一种丁苯胶乳的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种丁苯胶乳的制备方法及应用，该制备方法包括以下步骤：将丁二烯、苯乙烯、羧酸单体、丙烯类单体、引发剂、乳化剂、分子量调节剂、硅烷按照自由基乳液聚合的方式，在60℃～90℃下反应时间为5～11小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝5‑9，经过滤后可得到丁苯胶乳。本发明专利技术的丁苯胶乳粒径小，是一种能满足造纸面涂用的具有良好耐水性的胶乳产品。该产品在造纸面涂中使用，能明显提高纸张的耐水性。

【技术实现步骤摘要】
一种丁苯胶乳的制备方法及应用
本专利技术涉及一种造纸用面涂胶乳，具体涉及一种丁苯胶乳的制备方法及应用。
技术介绍
丁苯胶乳被广泛的用于纸张的涂料中。丁苯胶乳以其更小的粒径，更好的成膜性，成为了纸张面涂中一种十分理想的胶乳。随着造纸技术的不断改进，对纸张的综合性能要求越来越高，对乳液的性能要求也越来越高，特别是在日常用纸中，对耐水性要求很高。所以，作为纸张的面涂胶乳的丁苯胶乳，其耐水性能尤为重要。中国专利CN102786620A公开了一种小粒径羧基丁苯胶乳的制备方法，制备得到的乳液具有高固含量、小粒径、低粘度、稳定性好等优点。但是其耐水性还有待提高。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中丁苯胶乳耐水性低的问题，提出一种丁苯胶乳的制备方法及应用。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是提供一种丁苯胶乳的制备方法，将丁二烯、苯乙烯、羧酸单体、丙烯类单体、引发剂、乳化剂、分子量调节剂、硅烷按照自由基乳液聚合的方式，在60℃～90℃下反应时间5～11小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝5-9，经过滤后即得；反应体系中各组分及重量份数如下：进一步地，在所述的丁苯胶乳的制备方法中，所述羧酸单体选自马来酸、富马酸或衣康酸中的至少一种。进一步地，在所述的丁苯胶乳的制备方法中，所述丙烯类单体选自丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺中的至少一种。进一步地，在所述的丁苯胶乳的制备方法中，所述硅烷选自氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、V-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。进一步地，在所述的丁苯胶乳的制备方法中，所述乳化剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基二苯醚二磺酸钠的至少一种。进一步地，在所述的丁苯胶乳的制备方法中，所述分子量调节剂为叔十二碳硫醇、醋酸正十二烷基醇酯、二甲基丙酸中的至少一种。进一步地，在所述的丁苯胶乳的制备方法中，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。进一步地，在所述的丁苯胶乳的制备方法中，所述碱性物质选自氢氧化钠水溶液、氨水中的一种。进一步优选地，在所述的丁苯胶乳的制备方法中，所述碱性物质优选重量含量为10％～40％的氢氧化钠水溶液。进一步地，在所述的丁苯胶乳的制备方法中，所述胶乳重量固含量为40％～60％，粒径为80-100nm。本专利技术第第二个方面是提供一种上述所述方法制备的丁苯胶乳在造纸涂料中的应用。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术发现通过在丁苯胶乳上引入硅烷所制得的乳液，应用于造纸涂料中，可以显著的改善纸张的耐水性。这可能是由于在丁苯胶乳接枝硅烷基团，可以形成嵌段的梳形结构，乳胶粒表面有大量羟基、酰胺基、硅氧基等活性基团能与纤维表面形成强烈的氢键作用，增强纸张的表面强度。在涂料干燥过程中，涂料涂层形成网状结构，纸张的耐水性有所提高；本专利技术方法制得的丁苯胶乳是一种能满足造纸涂料用高性能、环保的产品，该产品在造纸涂料中使用，能明显提高涂料涂层的耐水性。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本专利技术，但是下述实施例并不限制本专利技术范围。实施例12000ml加压反应釜先抽真空，真空度-0.095MPa，加入0.1克烷基二苯醚二磺酸钠，0.1克过硫酸钾，50克蒸馏水，完全溶解成水溶液，开启搅拌，升温至70℃。同时在70℃条件下滴加10克衣康酸，30克丁二烯，100克苯乙烯，0.2克叔十二碳硫醇，0.2克丙烯酰胺，0.5克3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合单体；以及0.4克烷基二苯醚二磺酸钠、0.4克过硫酸钾，0.2克丙烯酰胺，21.93克蒸馏水的混合水溶液。滴加时间6小时。滴加结束后继续在70℃保温8小时。冷却至25℃，用5克20wt％氢氧化钠水溶液中和。经200目筛网过滤，得到丁苯胶乳，固含量59.87wt％，pH＝6.12(使用PHS-3C精密pH计测得)，粒径85nm(使用马尔文纳米粒度仪测得)。