聚合物胶乳凝聚粒子及其制备方法技术

本发明专利技术提供了聚合物胶乳凝聚粒子及其制备方法，该方法包括步骤S1：制备核

【技术实现步骤摘要】
聚合物胶乳凝聚粒子及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚合物胶乳凝聚粒子，具体而言，涉及一种聚合物胶乳凝聚粒子及其制备方法。

技术介绍

[0002]采用乳液聚合生产的核壳结构聚合物主要应用于涂料和增韧剂。当用作增韧剂时，需要采用水析凝聚工艺将胶乳中的聚合物进行回收，获得一定粒度的聚合物粉料。在凝聚过程中，接枝聚合物颗粒发生碰撞粘接，碰撞的频率越高，凝聚颗粒的致密度越高；碰撞形变量越大，凝聚颗粒粒径也越大。
[0003]核壳结构的聚合物的生产大都通过种子乳液聚合的方式进行，在反应的不同阶段，加入不同单体获得所需性能要求的聚合物。通过凝聚回收聚合物时，凝聚颗粒的成型速率决定了凝聚效果。其中壳层聚合物的玻璃化转变温度是影响颗粒成型速率的关键因素。用于增韧脆性树脂材料的增韧核壳聚合物的壳层往往与待增韧材料相似，往往具有较高的玻璃化转变温度，因此需要相对较高的熟化温度和较长的熟化时间以获得较好的粉体粒度，并能够顺利进行脱水与干燥。然而，生产负荷增加时，通常会缩短熟化时间，由于熟化时间缩短，颗粒碰撞次数减少，粉体的孔隙率增大，致密度下降，粉料微粉量增多，凝聚颗粒结构松散，脱水干燥工序无法稳定运行。
[0004]通常升高熟化温度能够提高颗粒碰撞粘接的效率，但过高的熟化温度会导致蒸汽消耗量增加和粉料品质的下降，同时也增加输送泵汽蚀的风险。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种聚合物胶乳凝聚粒子及其制备方法，以解决现有技术中熟化成型速率低、聚合物胶乳凝聚粒子品质差的问题。/>[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种聚合物胶乳凝聚粒子的制备方法，该方法包括：步骤S1：制备核-第一聚合物壳结构的第一胶乳；步骤S2：向第一胶乳中加入聚合单体进行反应，得到核-第一聚合物壳-第二聚合物壳结构的第二胶乳，其中第二聚合物的玻璃化转变温度比第一聚合物的玻璃化转变温度低5～20℃；步骤S3：使第二胶乳凝聚、熟化后脱水，得到聚合物胶乳凝聚粒子。
[0007]进一步地，在步骤S2中，基于第一胶乳中聚合物的总重量，聚合单体的量为0.5～5.0wt％。
[0008]进一步地，在步骤S2中，反应在60℃至85℃的温度下进行10min至60min的时间。
[0009]进一步地，聚合单体选自乙烯基单体和丙烯酸酯系单体中的任意一种或几种的组合。优选乙烯基单体选自苯乙烯、乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺中的任意一种或几种的组合，以及丙烯酸酯系单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或几种的组合。
[0010]进一步地，步骤S2还包括向第一胶乳中加入引发剂和乳化剂，优选基于聚合单体
的总重量，以0.1～1.0wt％的量加入引发剂，以0.5～5.0wt％的量加入乳化剂。
[0011]进一步地，引发剂选自水溶性引发剂、油溶性引发剂中的任意一种或几种的组合。
[0012]进一步地，引发剂选自水溶性热引发剂、油溶性氧化还原性引发剂、水溶性氧化还原性引发剂中的任意一种或几种的组合，更优选引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢/铁、过硫酸盐/硫醇、过氧化氢异丙苯中的任意一种或几种的组合。
[0013]进一步地，乳化剂选自阴离子乳化剂、阳离子乳化剂和非离子型乳化剂中的任意一种或几种的组合。
[0014]进一步地，在步骤S2中以一次性、连续或间歇方式向第一乳胶中加入聚合单体，优选以连续方式加入。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供了一种聚合物胶乳凝聚粒子，该聚合物胶乳凝聚粒子采用上述任一种方法获得。
[0016]应用本专利技术的技术方案，在不改变凝聚流程的基础上，仅通过在制备核-第一聚合物壳结构的第一胶乳后加入聚合单体进行反应，将原核-第一聚合物壳结构(即“软核
”-“
硬壳”双层结构)的第一胶乳转化为核-第一聚合物壳-第二聚合物壳结构(“软核
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硬壳
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软(半硬)壳”三层结构)的第二胶乳。从而，在不改变凝聚条件的前提下，提高聚合物颗粒的熟化成型速率，增大粉料粒度，减少粉料中的微粉量，提高脱水和干燥系统的运行稳定性。将聚合物的颗粒的熟化速率提高后，可以进一步减少凝聚剂用量和蒸汽用量，降低凝聚和熟化温度，减少粉料中凝聚剂残留，改善粉料的品质的同时降低生产装置的能耗。
