改性聚丙烯酸酯微乳液及其合成方法和用途技术

一种改性聚丙烯酸酯微乳液，其特征是：所述的改性聚丙烯酸酯微乳液体系的组成为：　　　　改性聚丙烯酸酯聚合物　　２８～３４ｗｔ％；　　　　乳化剂　　２～３ｗｔ％；　　　　助表面活性剂　　３～４ｗｔ％；　　　　其余为水；　　　　所述的改性聚丙烯酸酯聚合物是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸正丁酯或丙烯酸２－乙基己酯、苯乙烯和八甲基环四氧硅烷聚合后得到的，其平均粒径小于１００ｎｍ；　　　　所述的乳化剂是由十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚ＡＥＯ－３和脂肪醇聚氧乙烯醚ＡＥＯ－７混合后得到的；　　　　所述的助表面活性剂是聚乙二醇４００或聚乙二醇６００和甘油的混合物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料领域，特别涉及改性聚丙烯酸酯微乳液及其合成方法和用途。
技术介绍
聚丙烯酸酯乳液以其优异的性能在油漆、涂料、胶粘剂、织物整理剂、皮革涂饰及油墨等行业得到十分广泛的应用。但是，大部分聚丙烯酸酯乳液为普通乳液，其粒径较大，多数是粒径在0.1～1μm的白色不透明低粘度胶体分散液。据报道(Joumal of Polymer sciencePart APolymer Chemistry.1995，331849-1857)，平均粒径增大一倍，最低成膜温度(MFT)增高2.8℃。粒径越大其皮膜的致密性与光洁性也越差。微乳液的粒径在10～100nm之间，是热力学稳定的透明或半透明的胶体分散液。因微乳液的粒径小于普通乳液一个数量级，所以其体积就小三个数量级，这使得微乳液的MFT降低，并且有效粒子数大大增加，使其具有更好的成膜性、渗透性及亲和性。自从1980年Stoffer和Bone首先报道了甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸甲酯(MA)的微乳液聚合(Stoffer J O，Bone T.J.Polym.Chem.，1980，182641.；Stoffer J O，Bone T.J.Disp.Sci.Technol.，1980，137.)以来，人们广泛开展研究并合成出了不同的聚丙烯酸类微乳液。人们还向体系中引入苯乙烯，使其与丙烯酸类单体共聚，所得到的苯丙乳液具有较高的耐候性、保色性、抗污性。但苯丙乳液形成的膜不够柔软，影响了其使用范围与效果。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是克服现有聚丙烯酸酯微乳液所形成的膜不够柔软、透气性不够好，影响其使用范围与效果，提供一种改性聚丙烯酸酯微乳液。选择八甲基环四氧硅烷(D4)与丙烯酸类单体共聚，利用D4开环后形成的Si-O-Si长直链结构与丙烯酸类单体共聚，可赋予聚合物链伸展平滑的特性，形成的膜柔软、透气性好。本专利技术的另一目的是提供一种改性聚丙烯酸酯微乳液的合成方法。本专利技术的另一目的是提供一种改性聚丙烯酸酯微乳液的用途。本专利技术改性聚丙烯酸酯微乳液体系的组成为改性聚丙烯酸酯聚合物28～34wt％；乳化剂 2～3wt％；助表面活性剂3～4wt％；其余为水。所述的改性聚丙烯酸酯聚合物是由甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯腈(AN)、丙烯酸正丁酯(BA)或丙烯酸2-乙基己酯(EHA)、苯乙烯(St)和八甲基环四氧硅烷(D4)聚合后得到的；其平均粒径小于100nm。其中甲基丙烯酸占聚合物9～11wt％，甲基丙烯酸甲酯占聚合物6～8wt％，丙烯腈占聚合物7～9wt％，丙烯酸正丁酯或丙烯酸2-乙基己酯占聚合物57～61wt％，苯乙烯(St)占聚合物3～5wt％，八甲基环四氧硅烷(D4)占聚合物10～12wt％。所述的乳化剂是由十二烷基硫酸钠(SDS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7混合后得到的。其中脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3占乳化剂的8～10wt％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7占乳化剂的16～20wt％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠占乳化剂的34～38wt％，十二烷基硫酸钠占乳化剂的34～38wt％。