聚丙烯腈乳液的制备方法和用途技术

本发明专利技术采用乳液聚合的方法，制备了一种新型环保聚丙烯腈乳液，在制备过程中，即可以采用在反应过程中逐步加入单体和引发剂的方法，也可以采用先将单体在水溶液中乳化，再加入引发剂引发聚合的方法；得到的聚合物乳液可以用做乳液漆的基料；粘接木材、纸张和纤维制品的黏合剂；还可以代替聚乙烯醇、ＥＶＡ胶作为水泥、混凝土的界面剂；此外还可以用于刮涂仿磁、大白、水泥腻子等，性能明显优于现有技术的各种乳液和聚乙烯醇以及１０７胶。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型环保聚合物乳液，特别是丙烯腈乳液、其制备方法和用途，属于高分子领域。现有技术中，聚合物乳液主要是聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯乳液、丁苯乳液、醋酸乙烯和丙烯酸酯或乙烯等其它不饱和单体共聚以及以及聚氨酯的乳液，上述聚合物胶乳都是采用乳液聚合的方法得到的，反应一般以过硫酸盐或过氧化氢为引发剂。为了使聚合反应平稳进行，可以采用在反应过程中逐步加入单体和引发剂的方法，也可以先将单体在乳化剂存在下乳化，再加入引发剂引发聚合的方法，前者能够很好控制热量平衡，使反应平稳进行，但操作烦琐，后者由于在诱导期过后反应激烈，难以得到高品质的乳液；另外上述产品存在有异味和成本高的问题，容易对环境造成污染。聚合物乳液主要用做乳液漆的基料，但由聚合物乳液制备的乳液漆由于受基料的限制，存在耐水、耐光、耐碱性差的缺点。因此寻找制备方法简单、成本低、性能优异、无毒、无污染的聚合物乳液是一个非常有意义的课题。聚丙烯腈主要用做纤维，通常采用本体或悬浮的方法聚合。CN85102368和CN85104179中公开了通过乳液聚的方法制备氯丁二烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯和丙烯腈等单体的共聚物，用于皮革的整理剂、建筑、纤维、纺织印染黏合剂，但乳液聚合得到的聚丙烯腈乳液尚未见报道。本专利技术的目的在于提供一种新型环保型聚合物乳液，特别是聚丙烯腈乳液。本专利技术的再一个目的是提供一种新型环保聚合物乳液，特别是丙烯腈乳液的制备方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种新型环保聚合物乳液，特别是丙烯腈乳液在黏合剂、涂料方面的用途。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为将丙烯腈单体在水溶液中，乳化剂和引发剂存在下乳液聚合，得到聚丙烯腈乳液。上述反应的工艺可以采用反应过程中逐步加入单体和引发剂的方法，也可以采用先将单体在水溶液中乳化，再加入引发剂引发聚合的方法。上述单体和水的比例为1∶2-8。上述引发剂的用量为单体的0.05-2％。上述反应的温度控制在40-95℃。上述反应的引发剂可以选用过硫酸类引发剂，如过硫酸钾、过硫酸氨；也可以选用过氧化氢，以及适合本专利技术的其他水溶性过氧化物引发剂；还可以选用氧化还原引发剂如过硫酸盐-重亚硫酸钠以及适合本专利技术的其它氧化还原引发体系；特别是加入氟硅酸钠的氧化还原引发体系，反应容易控制。上述反应的乳化剂可以选用阴离子、阳离子以及非离子型表面活性剂，如烷基酚聚氧乙烯醚、OP/TX-10、平平加、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、渗透剂T、聚乙烯醇等。上述反应的反应时间为2-8小时。如果需要，上述反应中可以加入消泡剂和防腐杀菌剂。所得产物的黏度为1000-10000CPS。由于在水溶液中，丙烯腈以及低分子量聚丙烯腈在酸性条件下很容易水解，所以通过上述反应方法得到的聚丙烯腈乳液实际为聚丙烯腈和聚丙烯酸的共聚物乳液，结构可以示意如下 这种具有丙烯腈和丙烯酸共聚结构的聚丙烯腈乳液，兼有二者性能的优点，用做乳液漆的基料，所制得的乳液漆的性能明显优于现有技术的各种乳液漆，产品无毒无味，制备方法简单，成本低于现有的乳液漆。本专利技术的聚丙烯腈乳液还可以代替白乳液或聚乙烯醇用于粘接木材、纸张和纤维制品；还可以作为水泥、混凝土的界面剂；还可以用于刮涂仿磁、大白、水泥腻子等，此外还可以用作电子工业黏合剂。总之，本专利技术采用乳液聚合的方法，制备了一种新型环保聚丙烯腈乳液，在制备过程中，即可以采用在反应过程中逐步加入单体和引发剂的方法，也可以采用先将单体在水溶液中乳化，再加入引发剂引发聚合的方法；得到的聚合物乳液可以用做乳液漆的基料；粘接木材、纸张和纤维制品的黏合剂；还可以代替聚乙烯醇、EVA胶作为水泥、混凝土的界面剂；此外还可以用于刮涂仿磁、大白、水泥腻子等，性能明显优于现有技术的各种乳液和黏合剂。