含有叔碳酸乙烯酯的水性苯丙乳液及其制备方法技术

本发明专利技术的含有叔碳酸乙烯酯的水性苯丙乳液及其制备方法属于高分子聚合物的技术领域。本发明专利技术的水性苯丙乳液由水乳聚合物、乳化剂、引发剂、pH值调节剂、保护胶和水组成；其中的水乳聚合物由苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、α-甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和叔碳酸乙烯酯七种单体通过乳液聚合制得。水性苯丙乳液的制备有单体预乳化、制得种子乳液和水性苯丙乳液的合成三个过程。本发明专利技术的水性苯丙乳液具有宽温域高阻尼性能、良好的韧性和弹性、较好的耐冷热性、耐擦洗性、耐玷污性、耐水性、耐酸碱性以及耐候性；对环境没有任何污染，实现了绿色环保的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子聚合物的
，特别涉及一种互穿网络聚合物乳液及其制备方法。
技术介绍
苯丙乳液(苯こ烯-丙烯酸酯互穿网络聚合物乳液)是由苯こ烯和丙烯酸酯単体经乳液共聚而得。苯丙乳液作为ー类重要的中间化工产品，以其优异的性能广泛的应用在建筑材料、金属表面乳胶涂料、纸张粘合剂、胶粘剂等领域。由于苯丙乳液成本较低，其涂膜具有良好的耐水、耐碱、耐候、抗污染等特性，近 年来，在涂料领域得到了普遍应用。CN1486996公开了ー种改性苯丙乳液的制备方法，其特征是以苯こ烯、丙烯酸丁酷、丙烯酸为聚合单体，以有机氟为改性単体，以复合乳化剂为体系的乳化剤，采用热分解引发剂为引发剂，用硅烷偶联剂对有机氟进行预处理后，以十二烷基苯磺酸作催化剂，采用核壳エ艺聚合得到改性苯丙乳液。该专利技术得到的有机硅(氟)改性苯丙乳液，可广泛用作内、外墙涂料的基料，可使该涂料不但有良好的附着性、耐水性、贮存稳定性及良好的施工性能，而且具有很好的耐候性、耐污性，可大大延长其使用寿命。CN102432731A公开了ー种阳离子苯丙乳液及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤a)将(甲基)丙烯酸酷、(甲基)苯こ烯和(甲基)丙烯酸混合，获得混合単体a ；b)将乳化剂、引发剂和水混合,获得水溶液b ；c)将阳离子单体和水混合,获得水溶液c ；d)将混合単体a加入乳化剤、引发剂和水中混合，获得混合単体溶液d ；e)将混合単体a加入乳化剂、引发剂和水中，反应，滴加溶液d和乳化剂、水溶液b和水溶液C，反应，用碱性溶液中和，获得产品；所述阳离子単体选自对こ烯基苄基三甲基氯化铵或对甲基苄基三甲基氯化铵。现有技术制备的水性苯丙乳液，在生产和使用中，存在耐水性、耐酸碱性、耐候性效果不理想，耐擦洗性、耐冷热性、耐玷污性差等缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，采用互穿网络聚合物(IPN)技术，合成绿色环保的具有水性宽温域高阻尼性能的苯丙乳液。本专利技术的具体技术方案如下ー种含有叔碳酸こ烯酯的水性苯丙乳液，由水乳聚合物、乳化剤、引发剂、pH值调节剂、保护胶和水组成；各成分的含量按质量计水乳聚合物占水性苯丙乳液的47% 50%、乳化剂占水乳聚合物的2% 4%、引发剂占水乳聚合物的O. 7% I. 7%，pH值调节剂占水乳聚合物的O. 4% I %、保护胶占水乳聚合物的1% 3%、余量为水；所述的水乳聚合物，由苯こ烯、丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酷、α -甲基丙烯酸、丙烯酸羟こ酯和叔碳酸こ烯酯七种单体通过乳液聚合制得，各単体按质量计占水乳聚合物的百分比为苯こ烯18. 9 % 47. 8 %、丙烯酸丁酯30. 2 % 56. 6 %、甲基丙烯酸甲酯3. 8% 4. 4%、甲基丙烯酸丁酯6. 3% 8. 3%、α -甲基丙烯酸2. 8% 3.O %、丙火布酸轻乙醋O. 6% O. 9%、叔碳酸乙火布醋8. 2% 8. 8%。水乳聚合物粒ィ5小于IOOnm0所述的乳化剂是由十二烷基硫酸钠、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐(OS)组成，以质量计，十二烷基硫酸钠占乳化剂总量的55% 58%，OS占乳化剂总量的42% 45%。所述的引发剂是过硫酸铵；所述的pH值调节剂是碳酸氢钠； 所述的保护胶是聚甲基丙烯酸钠盐。这些单体的不同配比组合，可以调节含有叔碳酸こ烯酯的水性苯丙乳液的玻璃化转变温度并拓宽阻尼材料的阻尼温；能够改善乳液在纸张表面纤维吸附留着，明显地增强纸张的表面強度，显著降低灰底白板纸的Cobb值。本专利技术的水性苯丙乳液制备的技术方案如下所述。ー种含有叔碳酸こ烯酯的水性苯丙乳液的制备方法，有以下步骤(I)单体预乳化将乳化剂溶解在占总水量5 10%的水中，将七种単体苯こ烯、丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酷、α -甲基丙烯酸、丙烯酸羟こ酷、叔碳酸こ烯酯和乳化剂溶液同时投入到乳化釜中，搅拌I. 5 2小时制得预乳液；所述的总水量，是七种单体质量的I I. 13倍;(2)制得种子乳液在反应釜中加入占总水量25 40%的水、占pH值调节剂总量5 10%的pH值调节剂、占引发剂总量5 10%的引发剂和全部的保护胶，搅拌情况下加热升温至75 90°C时，将剩余的水、引发剂和PH值调节剂制成的混合溶液，同预乳液同时分别滴加到反应釜中，在15 30分钟时间内滴加混合溶液及预乳液总量的10 15%，至反应体系呈蓝色荧光时，停止滴加并继续搅拌，制得种子乳液；(3)水性苯丙乳液的合成停止滴加15 30分钟后，继续搅拌分别滴加剰余的混合溶液和预乳液，并在4 5小时内滴加完毕；添料结束后在O. 