一种含有磺酸基烷基的超浓乳液聚合物制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有磺酸基烷基的超浓乳液聚合物制备方法，所述聚合物主要由以下几种材料制备而成：乳化用亲水小单体3.0‑5.0份、乳化用疏水小单体6.0‑9.0份、磺酸基小单体8‑17份、乳液引发剂0.10‑0.42份、引发剂a 2.5‑4.9份、引发剂b 4.2‑6.3份、链转移剂0.21‑0.62份、烷基小单体400‑440份、交联剂5.1‑8.6份、氟功能单体15‑25份、中和剂10.6‑20.2份、pH调节剂5.5‑9.7份、助乳化剂1.0‑4.0份、液膜增强剂0.2‑0.8份，其余为水，总质量份数为1000。本发明专利技术以磺酸基小单体和烷基小单体采用超浓乳液聚合法，超浓乳液的高浓度降低了液泡中单体的迁移性，延缓了分子链终止，从而加大了分子量。并且可以通过改变pH值或离子强度来控制液泡大小，从而更好地调节聚合物乳胶粒子的大小。

Preparation method of super concentrated emulsion polymer containing sulfonic alkyl group

The invention discloses a preparation method of super concentrated emulsion polymer containing sulfonyl alkyl, which is mainly prepared from the following materials: emulsified hydrophilic monomer 3, 5 parts, emulsifying hydrophobic monomers 6, 9 parts, sulfonic monomers 8, 17, emulsion initiator 0.10 0.42, initiator a 2.5, 4.9 parts, initiator B 4.2, 4.2, chain transfer agent 0.62, 400 \u2011 440, 5.1 \u2011 8.6, 15 \u2011 25, 10.6 \u2011 20.2, 5.5 \u2011 9.7, 1.0 \u2011 4.0, 0.2 \u2011 0.8, the rest is water, with a total mass of 1000. The invention adopts super concentrated emulsion polymerization of sulfonic monomers and alkyl monomers. The high concentration of super concentrated emulsion reduces the migration of monomer in the vacuoles, delays the termination of molecular chains, and thus increases the molecular weight. The size of the polymer latex particles can be better adjusted by changing the pH value or ionic strength to control the size of the vacuole.

【技术实现步骤摘要】
一种含有磺酸基烷基的超浓乳液聚合物制备方法
本专利技术属于聚合物合成领域，涉及到高分子聚合物的合成领域，具体是一种含有磺酸基烷基的超浓乳液聚合物制备方法。
技术介绍
超浓乳液是指体系中分散相的体积分数大于0.74,外观似胶冻的乳液,其分散相的体积分数甚至可以达到0.99。在超浓乳液中,分散相的液滴已发生变形，成为由连续相薄液膜分隔开的多面体液胞。与本体聚合相比,超浓乳液聚合在聚合中存在两个非常重要的乳液聚合特性:一是聚合中可同时获得较高的聚合速率和较大的分子量,二是乳胶粒子的大小由液胞决定,而液胞的大小则可通过表面活性剂来控制,因而聚合物乳胶粒子的尺寸是可控的。超浓乳液聚合单体在连续相中,通过聚合制备相互交联的大孔聚合物，用此模板合成关联的大孔聚合物,不仅可以制备可控粒径材料,而且可以设计制备材料的各种性能，因此通过超浓乳液为模板制备可控孔径的材料引起了很大的关注。由于通过纳米粒子和乳化剂可以很好制备乳液,并且提高材料一定的力学性能。专利CN201811208157.8公开了一种聚合物的合成及其应用，本专利技术提供一种聚合物，包括由单体和助剂经聚合得到，所述单体包括以下组分：式(I)所示的化合物、非氟丙烯酸酯类单体、笼型八乙烯基倍半硅氧烷单体和交联单体；本专利技术的聚合物避免了全氟烷基长链的使用，对生物体容易降解，对人体没有伤害；并保持优秀的疏水及疏油特性，耐洗涤，并具备优良的稳定性及物理性，适用范围广泛，应用本专利技术产品的织物，手感舒适，疏水疏油效果明显，并且耐摩擦，在经过多次摩擦后，还能在织物上保持4级以上的防水能力，具有很高的商业价值。专利CN201680082340.0公开了一种碱溶胀性乳液聚合物，本技术涉及可用作流变改性剂的碱溶胀性乳液聚合物。本技术更具体涉及含有多不饱和两亲大分子单体的残基的碱溶胀性乳液聚合物。在一个方面中，所公开的聚合物可用于增稠含表面活性剂的水性组合物，同时为包含它们的组合物提供优异的流变性质、澄清度和长时间稳定悬浮不溶性和粒状材料的能力，以及改进的增稠效率。专利CN102911418A公开了一种超浓乳液制备聚丙烯酸酯-有机P阻燃剂的方法，本专利技术方法的主要是以磷酸三丁酯、苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸丁酯单体合成聚丙烯酸酯预聚体，然后在室温下将其滴加至聚乙烯醇、去离子水、十二烷基磺酸钠组成的水相中，得到果冻状乳液，并将其转入离心管试管中，离心约1-3分钟，除去上层气泡；然后通入氮气，并用橡皮塞密封，置于50℃水域中聚合反应24小时，制备含不同质量分数的磷酸三丁酯聚合物阻燃剂。