带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种制备带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的方法，该制备方法为：把一定量的表面活性剂在加热搅拌下溶解到去离子水中配制成表面活性剂的水溶液，再把聚甲基苯乙烯共聚物水乳液、水溶性有机溶剂按一定比例混合后加入到表面活性剂的水溶液中，在剧烈搅拌的情况下，把一定浓度的金属盐溶液加入到上面的混合体系中，搅拌一定时间后得到稳定的混合乳液。在一定的反应温度下，在上述体系中加入一定量的氧化剂，搅拌反应一段时间就得到带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物的水乳液。该乳液可以用于涂料工业、纺织工业和皮革工业等领域。

【技术实现步骤摘要】

水性涂料 皮革工业 纺织工业
技术介绍
聚合物胶乳粒子在胶体科学、生物材料、涂料油漆等方面有着广泛的应用。例如尺寸均一的单分散聚合物乳胶粒子可以作为精密仪器的校正标准，表面带有官能团的聚合物胶乳粒子可以用作药物的载体、蛋白质的分离和提纯。醛类树脂粘合剂(如酚醛树脂、脲醛树脂等)，由于制造工艺简单，价格低于其它木材加工用粘合剂，而且，具有较好的耐水、耐热及粘接性能，所以，在木材加工过程作为主要粘合剂被广泛应用。然而，由于压合刨花板、胶合板、据末扳、竹合板，均在高温进行，所以醛类树脂粘合剂的游离甲醛含量高时，势必散发大量的甲醛刺激臭味，严重地污染操作现场，强烈刺激操作人员的眼、鼻、喉，直接危害人身健康。因此，广大用户反映强烈，希望改用游离甲醛含量低，对人身无刺激的低毒性醛类树脂。酪素又称为干酪素、乳酪素，化学名称为酪蛋白，是从牛奶中提取的一种属于磷蛋白的结合蛋白质，作为皮革涂饰用的一种成膜剂一直沿用至今。用酪素涂饰的皮革，涂层耐熨烫，可打光，光亮，粒纹清晰，透气性和透水汽性好，真皮感强。但涂层耐湿擦牢度和耐曲挠性差，在一定程度上限制了应用范围。带醛基的树脂可以跟酪蛋白上的氨基进行反应，对其进行了改性，从而提高了涂层的耐湿擦牢度和耐曲挠性。甲醛在纺织工业的纤维生产和印染后整理两个方面得到应用。甲醛反应性能活泼，价格低廉，将其直接作为反应剂或用其作为原料与其它物质先合成N-羟甲基化合物类反应剂，再利用反应剂与纤维素纤维经基之间进行共价键交联，可以显著提高助剂在织物上的耐久性。甲醛在纤维生产中的应用(1)维纶即聚乙烯醇缩甲醛纤维，它在我国合成纤维中曾占有过重要地位，目前我国每年服用维纶仍有大约2万余吨。生产中首先将聚乙烯醇(PVA)制作成纺丝原液进行纺丝，纺丝后的丝束，耐热水性很差，在热水中甚至就可以溶解，工业上常用甲醛与PVA进行缩醛化反应，提高丝束的耐热水性。维纶的醛化是固液相反应，整理后对纤维进行了热水洗涤，大大降低了纤维上的残留甲醛含量。(2)大豆蛋白纤维是由我国专利技术的人造蛋白质与合成材料的共聚纤维，它利用榨过油的大豆相作为原料，使用溶剂萃取法从豆相中分离出球蛋白并提纯，使用甲醛、乙二醛或戊二醛作为接枝交联剂，将球蛋白与羟基高聚物接枝，共聚接枝交联剂、共混，制成一定浓度的蛋白质纺丝溶液，经过于按或湿法纺丝而成。甲醛在印染和后整理中的应用(1)染色印花助剂(如固色剂、脱色剂、分散剂涂料印化粘合剂和交联剂、印花浆料防腐剂等)；(2)后整理助剂(如免烫整理剂、拒水拒油剂、阻然剂、柔软剂等)。因他们都是以甲醛为原料合成的，所以都会不同程度的含有甲醛，对环境和人的身体造成伤害。国家标准化管理委员会于2001年发布的强制性标准《GB 18401-2001纺织品甲醛含量的限定》已从2003年1月1日起正式实施。该强制性标准还包括了面料及辅料。自2003年1月1日起，凡超标的纤维制品，均不得在国内销售。因此，可以对苯环上带甲基的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液在适当的条件下进行氧化，得到苯环上带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的水乳液，是解决上面所遇到的问题的一条便捷而实在的途径。
技术实现思路
本专利技术的目的正对上述问题，提供一种制备带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的方法。在表面活性剂的水溶液中，以侧链苯环上带甲基的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液为原料，在以金属盐为催化剂，过氧化物为氧化剂的情况下，在一定的反应温度下，经过一定时间的反应，得到带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物的水乳液。本专利技术的方法是充分利用了聚甲基苯乙烯共聚物水乳液是一种很好的涂料，而其侧链的苯环上的甲基在适当的条件下可以氧化成醛基，醛基就可以跟氨基和羟基反应生成酰胺和羧酸酯，从而代替了在原来的涂料、粘合剂中甲醛的作用，起到了交联基质和高分子涂层的作用，但因这个醛基在聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的侧链的苯环上，即使没有参与反应，也不会象小分子的甲醛那样挥发到空气中造成环境污染，损坏人的身体健康，而且因醛基和少量羧基的生成，可以增加涂料的水溶性，便于制备出水性涂料。