5 I小时内在75 90°C基础上阶段升温5°C，再恒温I小时；将反应体系冷却降温至50°C以下出料，得到水性苯丙乳液，其固含量约为47% 50%。所述的阶段升温，可以分2 4次使温度升高5°C，毎次之间恒温12 50分钟。比如，先升高温度2 V，在此温度恒温30 50分钟后，再次升高温度3°C，之后恒温I小吋；或先升高温度3°C，在此温度恒温30 50分钟后，再次升高温度2°C，之后恒温I小时；或每升高1°C恒温12分钟，之后再恒温I小时。还可以在冷却降温至50°C以下出料后，采用80 100目筛网对乳液进行过滤。在反应过程中，种子乳液制备的好坏，直接关系到反应釜中投料成功与否。在本专利技术反应条件下，乳液中不会有结块现象。本专利技术的特点在干以水作为溶剂，采用乳液聚合方法，优化聚合単体及其质量配比，特别是添加叔碳酸こ烯酯制得水性苯丙乳液，使水性苯丙乳液不仅具有宽温域高阻尼性能，又具有良好的韧性和弾性，同时还具有较好的耐冷热性、耐擦洗性、耐玷污性、耐水性、耐酸碱性以及耐候性，在提高阻尼材料特别是汽车用阻尼材料的性能方面将起到重要作用。本专利技术的水性苯丙乳液无论是在制备过程中还是在保存使用中，由于不含有机溶剤，因此，其对环境没有任何污染，实现了绿色环保的要求。附图说明图I是本专利技术实施例I水性苯丙乳液的动态力学谱图。图2是本专利技术实施例2水性苯丙乳液的动态力学谱图。图3是本专利技术实施例3水性苯丙乳液的动态力学谱图。 图4是本专利技术实施例4水性苯丙乳液的动态力学谱图。图5是本专利技术实施例I水性苯丙乳液的应カ-应变曲线。图6是本专利技术实施例2水性苯丙乳液的应カ-应变曲线。具体实施例方式下面结合实例对本专利技术作进ー步的描述以下实施例I 4中的各试剂用量是以质量百分比计算的。实施例I :聚甲基丙烯酸钠作为保护胶，十二烷基硫酸钠及烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐作为乳化剤，过硫酸铵作为引发剂，碳酸氢钠作为PH值调节剂，苯こ烯、丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酷、α -甲基丙烯酸、丙烯酸羟こ酷、叔碳酸こ烯酯作为单体，其余部分为水，制备水性苯丙乳液。制得水性苯丙乳液按质量的组成为水乳聚合物占水性苯丙乳液的47. 5% ；乳化剂占水乳聚合物的3. 6% ;引发剂占水乳聚合物的I. 2% ;pH值调节剂占水乳聚合物的O. 5% ;保护胶占水乳聚合物的2% ;余量为水；各单体占水乳聚合物的含量按质量计苯こ烯占26. 7%、丙烯酸丁酯占50. 3%、甲基丙稀酸甲酷占4. 4%、甲基丙稀酸丁酷占6. 3%、α -甲基丙稀酸占3. 0%、丙稀酸轻こ酷占O. 88%、叔碳酸こ稀酷占8. 42% ；以质量计，十_■烧基硫酸纳占乳化剂总量的58本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种含有叔碳酸こ烯酯的水性苯丙乳液，由水乳聚合物、乳化剤、引发剂、PH值调节齐U、保护胶和水组成；各成分的含量按质量计水乳聚合物占水性苯丙乳液的47% 50%、乳化剂占水乳聚合物的2% 4%、引发剂占水乳聚合物的O. 7% I. 7%，pH值调节剂占水乳聚合物的O. 4% I %、保护胶占水乳聚合物的1% 3%、余量为水； 所述的水乳聚合物，由苯こ烯、丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酷、α -甲基丙烯酸、丙烯酸羟こ酯和叔碳酸こ烯酯七种单体通过乳液聚合制得，各单体按质量计占水乳聚合物的百分比为苯こ烯18. 9% 47. 8%、丙烯酸丁酯30. 2% 56. 6%、甲基丙烯酸甲酯3. 8% 4. 4%、甲基丙烯酸丁酯6. 3% 8. 3%, α -甲基丙烯酸2. 8% 3. 0%、丙火布Ife轻乙酷O. 6% O. 9%、叔碳酸乙紐酷8. 2% 8. 8%。2.根据权利要求I所述的含有叔碳酸こ烯酯的水性苯丙乳液，其特征在于，所述的乳化剂，由十~■烧基硫酸纳和烧基酌·酿横基玻拍酸酷纳盐组成，以质量计，十~■烧基硫酸纳占乳化剂总量的55% 58%，烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐占乳化剂总量的42% 45% ;所述的引发剂是过硫酸铵；所述的PH值调节剂是碳酸氢钠；所述的保护胶是聚甲基丙烯酸钠盐。3.根据权利要求I或2所述的含有叔碳酸こ烯酯的水性苯丙乳液，其特征在于，所述的水乳聚合物，粒径小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚鹏，陈鹏，王静媛，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：