实施例22000ml加压反应釜先抽真空，真空度-0.095MPa，加入2克十二烷基磺酸钠，1克过硫酸钾，500克蒸馏水，50克苯乙烯，完全溶解成水溶液，开启搅拌，升温至90℃。同时在90℃条件下滴加5克富马酸，50克丙烯腈，200克丁二烯，200克苯乙烯，2克氨丙基三甲氧基硅烷的混合单体；以及3克十二烷基磺酸钠、4克过硫酸钾，111克蒸馏水的混合水溶液。滴加时间4小时。滴加结束后继续在90℃保温1小时。冷却至25℃，用12.5克40wt％氢氧化钠水溶液中和。经200目筛网过滤，得到丁苯胶乳，固含量40.23wt％，pH＝8.87(使用PHS-3C精密pH计测得)，粒径91nm(使用马尔文纳米粒度仪测得)。实施例32000ml加压反应釜先抽真空，真空度-0.095MPa，加入0.5克十二烷基硫酸钠，0.5克过硫酸钠，150克蒸馏水，完全溶解成水溶液，开启搅拌，升温至80℃。同时在80℃条件下滴加3克丙烯酸甲酯，100克丁二烯，200克苯乙烯，1克醋酸正十二硫醇，2克V-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的混合单体；以及2克烷基二苯醚二磺酸钠、2克过硫酸钠，1克丙烯酸，58.5克蒸馏水的混合水溶液。滴加时间4小时。滴加结束后继续在80℃保温1.5小时。冷却至25℃，用10克30wt％氢氧化钠水溶液中和。经200目筛网过滤，得到丁苯胶乳，固含量50.03wt％，pH＝7.45(使用PHS-3C精密pH计测得)，粒径85nm(使用马尔文纳米粒度仪测得)。实施例42000ml加压反应釜先抽真空，真空度-0.095MPa，加入0.2克十二烷基磺酸钠，0.1克烷基二苯醚二磺酸钠，0.3克过硫酸铵，2克衣康酸，2克富马酸，100克蒸馏水，完全溶解成水溶液，开启搅拌，升温至75℃。同时在75℃条件下滴加20克丙烯腈，25克丙烯酰胺，60克丁二烯，100克苯乙烯，1.5克叔十二碳硫醇，1克氨丙基三甲氧基硅烷，1克3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合单体；以及1.8克十二烷基磺酸钠、1.5克过硫酸钠，139.98克蒸馏水的混合水溶液。滴加时间3小时。滴加结束后继续在75℃保温3小时。冷却至25℃，用40克15wt％氨水中和。经100目筛网过滤，得到丁苯胶乳，固含量45.14wt％，pH＝8.39(使用PHS-3C精密pH计测得)，粒径86nm(使用马尔文粒度仪测得)。实施例5对比例：按CN102786620A的方法制备的小粒径羧基丁苯胶乳。用实施例1～4和对比例，按下述配方制备涂料：将上述组分加入高速分散机，搅拌均匀后高速分散20～30min，至细度合格，低速下加入下述组分，搅拌均匀后，出料，过滤胶乳40wt％309.4增稠剂KeltexP2％154.5漆浆-711.2合计-1175.1将采用实施例1～4和对比例乳液配制的涂料用10#涂布棒在300g/m2灰底白板纸上进行涂布，涂布量20g/m2，备用。Cobb值测定：采用杭州轻通博科自动化技术有限公司的XSH型可勃吸收性测定仪按GB/T1540-1989方法检测上述涂布纸。判定标准：Cobb值越小，表明涂布纸的耐水性越好。胶乳的粒径：(使用马尔文粒度仪测得)粒径(nm)对比例87实施例185实施例291实施例385实施例486从粒径值可以看出：使用本专利技术实施例1～4制备的丁苯胶乳，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，将丁二烯、苯乙烯、羧酸单体、丙烯类单体、引发剂、乳化剂、分子量调节剂、硅烷按照自由基乳液聚合的方式，在60℃～90℃下反应时间5～11小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝5‑9，经过滤后即得；反应体系中各组分及重量份数如下：

【技术特征摘要】
1.一种丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，将丁二烯、苯乙烯、羧酸单体、丙烯类单体、引发剂、乳化剂、分子量调节剂、硅烷按照自由基乳液聚合的方式，在60℃～90℃下反应时间5～11小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝5-9，经过滤后即得；反应体系中各组分及重量份数如下：2.根据权利要求1所述的丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，所述羧酸单体选自马来酸、富马酸或衣康酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，所述丙烯类单体选自丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺中的至少一种。4.根据权利要求1所述的丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，所述硅烷选自氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、V-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，李鹏，尹东华，金霞朝，
申请(专利权)人：济宁明升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37