但是现有技术中产品都只是在某一方面进行改善，综合性能难以达到耐沾污性、耐热性、抗拉强度和耐水性同时较优，因此需要在现有技术基础上进一步研发性能更优异的防水涂料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种磺酸基烷基超浓乳液聚合物的制备方法。本专利技术制备了一种含有磺酸基烷基的高分子材料。本专利技术采用疏水小单体与亲水小单体使用超浓乳液聚合法制备成一种防水效果良好的超浓乳液聚合物，其具有联结性好、抗拉伸强度好以及耐高温等性能。本方法使用超浓乳液聚合法，超浓乳液的高浓度降低了液泡中单体的迁移性，延缓了分子链终止，从而加快了反应速率也加大了分子量。并且可以通过改变pH值或离子强度来控制液泡大小，从而更好地调节聚合物乳胶粒子的大小。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种含有磺酸基烷基的超浓乳液聚合物制备方法，其特征在于，包括如下过程：步骤(1)将3.0-5.0份水、3.0-5.0份乳化用亲水小单体、6.0-9.0份乳化用疏水小单体、0.10-0.42份乳液引发剂和0.21-0.62份链转移剂直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中，搅拌均匀后，控制温度在70-90℃下反应1-2个小时，再保温1-2小时，冷却后得到一种超浓乳化剂；所述的乳化用亲水小单体为乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或几种组合组合；所述的链转移剂为次亚磷酸钠；步骤(2)将8-17份磺酸基类亲水小单体、400-440份烷基类疏水小单体、5.1-8.6份交联剂和15-25份氟功能单体加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，加入5.5-9.7份pH调节剂调节pH至9-9.5，搅拌均匀，制得反应单体混合溶液；所述的磺酸基类亲水单体为乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或几种组合组合；所述的交联剂为均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯和/或二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯；步骤(3)将5-16份去离子水、12.31-20.04份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、1.0-4.0份助乳化剂和0.2-0.8份液膜增强剂加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，搅拌1-3小时，制得复合乳化剂水溶液；所述的液膜增强剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和羟丙基纤维素中的任意一种或几种组合组合；步骤(4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中，滴加1.5-2小时，滴加完成后继续搅拌10-20分钟，制得超浓乳液；步骤(5)室温下，将超浓乳液转入离心试管中，以900-1200转/分钟的速度，离心2-4分钟；步骤(6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于65-80℃水浴中恒温6-8小时，先滴加A液5-6小时，再滴加B液1-2小时，其中，A液由50份水和2.5-4.9份引发剂a组成，B液由50份水和4.2-6.3份引发剂b组成，并且引发剂b的引发速率高于引发剂a；步骤(7)反应完后保温、熟化1-2小时，冷却后加入10.6-20.2份中和剂，补水至总溶液质量为1000份，即制备得含有磺酸基烷基的超浓乳液聚合物。优选地，步骤(1)中，所述的乳化用疏水小单体为N-十八烷基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚中的任意一种或几种组合组合。优选地，步骤(2)中，所述的烷基类疏水小单体为N-十八烷基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚中的任意一种或几种组合组合。优选地，步骤(3)中，所述的助乳化剂为十六烷、十六醇、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸月桂酯中的任意一种或几种组合组合。优选地，步骤(1)中，所述的乳液引发剂为过氧化十二酰、过氧化叔戊酸叔丁酯和过氧化二碳酸二环己酯中的任意一种或几种组合。优选地，步骤(6)中，所述的引发剂a为偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸和偶氮二异丁酸二甲酯中的任意一种或几种组合。优选地，步骤(6)中，所述的引发剂b为偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈和偶氮二氰基戊酸中的任意一种或几种组合。优选地，步骤(2)中，所述的氟功能单体为丙烯酸三氟乙酯和/或全氟辛基乙基丙烯酸酯。优选地，步骤(7)中，所述的中和剂为30％溶度的氢氧化钠溶液、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钾中的任意一种或几种组合。