所述的助表面活性剂是聚乙二醇400或聚乙二醇600和甘油的混合物，其中聚乙二醇400或聚乙二醇600占助表面活性剂的60～78wt％。本专利技术以MAA、MMA、AN、St为核单体，BA或EHA和D4为壳单体进行核壳聚合反应，得到改性聚丙烯酸酯微乳液，使得到的乳液粒径小于100nm，具有良好的成膜性、渗透性、亲和性，形成的膜柔软、透气性好。本专利技术的改性聚丙烯酸酯微乳液是通过三个步骤合成的，1)核单体的预乳化；2)壳单体的预乳化；3)用核壳聚合的方法进行聚合(1)核单体的预乳化将占乳化剂总量30～40wt％的乳化剂和占总助表面活性剂40～55wt％的助表面活性剂加入到核单体中，在高速机械搅拌下缓慢加入占核单体总质量1.4～2.2倍的水，用转相分散法制成核单体预乳液；(2)壳单体的预乳化将剩余乳化剂及助表面活性剂加入壳单体中，在高速机械搅拌下缓慢加入占壳单体总质量0.9～1.8倍的水，用转相分散法制成壳单体预乳液；(3)聚合室温下，向装有温度计、搅拌器、冷凝管的反应釜内加入相当于步骤(1)得到的核单体预乳液1/3～1/2体积量的水，开动搅拌，加步骤(1)得到的核单体预乳液的1/3～1/2部分，用氨水调pH值至6～8，开始升温，升温至50～70℃时加入引发剂的1/12～1/10部分，继续升温并用30～50分钟时间加入剩余核单体预乳液及引发剂的3/12～3/10部分，温度控制在80～96℃间的某一温度的±2℃，加完所有步骤(1)得到的核单体后用80～120分钟时间加入步骤(2)得到的壳单体预乳液及引发剂的5/12～7/12部分，滴加完所有壳单体后追加剩余引发剂并保持反应1～2.5小时，反应过程中用氨水调pH值，使反应始终在pH6～8的条件下进行。自然冷却，过滤，得到改性聚丙烯酸酯微乳液体系的组成为改性聚丙烯酸酯聚合物28～34wt％；乳化剂 2～3wt％；助表面活性剂3～4wt％；其余为水。其中核单体的甲基丙烯酸占总反应单体的9～11wt％、甲基丙烯酸甲酯占总反应单体的6～8wt％、丙烯腈占总反应单体的7～9wt％、苯乙烯(St)占总反应单体的3～5wt％；壳单体的丙烯酸正丁酯或丙烯酸2-乙基己酯占总反应单体的57～61wt％，八甲基环四氧硅烷(D4)占总反应单体的10～12wt％；其中脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3占乳化剂的8～10wt％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7占乳化剂的16～20wt％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠占乳化剂的34～38wt％，十二烷基硫酸钠占乳化剂的34～38wt％。其中聚乙二醇400或聚乙二醇600占助表面活性剂的60～78wt％，其余为甘油；引发剂占总反应体系0.08～0.16wt％；所述的引发剂是过硫酸铵等。本专利技术的改性聚丙烯酸酯微乳液可作为纺织品粘合剂。用于纺织品粘合剂时的整理工艺为将步骤(3)得到的改性聚丙烯酸酯微乳液用去离子水稀释至8～30g/L形成整理液。选取浴比1∶20～1∶60。把整理液在25～45℃水浴中预热20～40min，然后放入纺织品，使其在25～45℃整理液中浸润20～40min，取出后轧液，使轧液率为70～90％，放入烘箱，在70～90℃预烘5～10min，在100～160℃焙烘2～4min。所述的纺织品包括棉、麻、羊毛、丝绸、人造棉、涤纶、丙纶、腈纶、锦纶、涤/棉、毛/涤或毛/腈等织物。本专利技术提供了一种改性聚丙烯酸酯微乳液及其合成方法，乳液中的改性聚丙烯酸酯聚合物平均粒径小于100nm，各性能稳定，皮膜性能良好。将合成的改性聚丙烯酸酯微乳液作为纺织品粘合剂用于织物，可以得到手感柔软，透湿性良好甚至具有导湿效果的织物。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。实施例11)核单体的预乳化用天平称取0.03g AEO-3、0.06g AEO-7、0.12g AES、0.50g PEG 400、0.12g SDS、0.17g甘油于小烧杯内，再量取1.2ml MMA、1.5ml MAA、1.5ml AN、0.7ml St加入到小烧杯内，在微热(40℃左右)条件下将乳化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张涑戎，金鲜英，李立平，
申请(专利权)人：北京服装学院，
类型：发明
国别省市：