本专利技术提供一种制备带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的方法，具体的化学反应方程式如下 其中 R1，R3-H，-CH3，CnH2n+1R2-H，-CH3，-CN， R4烷基，烯基，羟烷基，胺烷基具体的制备方法为把一定量的表面活性剂在加热搅拌下溶解到去离子水中配制成表面活性剂的水溶液，再把侧链苯环上带甲基的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液、水溶性有机溶剂按一定比例混合后加入到表面活性剂的水溶液中，在剧烈搅拌的情况下，把一定浓度的金属盐溶液加入到上面的混合体系中，搅拌一段时间后得到稳定的混合乳液。在一定的反应温度下，在上述体系中加入一定量的过氧化物做氧化剂，搅拌反应一定的时间，就得到带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的水乳液。其中，表面活性剂(可包括阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂)的水溶液的浓度为0.1％～10％(质量百分比)；侧链苯环上带甲基的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液在原料中的重量比例为1％～50％；水溶性有机溶剂(包括醇类、酮类、酸类等)在原料中的重量比例为0％～40％；用作催化剂的金属盐(包括过渡金属元素的氯化物和醋酸盐等)在原料中的重量比例为0.01％～10％；所用的氧化剂(包括有机类过氧化物和无机类过氧化物)在原料中的重量比例为0.01％～10％；反应温度为20℃～100℃；反应时间为5分钟至40小时；所获得的侧链苯环上带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的固含量为1％～50％。用本专利技术的方法制备的侧链苯环上带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液具有很强的交联能力，而且在使用后没有游离的醛基散发到空气中对环境造成污染，可广泛的应用于涂料工业、纺织工业和皮革工业等领域。具体实施例方式从以下说明性实施将进一步理解本专利技术。实施例1把3.5克十六烷基醋酸钠在加热搅拌的情况下溶解到500毫升去离子水中，再把15克侧链苯环带甲基的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液和60毫升1，4-环己二醇混合后加入到表面活性剂的水溶液中，在剧烈搅拌的情况下，把40毫升0.08mol/L的氯化钯溶液滴加到上面的混合体系中，搅拌2小时得到稳定的乳液。在70℃下，在上述体系中加入7毫升过氧化特戊酸特丁酯，搅拌反应22小时就得到带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的水乳液，乳液为浅乳黄色。实施例2把3克十二烷基硫酸钠在加热搅拌的情况下溶解到450毫升去离子水中，再把19克侧链苯环带甲基的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液和50毫升乙醇混合后加入到表面活性剂的水溶液中，在剧烈搅拌的情况下，把45毫升0.09mol/L的醋酸钼溶液滴加到上面的混合体系中，搅拌1.5小时得到稳定的乳液。在60℃下，在上述体系中加入9毫升过氧化二异丙苯，搅拌反应25小时就得到带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的水乳液，乳液为乳白色。实施例3把2.5克烷基糖苷在加热搅拌的情况下溶解到400毫升去离子水中，再把22克侧链苯环带甲基的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液和40毫升甲基乙基酮混合后加入到上面的水溶液中，在剧烈搅拌的情况下，把40毫升0.06mol/L的氯化铑溶液滴加到上面的混合体系中，搅拌2小时得到稳定的乳液。在80℃下本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的制备方法一种制备带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液的方法，其特征在于：在表面活性剂的水溶液中，将聚甲基苯乙烯共聚物水乳液、水溶性有机溶剂、金属盐溶液混合后形成稳定的混合水乳液，再加入氧 化剂，在适当的反应温度下来制备带有醛基官能团的聚甲基苯乙烯共聚物水乳液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑洪，任祥忠，张黔玲，张培新，
申请(专利权)人：刘剑洪，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]