优选地，步骤(2)中，所述的pH调节剂为甲醇钠、乙醇钠、乙醇胺、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有磺酸基烷基的超浓乳液聚合物制备方法，其特征在于，包括如下过程：/n步骤(1)将3.0-5.0份水、3.0-5.0份乳化用亲水小单体、6.0-9.0份乳化用疏水小单体、0.10-0.42份乳液引发剂和0.21-0.62份链转移剂直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中，搅拌均匀后，控制温度在70-90℃下反应1-2个小时，再保温1-2小时，冷却后得到一种超浓乳化剂；所述的乳化用亲水小单体为乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或几种组合组合；所述的链转移剂为次亚磷酸钠；/n步骤(2)将8-17份磺酸基类亲水小单体、400-440份烷基类疏水小单体、5.1-8.6份交联剂和15-25份氟功能单体加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，加入5.5-9.7份pH调节剂调节pH至9-9.5，搅拌均匀，制得反应单体混合溶液；所述的磺酸基类亲水单体为乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或几种组合组合；所述的交联剂为均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯和/或二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯；/n步骤(3)将5-16份去离子水、12.31-20.04份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、1.0-4.0份助乳化剂和0.2-0.8份液膜增强剂加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，搅拌1-3小时，制得复合乳化剂水溶液；所述的液膜增强剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和羟丙基纤维素中的任意一种或几种组合组合；/n步骤(4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中，滴加1.5-2小时，滴加完成后继续搅拌10-20分钟，制得超浓乳液；/n步骤(5)室温下，将超浓乳液转入离心试管中，以900-1200转/分钟的速度，离心2-4分钟；/n步骤(6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于65-80℃水浴中恒温6-8小时，先滴加A液5-6小时，再滴加B液1-2小时，其中，A液由50份水和2.5-4.9份引发剂a组成，B液由50份水和4.2-6.3份引发剂b组成，并且引发剂b的引发速率高于引发剂a；/n步骤(7)反应完后保温、熟化1-2小时，冷却后加入10.6-20.2份中和剂，补水至总溶液质量为1000份，即制备得含有磺酸基烷基的超浓乳液聚合物。/n...

【技术特征摘要】
1.一种含有磺酸基烷基的超浓乳液聚合物制备方法，其特征在于，包括如下过程：
步骤(1)将3.0-5.0份水、3.0-5.0份乳化用亲水小单体、6.0-9.0份乳化用疏水小单体、0.10-0.42份乳液引发剂和0.21-0.62份链转移剂直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中，搅拌均匀后，控制温度在70-90℃下反应1-2个小时，再保温1-2小时，冷却后得到一种超浓乳化剂；所述的乳化用亲水小单体为乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或几种组合组合；所述的链转移剂为次亚磷酸钠；
步骤(2)将8-17份磺酸基类亲水小单体、400-440份烷基类疏水小单体、5.1-8.6份交联剂和15-25份氟功能单体加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，加入5.5-9.7份pH调节剂调节pH至9-9.5，搅拌均匀，制得反应单体混合溶液；所述的磺酸基类亲水单体为乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或几种组合组合；所述的交联剂为均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯和/或二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯；
步骤(3)将5-16份去离子水、12.31-20.04份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、1.0-4.0份助乳化剂和0.2-0.8份液膜增强剂加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，搅拌1-3小时，制得复合乳化剂水溶液；所述的液膜增强剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和羟丙基纤维素中的任意一种或几种组合组合；
步骤(4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中，滴加1.5-2小时，滴加完成后继续搅拌10-20分钟，制得超浓乳液；
步骤(5)室温下，将超浓乳液转入离心试管中，以900-1200转/分钟的速度，离心2-4分钟；
步骤(6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于65-80℃水浴中恒温6-8小时，先滴加A液5-6小时，再滴加B液1-2小时，其中，A液由50份水和2.5-4.9份引发剂a组成，B液由50份水和4.2-6.3份引发剂b组成，并且引发剂b的引发速率高于引发剂a；
步骤(7)反应完后保温、熟化1-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯凯，罗人豪，姚恒，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42