改性丁苯胶乳及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料中的乳液聚合技术领域，涉及一种改性丁苯胶乳及其制备方法。包括以下步骤，A、水相预乳液的制备：在配料罐中投入水、纳米无机填料、包裹剂、乳化剂、分子量调节剂和交联剂，配置成水相预乳液；B、分段聚合反应：将聚合釜抽真空后，投入步骤A制得的部分水相预乳液、水、苯乙烯、丁二烯和引发剂，升温到75‑85℃，反应若干小时，升温至88‑92℃，继续加入丁二烯、苯乙烯、引发剂和剩余的水相预乳液，反应若干小时，升温至95℃，若干小时后，加入终止剂中止反应；C、后处理：降温至85℃以下，加入防老剂，加入液碱，调节pH值，得到成品。本改性丁苯胶乳非常适用于水泥砂浆改性用，也可应用于造纸粘合剂，纺织涂层，皮革等。

Modified butadiene styrene latex and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of emulsion polymerization in high polymer materials, and relates to a modified styrene butadiene latex and a preparation method thereof. Includes the following steps: A, aqueous pre emulsion preparation in the mixing tank into water, nano inorganic filler, coating agent, emulsifier, crosslinking agent and molecular weight regulator, configured to water pre emulsion polymerization; B, subsection: polymerizer after vacuum pumping, in step A prepared by the water phase pre water, emulsion, styrene, butadiene and initiator, heating to 75 85 DEG C, reaction temperature to 88 hours, 92 DEG C, butadiene, styrene, adding to the initiator and the remaining aqueous phase pre emulsion, reaction of several hours, heating up to 95 DEG C, several hours later, adding terminator suspension reaction; C and postprocessing: cooling to 85 DEG C, adding antioxidant, adding liquid, adjusting the pH value to obtain the finished product. The modified SBR latex is very suitable for cement mortar modification, and can also be applied to paper making adhesives, textile coatings, leather and so on.

【技术实现步骤摘要】
改性丁苯胶乳及其制备方法
本专利技术属于高分子材料中的乳液聚合
，涉及一种改性丁苯胶乳及其制备方法，主要应用于水泥改性粘合剂，也可应用于造纸粘合剂、纺织涂层、皮革等。
技术介绍
丁苯胶乳是一种较早发展，应用普遍的胶黏剂。近年来，因酸造成混泥土/砂浆腐蚀问题严重。一些国家对管道的维修费用已超过对新建管网的预算。在美国排污管道坍塌已超五十万次每年(因工厂排放或细菌对污水的酸化所致)，我现代化发展迅速，许多城市也正在面临或即将面临管道破损与渗漏问题。有些发达国家将钢丝网砂浆用于可进人管道内衬维修，进一步增强了砂浆的抗硫酸腐蚀性，也提出了复合改性砂浆的研究课题。普通硅酸盐混泥土或砂浆具有抗张强度低，抗冲击性差，粘结力小，耐化学腐蚀性差，易龟裂，防水性差，不耐磨，不抗冻等缺陷。利用在水泥中掺入聚合物的方法对水泥砂浆/混泥土进行改性，取得了良好的效果。国外对聚合物水泥砂浆的研究已超过50年，所涉及的分散聚合物有十几种以上，如丙烯酸酯类胶乳，醋酸乙烯类乳液，环氧树脂乳液等聚合物。我国聚合物水泥共混研究起步晚，常用的改性胶黏剂主要有丁腈胶乳，丙烯酸酯类胶乳和偏氯乙烯胶乳等，性价比较高。采用中固含量，高稳定性丁苯胶乳对水泥砂浆进行复合改性，既提高了水泥砂浆的耐腐蚀性、抗张强度、防水性等，性价比又低。聚合物水泥的研究必须要求丁苯胶乳有很好的化学稳定性和机械稳定性，保证能够承受水泥中溶出的钙离子和镁离子等多价离子以及砂浆搅拌时的高剪切力。