一种受阻酚/苯丙复合乳液及其制备方法技术

一种受阻酚/苯丙复合乳液及其制备方法，属于水性树脂乳液合成领域。本发明专利技术的受阻酚/苯丙复合乳液由以下组分经反应制成：以重量份计，苯乙烯5‑20份，甲基丙烯酸甲酯5‑20份，丙烯酸正丁酯20‑40份，受阻酚1‑35份，碳酸氢钠0.1‑1份，乳化剂1‑4份，去离子水50‑80份，引发剂0.01‑0.1份。该发明专利技术通过制备受阻酚/苯丙纳米复合粒子，通过控制复合粒子粒径实现了受阻酚在聚合物基质中纳米级别分散，该复合乳液可以在室温成膜，复合膜最大损耗因子可达2.69，有效阻尼温域可达112℃，特别适合用作阻尼材料。

Hindered phenol / styrene acrylic composite emulsion and preparation method thereof

The invention relates to a hindered phenol / styrene acrylic composite emulsion and a preparation method thereof, belonging to the field of water resin emulsion synthesis. The hindered phenol / styrene acrylic composite emulsion is prepared by reaction from the following components: styrene, 5, 20, styrene, methyl methacrylate, 5, 20, n-butyl acrylate 20, 40, with hindered phenol 1, 35, sodium bicarbonate 0.1, 1, emulsifier 1, 1, and deionized water. Through the preparation of the blocked phenol / styrene nano composite particles, the hindered phenol is dispersed in the polymer matrix by controlling the particle diameter of the composite particles. The composite emulsion can be formed at room temperature, the maximum loss factor of the composite membrane can reach 2.69, and the effective damping temperature range can reach 112 degrees, which is particularly suitable for damping materials.

