑(小于臨界膠束濃度CMC)的乳液聚合過程。無皂乳液聚合由于避免了乳化劑存在下的隔離、吸水、滲出等作用，能得到單一分散、表面潔凈的膠乳粒子，同時(shí)消除了乳化劑對(duì)環(huán)境的污染，無皂聚合乳液的穩(wěn)定性通過共聚單體在乳膠粒表面形成帶電層而實(shí)現(xiàn)。在環(huán)境備受關(guān)注的今天，無皂乳液聚合已日益受到重視，已被廣泛地應(yīng)用于膠體粒子性質(zhì)的研究。無皂乳液聚合主要方法有:“引發(fā)劑碎片發(fā)”、“水溶性單體共聚法”和“離子型單體共聚法”等。
[0004]醋丙乳液膠黏劑屬于應(yīng)用很廣泛的一類乳液型膠黏劑，其擁有較高的透明度和優(yōu)越的耐老化性能，通常所用無皂醋丙乳液以醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯為單體進(jìn)行二元無皂乳液聚合，因兩種單體的競(jìng)聚率相差較大，所得無皂醋丙乳液的穩(wěn)定性和耐水性能非常差；因此為解決二元無皂醋丙乳液穩(wěn)定性不良的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液，解決了傳統(tǒng)的二元無皂醋丙乳液穩(wěn)定性不良的問題。
[0006]本發(fā)明的內(nèi)容是制備一種綠色環(huán)保、穩(wěn)定性、粘結(jié)性等各方面性能良好的三元無皂醋丙乳液。
[0007]本發(fā)明所提供的一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液，其特征在于是主要由以下原料按重量份數(shù)比制成的:
乙酸乙烯酯12?16、丙烯酸丁酯4?8、丙烯酸0.5?1.5、非離子型共聚單體0.084?0.21、陰離子型共聚單體0.042-0.126、引發(fā)劑10.168-10.252。
[0008]本發(fā)明所提供的一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液的制備方法，包括以下步驟:
I)在非離子型共聚單體、陰離子型共聚單體中加入30?40份的去離子水，均勻混合后在76?84°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得混合共聚單體；
2)將乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸按比例混合均勻得混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發(fā)劑;所述引發(fā)劑是由過硫酸銨與去離子水按(0.168-0.252): 10的質(zhì)量份數(shù)比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續(xù)緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發(fā)劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時(shí)；
4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)乳液pH在7?8，過濾收料。
[0009]本發(fā)明的積極效果在于:通過加入丙烯酸功能性單體制備三元無皂醋丙乳液，利用陰-非離子型反應(yīng)性共聚體系進(jìn)行三元無皂乳液聚合;產(chǎn)品色澤為乳白色，有藍(lán)光;具有良好的耐水性、致密性、穩(wěn)定性、粘結(jié)性，無毒無腐蝕性，避免了乳化劑對(duì)環(huán)境的影響，且原材料易得，成本，制備方法簡(jiǎn)便。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1:
1)將非離子型共聚單體甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.084g和陰離子型共聚單體甲基丙烯磺酸鈉0.042g用30g去離子水將其均勻混合后在76°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得到混合共聚單體；
2)將聚合單體乙酸乙烯酯12g、丙烯酸丁酯Sg、丙烯酸按0.5g均勻混合得到混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發(fā)劑;所述引發(fā)劑是由過硫酸銨與去離子水按0.168:10的質(zhì)量份數(shù)比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續(xù)緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發(fā)劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時(shí)；
4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)乳液pH在7?8，過濾收料。
[0011]制得的三元無皂醋丙乳液固含量為21.6%，凝膠率為3.58%，平均粒徑為1.05μπι。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)出了:三元無皂醋丙乳液的色澤為乳白色，有藍(lán)光;三元無皂醋丙乳液的PH穩(wěn)定性、鈣離子穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性等穩(wěn)定性能優(yōu)良；三元無皂醋丙乳液的耐水性、致密性以及粘結(jié)性能優(yōu)良。
[0013]實(shí)施例2:
1)將非離子型共聚單體甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.116g和陰離子型共聚單體甲基丙烯磺酸鈉0.21g用30g去離子水將其均勻混合后在84°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得到混合共聚單體；
2)將聚合單體乙酸乙烯酯13g、丙烯酸丁酯7g、丙烯酸按0.75g均勻混合得到混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發(fā)劑;所述引發(fā)劑是由過硫酸銨與去離子水按0.105:10的質(zhì)量份數(shù)比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續(xù)緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發(fā)劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時(shí)；
4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)乳液pH在7?8，過濾收料。
[0014]制得的三元無皂醋丙乳液固含量為18.83%，凝膠率為0.36%，平均粒徑為0.89μπι。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)出了:三元無皂醋丙乳液的色澤為乳白色，有藍(lán)光;三元無皂醋丙乳液的pH穩(wěn)定性、鈣離子穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性等穩(wěn)定性能優(yōu)良；三元無皂醋丙乳液的耐水性、致密性以及粘結(jié)性能優(yōu)良。
[0016]實(shí)施例3:
1)將非離子型共聚單體甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.147g和陰離子型共聚單體甲基丙烯磺酸鈉0.063g用30g去離子水將其均勻混合后在82°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得到混合共聚單體；