人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，如中国专利文献公开了一种改性丁苯胶乳及其合成方法和应用[申请号：200810041260.8]，提供了一种改性丁苯胶乳及其合成方法，是采用如下重量百分比的原料制备的：引发剂的用量为混合单体重量的0.2-0.6％，乳化剂的用量为混合单体重量的1-2％，分散剂的用量为混合单体重量的2-4％，水用量为混合单体重量的95-105％，混合单体的组分和重量百分比含量为：异戊二烯10-85％，丁二烯0-50％，丙烯酸酯3-15％，丙烯酸2-5％，单烯烃10-20％。本专利技术的改性丁苯胶乳，固含量高，胶乳粒子均匀。上述方案的残余二烯烃含量低，无毒无气味，生产及使用操作简便安全，成膜性好，对多孔性材料和高分子钙塑材料具有优良的粘附性。但是，该方案采用有机物交联，在强度和耐腐蚀度上有待进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种改性丁苯胶乳的制备方法。本专利技术的另一目的是提供一种改性丁苯胶乳。为达到上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种改性丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤，A、水相预乳液的制备：在配料罐中投入水、纳米无机填料、包裹剂、乳化剂、分子量调节剂和交联剂，分散均匀，配置成水相预乳液；B、分段聚合反应：第一段聚合反应，将聚合釜抽真空后，投入步骤A制得的部分水相预乳液、水、苯乙烯、丁二烯和引发剂，升温到75-85℃，反应若干小时，第二段聚合反应，升温至88-92℃，继续加入丁二烯、苯乙烯、引发剂和剩余的水相预乳液，反应若干小时，第三段聚合反应，升温至95℃，保温反应若干小时后，加入终止剂中止反应；C、后处理：降温至85℃以下，加入防老剂搅拌若干小时，温度降至40℃，加入液碱，调节pH值至8.5-9.5，得到成品。在上述的改性丁苯胶乳的制备方法中，在步骤A中，各组分的质量份数如下：在步骤B中，苯乙烯、丁二烯和引发剂的总的质量份数依次为45-60份、40-55份和0.2-1.0份，其中在第一段聚合反应中，水的质量份数为40-60份，水相预乳液、苯乙烯、丁二烯和引发剂的投料量分别占各自总的质量份数的10-30％、10-30％、10-30％和10-30％，在第二段聚合反应中，水相预乳液、苯乙烯、丁二烯和引发剂的投料量分别占各自总的质量份数的70-90％、70-90％、70-90％和70-90％，在第三段聚合反应中，加入的终止剂的质量份数为0.2-0.6份。在上述的改性丁苯胶乳的制备方法中，在步骤B中，第一段聚合反应时间为0.5-1小时，第二段聚合反应时间为3-4小时，第三段聚合反应时间为2-4小时，在步骤C中，加入防老剂搅拌1-2小时，防老剂为6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉，2-二氢化喹啉、N-苯基-α-苯胺、N-苯基-β-萘胺和对苯二胺中的一种或几种，质量份数为0.1-0.3份。在上述的改性丁苯胶乳的制备方法中，在步骤A中，所述的纳米无机填料为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和纳米氧化硅中的一种或几种。在上述的改性丁苯胶乳的制备方法中，在步骤A中，所述的包裹剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或几种。在上述的改性丁苯胶乳的制备方法中，在步骤A中，所述的交联剂为双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、AAEM中的一种或几种。在上述的改性丁苯胶乳的制备方法中，在步骤B中，所述的终止剂为N-异丙基羟胺、单烷基二硫代胺基甲酸盐、单芳基二硫代胺基甲酸盐、盐酸羟胺、硫酸羟胺和九水合硫化钠中的任意一种或几种。在上述的改性丁苯胶乳的制备方法中，在步骤A中，所述的乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂的复合物，其中阴离子乳化剂包括十二烷基苯磺酸铵、十二烷基硫酸钠和烯基磺酸盐中的一种或几种，非离子乳化剂包括OP-10、苯磺酸和二乙醇酰胺中的一种或几种。一种改性丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤，A、水相预乳液的制备：在配料罐中投入水、纳米无机填料、包裹剂、乳化剂、分子量调节剂和交联剂，超声分散后，配置成水相预乳液；该步骤中，各组分的质量份数如下：B、分段聚合反应：该步骤包括以下质量份数的组分，第一段聚合反应，将聚合釜抽真空后，投入全部的水，投入20wt％的上述水相预乳液、20wt％的上述苯乙烯、20wt％的上述丁二烯和20wt％的上述引发剂，升温到80℃，反应0.6小时，第二段聚合反应，升温至90℃，在3.5小时中连续滴加剩余的丁二烯、苯乙烯、引发剂和剩余的水相预乳液，第三段聚合反应，升温至95℃，保温反应3小时后，加入终止剂中止反应；C、后处理：降温至80℃以下，加入防老剂搅拌1.5小时，温度降至40℃，加入液碱，调节pH值至8.5-9.5，得到成品，所述的纳米无机填料为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和纳米氧化硅中的一种或几种。