【技术实现步骤摘要】
一种受阻酚/苯丙复合乳液及其制备方法
本专利技术属于水性树脂乳液合成领域，提供一种受阻酚/苯丙复合乳液的制备方法。本专利技术提供的受阻酚/苯丙复合乳液可用做汽车、高铁、大型机械及飞机等行业中的减振材料。
技术介绍
聚合物基阻尼材料因其良好的加工特性及优异的阻尼性能，是一类极具发展前景的阻尼材料，被广泛用作减振降噪材料。利用受阻酚改性极性聚合物被证明是一类高效提升极性聚合物阻尼性能的方法，其原理在于受阻酚与极性聚合物基质间可形成可逆弱氢键作用，通过弱氢键的不断断裂与形成消耗大量能量，进而提升极性聚合物的阻尼性能。现阶段利用受阻酚改性提高聚合物阻尼性能的方式有两种：一种是通过机械共混的方式，将受阻酚分散在聚合物基质中；另一种是通过溶液共混的方式，选择合适的溶剂溶解受阻酚与聚合物，完成受阻酚在聚合物基质的分散。采用机械共混，虽然加工过程方便，但是受阻酚在聚合物基质中的分散难以达到纳米级别的分散，这就导致一般需要添加较多的受阻酚才有较明显的改性效果；而通过溶液共混，虽然能实现受阻酚在聚合物基质中的良好分散，但是溶剂的使用会造成环境污染，在工业化生产过程中会产生大量有机物污染物。因此，开发一种既能实现受阻酚在聚合物基质中的纳米级别分散，又能绿色环保适合工业化推广的方法，具备广阔的应用前景及市场场景。
技术实现思路
本专利技术主要目的是解决在无溶剂帮助下难以实现受阻酚在聚合物基质中纳米级别分散问题，提高受阻酚的改性提高极性聚合物阻尼性能的效率。本专利技术提供了一种受阻酚/苯丙复合乳液的制备方法，通过制备受阻酚/苯丙纳米复合乳胶粒，使得受阻酚先分散于聚合物乳胶粒中，通过控制乳胶粒的粒径可以控制受阻酚的分散尺度，此后乳胶粒可在室温状态下融合成膜，形成受阻酚/苯丙复合材料，从而实现受阻酚在聚合物基质的纳米级别分散。本专利技术提供的受阻酚/苯丙复合乳液由以下质量组分经聚合反应得到：苯乙烯5份-20份甲基丙烯酸甲酯5份-20份丙烯酸正丁酯20份-40份受阻酚1份-35份碳酸氢钠0.1份-1份乳化剂1份-4份去离子水50份-80份引发剂0.01份-0.1份其中优选：受阻酚由二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯](受阻酚245)、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(受阻酚AO-60)、3,9-双[1,1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(受阻酚AO-80)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(受阻酚1098)中的一种或几种组成。所述乳化剂采用非离子型乳化剂TX-30和阴离子型乳化剂SR-10复配组成，按照重量比TX30:SR-10为1:1.5-1:3。所述引发剂采用过硫酸铵与亚硫酸氢钠构建氧化还原体系，按照重量比过硫酸铵：亚硫酸氢钠为1:1-3:1。本专利技术提供了受阻酚/苯丙复合乳液的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯混合组成单体混合液后，向单体混合液中加入受阻酚，单体液在保持搅拌状态下超声15分钟，使得受阻酚溶解，形成透明均一的单体混合液；(2)将去离子水、碳酸氢钠、乳化剂混合，于50℃条件下加热混合物，使得乳化剂充分溶解到水中，形成透明均一的乳化剂水溶液；(3)使用高压均质机对单体混合液和乳化剂水溶液进行均质混合，均质压力为50兆帕到100兆帕，均质3个流程得到均质液。(4)取25～35％质量分数的均质液直接加入反应釜中，其余均质液使用机械搅拌保持均质液在搅拌状态，优选搅拌速度为100转每分钟；反应釜中的均质液在氮气气氛中、80-85℃的环境下，搅拌30分钟，优选搅拌速度为330转每分钟；30分钟后向反应釜中同时滴加引发剂水溶液和剩余均质液，总滴加时长为3-5小时；引发剂水溶液和其余均质液滴加完毕后，保温3小时得到受阻酚/苯丙复合乳液；所制备的复合乳液可在室温状态下成膜，形成受阻酚/苯丙复合膜，其阻尼性能优异，受阻酚在聚合物基质中实现了纳米级别分散。优选步骤(4)取25～35％质量分数的均质液直接加入反应釜中。与现有受阻酚改性提高聚合物阻尼性能专利技术相比，本专利技术的创新点是：通过制备受阻酚/苯丙纳米复合乳胶粒，通过控制乳胶粒的粒径以及利用乳胶粒成膜机理实现了受阻酚在苯丙聚合物基质中的纳米尺度分散。大幅度提高了受阻酚改性提高聚合物阻尼性能的效率，通过少量受阻酚的加入，便可大幅提高聚合物的阻尼性能。专利技术提供的制备方法简单易行，可十分方便地进行工业化大规模生产。附图说明图1实施例1、2、3、6所得产品DMA测试所得阻尼性能曲线。图2实施例1、4、5、6所得产品DMA测试所得阻尼性能曲线.图3实施例5所得产品透射电镜图图4AFM测试膜的表面状态，(a)和(b)分别为不含受阻酚的苯丙聚合物膜表面(实施例6)的高度图与相图；(c)和(d)分别为含受阻酚的苯丙聚合物膜表面(实施例5)的高度图与相图。具体实施方式以下结合实例对本专利技术的合成树脂方法的原理及特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。原料来源：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯：中国石化齐鲁石油化工公司受阻酚245、受阻酚1098、受阻酚AO-60、受阻酚AO80：巴斯夫股份公司TX-30：江苏省海安石油化工厂SR-10:旭电化工业株式会社碳酸氢钠、过硫酸铵、亚硫酸氢钠：北京化学试剂三厂去离子水：实验室自制实施例1将84.6份苯乙烯、84.6份甲基丙烯酸甲酯、190.8份丙烯酸正丁酯混合组成单体混合液后，向单体混合液中加入36份受阻酚245，单体液在保持搅拌状态下超声15分钟，使得受阻酚245溶解，形成透明均一的单体混合液。将752份去离子水、0.72份碳酸氢钠、9份TX-30、7.2份SR-10混合，于50℃条件下加热混合物，使得TX-30和SR-10充分溶解到水中，形成透明均一的乳化剂水溶液。分别将0.54份过硫酸铵和亚硫酸氢钠分别加入到44份去离子水中，制备引发剂水溶液。使用高压均质机对单体混合液和乳化剂水溶液进行均质，均质压力为50兆帕到100兆帕，均质3个流程得到均质液。取360份均质液直接加入反应釜中，其余均质液使用机械搅拌保持均质液在搅拌状态，搅拌速度为100转每分钟；反应釜中的均质液在氮气气氛中、80℃的环境下，搅拌30分钟，搅拌速度为330转每分钟；30分钟后向反应釜中滴加引发剂水溶液和其余均质液，总滴加时长为3小时。引发剂水溶液和其余均质液滴加完毕后，保温3小时得到受阻酚/苯丙复合乳液。实施例2本实施例2与实施例1不同之处在于受阻酚种类变更为受阻酚AO-60。实施例3本实施例3与实施例1不同之处在于受阻酚种类变更为受阻酚AO-80。实施例4本实施例4与实施例1不同之处在于受阻酚245的添加量变更为72份。实施例5本实施例5与实施例1不同之处在于受阻酚245的添加量变更为108份。实施例6本实施例6与实施例1不同之处在于受阻酚245的添加量变更为0份。实施例6做为不含受阻酚的乳液，其作用是为了与前5个实施例进行阻尼性能对比。实施例1、实施例2、实施例3的不同在于受阻酚种类的不同；实施例1、实施例4、实施例5的不同在于受阻酚含量的不同。实施例1-6所制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受阻酚/苯丙复合乳液，其特征在于，由以下质量组分经聚合反应得到：苯乙烯 5份‑20份甲基丙烯酸甲酯 5份‑20份丙烯酸正丁酯 20份‑40份受阻酚 1份‑35份碳酸氢钠 0.1份‑1份乳化剂 1份‑4份去离子水 50份‑80份引发剂 0.01份‑0.1份。

【技术特征摘要】
1.一种受阻酚/苯丙复合乳液，其特征在于，由以下质量组分经聚合反应得到：苯乙烯5份-20份甲基丙烯酸甲酯5份-20份丙烯酸正丁酯20份-40份受阻酚1份-35份碳酸氢钠0.1份-1份乳化剂1份-4份去离子水50份-80份引发剂0.01份-0.1份。2.按照权利要求1所述的一种受阻酚/苯丙复合乳液，其特征在于，受阻酚由二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯](受阻酚245)、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(受阻酚AO-60)、3,9-双[1,1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(受阻酚AO-80)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(受阻酚1098)中的一种或几种组成。3.按照权利要求1所述的一种受阻酚/苯丙复合乳液，其特征在于，所述乳化剂采用非离子型乳化剂TX-30和阴离子型乳化剂SR-10复配组成，按照重量比TX30:SR-10为1:1.5-1:3。4.按照权利要求1所述的一种受阻酚/苯丙复合乳液，其特征在于，所述引发剂采用过硫酸铵与亚硫酸氢钠构建氧化还原体系，按照重量比过硫酸铵：亚硫酸氢钠为1:1-3:1。5.制备权利要求1-4任一项所述的受阻酚/苯丙复合乳液的方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李效玉，王飞，邱藤，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11