具体实施方式
[0017]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0018]如
技术介绍
所分析的，现有技术中制备聚合物胶乳凝聚粒子的方法由于壳层聚合物玻璃温度高，熟化成型速率低，无法通过提高熟化温度对粒度分布进行改善。为了解决该问题，本申请提出了在不改变凝聚流程的基础上，仅通过在制备核-第一聚合物壳结构的第一胶乳后加入聚合单体进行反应，将原核-第一聚合物壳结构(即“软核
”-“
硬壳”双层结构)的第一胶乳转化为核-第一聚合物壳-第二聚合物壳结构(“软核
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硬壳
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软(半硬)壳”三层结构)的第二胶乳的思想。但是，现有技术中目前没有关于在制备核-第一聚合物壳结构的第一胶乳后加入聚合单体来生产聚合物胶乳凝聚粒子的报道，因此，本申请专利技术人在对聚合物胶乳凝聚粒子进行分析后，在大量试验基础上，提供了一种聚合物胶乳凝聚粒子及其制备方法。
[0019]在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种聚合物胶乳凝聚粒子的制备方法，该方法包括：步骤S1：制备核-第一聚合物壳结构的第一胶乳；步骤S2：向第一胶乳中加入聚合单体进行反应，得到核-第一聚合物壳-第二聚合物壳结构的第二胶乳，其中第二聚合物的玻璃化转变温度比第一聚合物的玻璃化转变温度低5～20℃；步骤S3：使第二胶乳凝聚、熟化后脱水，得到聚合物胶乳凝聚粒子。
[0020]在本申请的上述方法中，步骤S1制备第一胶乳的过程和步骤S3的凝聚、熟化后脱水的过程均是本领域技术人员熟知的。步骤S1制备的第一胶乳包括但不限于ABS接枝胶乳如丙烯腈和苯乙烯接枝的聚丁二烯胶乳，其中在步骤S1中，形成第一聚合物壳的单体是本
领域技术人员已知的，包括但不限于丙烯腈和苯乙烯，本领域技术人员可以根据需要选择第一聚合物壳的单体，只要确保第二聚合物的玻璃化转变温度比第一聚合物的玻璃化转变温度低 5～20℃即可。另外，已知的是，在步骤S3中，在凝聚、熟化后的凝聚浆液进行洗涤脱水和干燥工序，从而得到聚合物胶乳凝聚粒子，其中凝聚过程常用的凝聚剂包括但不限于有机酸、无机酸、高价金属盐、有机/无机絮凝剂中任意一种或它们的组合，凝聚所使用的凝聚剂能够同时使原有乳化剂或后加入的乳化剂失去乳化能力。破乳后的聚合物浆液进入到高温熟化釜内进行熟化，小粒径凝聚颗粒互相碰撞粘接，形成大粒径致密凝聚颗粒。上述步骤S3中的凝聚和熟化过程，本领域技术人员均可参考现有技术，由于本申请上述步骤S2的加入，可以减少凝聚剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物胶乳凝聚粒子的制备方法，其特征在于，包括：步骤S1：制备核-第一聚合物壳结构的第一胶乳；步骤S2：向所述第一胶乳中加入聚合单体进行反应，得到核-第一聚合物壳-第二聚合物壳结构的第二胶乳，其中所述第二聚合物的玻璃化转变温度比所述第一聚合物的玻璃化转变温度低5～20℃；步骤S3：使所述第二胶乳凝聚、熟化后脱水，得到聚合物胶乳凝聚粒子。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，基于所述第一胶乳中聚合物的总重量，所述聚合单体的量为0.5～5.0wt％。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述反应在60℃至85℃的温度下进行10min至60min的时间。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述聚合单体选自乙烯基单体和丙烯酸酯系单体中的任意一种或几种的组合，优选所述乙烯基单体选自苯乙烯、乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺中的任意一种或几种的组合，以及所述丙烯酸酯系单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或几种的组合。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙春福，刘姜，张辉，陆书来，于万权，宋振彪，杨超，张东杰，闫柏郁，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：