包裹剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或几种，交联剂为双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、AAEM中的一种或几种，终止剂为N-异丙基羟胺、单烷基二硫代胺基甲酸盐、单芳基二硫代胺基甲酸盐、盐酸羟胺、硫酸羟胺和九水合硫化钠中的任意一种或几种，乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂的复合物，其中阴离子乳化剂包括十二烷基苯磺酸铵、十二烷基硫酸钠和烯基磺酸盐中的一种或几种，非离子乳化剂包括OP-10、苯磺酸和二乙醇酰胺中的一种或几种，防老剂为6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉，2-二氢化喹啉、N-苯基-α-苯胺、N-苯基-β-萘胺和对苯二胺中的一种或几种。根据上述的制备方法制得的改性丁苯胶乳。该改性丁苯胶乳采用纳米二氧化钛等纳米材料改性，和第三功能单体交联改性，以及采用非离子反应性乳化剂和阴离子乳化剂的复合乳化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，A、水相预乳液的制备：在配料罐中投入水、纳米无机填料、包裹剂、乳化剂、分子量调节剂和交联剂，分散均匀，配置成水相预乳液；B、分段聚合反应：第一段聚合反应，将聚合釜抽真空后，投入步骤A制得的部分水相预乳液、水、苯乙烯、丁二烯和引发剂，升温到75‑85℃，反应若干小时，第二段聚合反应，升温至88‑92℃，继续加入丁二烯、苯乙烯、引发剂和剩余的水相预乳液，反应若干小时，第三段聚合反应，升温至95℃，保温反应若干小时后，加入终止剂中止反应；C、后处理：降温至85℃以下，加入防老剂搅拌若干小时，温度降至40℃，加入液碱，调节pH值至8.5‑9.5，得到成品。

【技术特征摘要】
1.一种改性丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，A、水相预乳液的制备：在配料罐中投入水、纳米无机填料、包裹剂、乳化剂、分子量调节剂和交联剂，分散均匀，配置成水相预乳液；B、分段聚合反应：第一段聚合反应，将聚合釜抽真空后，投入步骤A制得的部分水相预乳液、水、苯乙烯、丁二烯和引发剂，升温到75-85℃，反应若干小时，第二段聚合反应，升温至88-92℃，继续加入丁二烯、苯乙烯、引发剂和剩余的水相预乳液，反应若干小时，第三段聚合反应，升温至95℃，保温反应若干小时后，加入终止剂中止反应；C、后处理：降温至85℃以下，加入防老剂搅拌若干小时，温度降至40℃，加入液碱，调节pH值至8.5-9.5，得到成品。2.根据权利要求1所述的改性丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，在步骤A中，各组分的质量份数如下：在步骤B中，苯乙烯、丁二烯和引发剂的总的质量份数依次为45-60份、40-55份和0.2-1.0份，其中在第一段聚合反应中，水的质量份数为40-60份，水相预乳液、苯乙烯、丁二烯和引发剂的投料量分别占各自总的质量份数的10-30％、10-30％、10-30％和10-30％，在第二段聚合反应中，水相预乳液、苯乙烯、丁二烯和引发剂的投料量分别占各自总的质量份数的70-90％、70-90％、70-90％和70-90％，在第三段聚合反应中，加入的终止剂的质量份数为0.2-0.6份。3.根据权利要求1所述的改性丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，在步骤B中，第一段聚合反应时间为0.5-1小时，第二段聚合反应时间为3-4小时，第三段聚合反应时间为2-4小时，在步骤C中，加入防老剂搅拌1-2小时，防老剂为6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉、2-二氢化喹啉、N-苯基-α-苯胺、N-苯基-β-萘胺和对苯二胺中的一种或几种，质量份数为0.1-0.3份。4.根据权利要求1所述的改性丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，在步骤A中，所述的纳米无机填料为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和纳米氧化硅中的一种或几种，所述的分子量调节剂为3-巯基丙酸异辛酯、3-巯基丙酸丁酯、2.4-二苯基-4-甲基-1-戊烯中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的改性丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，在步骤A中，所述的包裹剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的改性丁苯胶乳的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢素华，周兆丰，
申请(专利权)人：杭州蓝诚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33