2)將聚合單體乙酸乙烯酯14g、丙烯酸丁酯6g、丙烯酸按Ig均勻混合得到混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發(fā)劑;所述引發(fā)劑是由過硫酸銨與去離子水按0.252:10的質(zhì)量份數(shù)比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續(xù)緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發(fā)劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時(shí)；
4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)乳液pH在7?8，過濾收料。
[0017]制得的三元無皂醋丙乳液固含量為19.90%，凝膠率為0.25%，平均粒徑為0.31μπι。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)出了:三元無皂醋丙乳液的色澤為乳白色，有藍(lán)光;三元無皂醋丙乳液的PH穩(wěn)定性、鈣離子穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性等穩(wěn)定性能優(yōu)良；三元無皂醋丙乳液的耐水性、致密性以及粘結(jié)性能優(yōu)良。
[0019]實(shí)施例4:
1)將非離子型共聚單體甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.179g和陰離子型共聚單體甲基丙烯磺酸鈉0.126g用30g去離子水將其均勻混合后在80°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得到混合共聚單體；
2)將聚合單體乙酸乙烯酯15g、丙烯酸丁酯5g、丙烯酸按1.25g均勻混合得到混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發(fā)劑;所述引發(fā)劑是由過硫酸銨與去離子水按0.189:10的質(zhì)量份數(shù)比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續(xù)緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發(fā)劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時(shí)；
4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)乳液pH在7?8，過濾收料。
[0020]制得的三元無皂醋丙乳液固含量為18.09，凝膠率為0.01%，平均粒徑為0.32μπι。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)出了:三元無皂醋丙乳液的色澤為乳白色，有藍(lán)光;三元無皂醋丙乳液的PH穩(wěn)定性、鈣離子穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性等穩(wěn)定性能優(yōu)良；三元無皂醋丙乳液的耐水性、致密性以及粘結(jié)性能優(yōu)良。
[0022]實(shí)施例5:
1)將非離子型共聚單體甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.21g和陰離子型共聚單體甲基丙烯磺酸鈉0.084g用30g去離子水將其均勻混合后在78°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得到混合共聚單體；
2)將聚合單體乙酸乙烯酯16g、丙烯酸丁酯4g、丙烯酸按1.5g均勻混合得到混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發(fā)劑;所述引發(fā)劑是由過硫酸銨與去離子水按0.231:10的質(zhì)量份數(shù)比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續(xù)緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發(fā)劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時(shí)； 4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)乳液pH在7?8，過濾收料。
[0023]制得的三元無皂醋丙乳液固含量為18.27%，凝膠率為0.3%，平均粒徑為0.60μπι。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)出了:三元無皂醋丙乳液的色澤為乳白色，有藍(lán)光;三元無皂醋丙乳液的PH穩(wěn)定性、鈣離子穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性等穩(wěn)定性能優(yōu)良；三元無皂醋丙乳液的耐水性、致密性以及粘結(jié)性能優(yōu)良。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液，其特征在于是主要由以下原料按重量份數(shù)比制成的: 乙酸乙烯酯12?16、丙烯酸丁酯4?8、丙烯酸0.5-1.5、非離子型共聚單體0.084-0.21、陰離子型共聚單體0.042-0.126、引發(fā)劑10.168-10.252。2.權(quán)利要求1所述的一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液的制備方法，包括以下步驟: 1)在非離子型共聚單體、陰離子型共聚單體中加入30?40份的去離子水，均勻混合后在76?84°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得混合共聚單體； 2)將乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸按比例混合均勻得混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發(fā)劑;所述引發(fā)劑是由過硫酸銨與去離子水按(0.168-0.252): 10的質(zhì)量份數(shù)比配制成的； 3)在步驟2)混合共聚單體中繼續(xù)緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發(fā)劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時(shí)； 4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)乳液pH在7?8，過濾收料。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液，通過加入丙烯酸功能性單體制備三元無皂醋丙乳液，利用陰-非離子型反應(yīng)性共聚體系進(jìn)行三元無皂乳液聚合；產(chǎn)品色澤為乳白色，有藍(lán)光；具有良好的耐水性、致密性、穩(wěn)定性、粘結(jié)性，無毒無腐蝕性，避免了乳化劑對(duì)環(huán)境的影響，解決了傳統(tǒng)的二元無皂醋丙乳液穩(wěn)定性不良的問題，且原材料易得，成本，制備方法簡(jiǎn)便。
【IPC分類】C08F220/18, C08F2/22, C08F218/08, C08F220/06, C08F228/02, C08F283/06
【公開號(hào)】CN105601835
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510791989
【發(fā)明人】肖力光, 張猛, 胡洪亮
【申請(qǐng)人】吉林建筑大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年11月18日