下面结合实施例详细描述本专利技术。实施例一将纯度为99％的聚丙烯腈100kg加入反应釜中，加入200kg水，搅拌下升温，至40℃，加入过硫酸氨0.05kg，亚硫酸钠0.05kg，辛基酚聚氧乙烯醚2kg，反应8小时，用氢氧化钠调整PH至中性，得到黏度为9000CPS的聚丙烯腈乳液。实施例二将纯度为99％的聚丙烯腈100kg加入反应釜中，加入400kg水，搅拌下升温，至95℃，加入过硫酸钠0.5kg，偏重亚硫酸钠0.5kg，聚乙烯醇5kg，反应2小时，得到黏度为3000CPS的聚丙烯腈乳液。实施例三将纯度为99％的聚丙烯腈100kg加入反应釜中，加600kg水，搅拌下升温，至60℃，加入过硫酸钾1kg，亚硫酸钠1kg，OP-102kg，平平加0.5kg，反应4小时，用氢氧化钠调整PH至中性，得到黏度为2000CPS的聚丙烯腈乳液。实施例四将纯度为99％的聚丙烯腈100kg加入反应釜中，加入800kg水，搅拌下升温，至80℃，加入过氧化氢1kg，十二烷基苯酸钠2kg，反应2小时，得到黏度为1000CPS的聚丙烯腈乳液。实施例五将纯度为99％的聚丙烯腈100kg加入反应釜中，加入300kg水，搅拌下升温，至60℃，加入乙酸乙酯70kg，偏重亚硫酸钠1kg，氟硅酸钠0.5kg，辛基酚聚氧乙烯醚2kg，反应4小时，得到黏度为3000CPS的聚丙烯腈乳液。实施例六将纯度为99％的聚丙烯腈100kg加入反应釜中，加入400kg水，搅拌下升温，至65℃，加入乙酸乙酯50kg，偏重亚硫酸钠0.5kg，氟硅酸钠0.5kg，辛基酚聚氧乙烯醚3kg，反应6小时，加入消泡剂0.5kg和防腐杀菌剂0.5kg得到黏度为4000CPS的聚丙烯腈乳液。实施例七在反应釜中加入400kg水和4kg聚乙烯醇，搅拌下升温，至65℃，将20kg纯度为99％的聚丙烯腈和0.2kg过硫酸氨加入反应釜，反应0.5小时后将80kg聚丙烯腈和0.2kg过硫酸氨在2小时内连续加入反应釜，反应0.5小时后加入0.1kg过硫酸氨，反应0.5小时，调整PH至中性得到黏度为10000CPS的聚丙烯腈乳液。实施例八聚丙烯腈乳液用作黏合剂，粘结皮革、织物、纸张等，粘结性能如下剪切强度(兆帕)干湿实施例2 6.9 2.0实施例4 6.1.0 1.9实施例5 8.0 3.5实施例6 8.7 3.6实施例7 7.2 3.1实施例九聚内烯腈乳液用作涂料的性能权利要求1．一种制备新型环保型聚丙烯腈乳液的方法，其特征在于采用乳液聚合的方法聚合丙烯腈单体，聚合过程中可以先将单体在水溶液中乳化，再加入引发剂引发聚合，也可以在反应过程中连续加入单体和引发剂聚合。2．根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于单体和水的比例为1∶2-83．根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于上述引发剂的用量为单体的0.05-2％。4．根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于反应的温度为40-95℃。5．根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于反应的引发剂可以选用过硫酸类引发剂，如过硫酸钾、过硫酸氨；也可以选用过氧化氢，以及适合本专利技术的其他水溶性过氧化物引发剂；还可以选用氧化还原引发剂如过硫酸盐-重亚硫酸钠以及适合本专利技术的其它氧化还原引发体系；特别是加入氟硅酸钠的氧化还原引发体系，反应容易控制。6．根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于乳化剂可以选用阴离子、阳离子以及非离子型表面活性剂，如烷基酚聚氧乙烯醚、O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备新型环保型聚丙烯腈乳液的方法，其特征在于采用乳液聚合的方法聚合丙烯腈单体，聚合过程中可以先将单体在水溶液中乳化，再加入引发剂引发聚合，也可以在反应过程中连续加入单体和引发剂聚合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马万龙，
申请(专利权)人：马万龙，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]