聚苯乙烯-丙烯酸酯核壳复合乳液的制备方法技术

聚苯乙烯-丙烯酸酯核壳复合乳液的制备方法，它属于乳液制备领域。本发明专利技术要解决现有热塑性聚苯乙烯-丙烯酸酯无规共聚物存在抗粘连、耐热性差等问题。本发明专利技术方法：一、称取原料；二、将蒸馏水加入反应釜中，升温，加入复合乳化剂和pH缓冲剂，随后部分乙烯基混合单体，乳化，加部分引发剂，升温反应至无回流，得种子乳液；三、继续升温，滴完剩余的乙烯基混合单体，同步加入部分引发剂，滴加完毕后保温，得核结构乳液。四、将丙烯酸酯基混合单体滴加到所述核结构乳液中，在混合单体滴加过程中，加入部分引发剂，滴加完毕后加入剩余引发剂，保温，然后降温，加入氨水，搅拌，进一步冷却，过滤。本发明专利技术应用于木材胶合、室内装修、纺织等领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，它属于乳液制备领域。本专利技术要解决现有热塑性聚苯乙烯-丙烯酸酯无规共聚物存在抗粘连、耐热性差等问题。本专利技术方法：一、称取原料；二、将蒸馏水加入反应釜中，升温，加入复合乳化剂和pH缓冲剂，随后部分乙烯基混合单体，乳化，加部分引发剂，升温反应至无回流，得种子乳液；三、继续升温，滴完剩余的乙烯基混合单体，同步加入部分引发剂，滴加完毕后保温，得核结构乳液。四、将丙烯酸酯基混合单体滴加到所述核结构乳液中，在混合单体滴加过程中，加入部分引发剂，滴加完毕后加入剩余引发剂，保温，然后降温，加入氨水，搅拌，进一步冷却，过滤。本专利技术应用于木材胶合、室内装修、纺织等领域。【专利说明】
本专利技术属于乳液制备领域；具体涉及。
技术介绍
聚合物乳液是以水溶液为分散介质的合成树脂产品。因其合成简单、易操作，且在合成与使用中无有机组分挥发，无毒无害，属于绿色环保型工业制品，故而广泛应用于塑料抗冲改性齐?、黏合齐?、涂料、絮凝剂及织物上浆剂和整理剂等领域。聚丙烯酸酯乳液(纯丙乳液)是一类重要环境友好型乳液，因其具有良好的物理化学性能、成膜性能、耐老化性，及优良的加工使用性能，在汽车、家具、家电、仪表、建筑等行业得到广泛应用。但由于乳液聚合中复杂的组分及丙烯酸酯聚合物分子链段结构影响，使得纯丙乳液耐水性、成膜性、耐磨性、机械强度等方面仍然存在缺陷，尤其是机械性能较差，存在高温变黏、低温变脆的问题；在湿热条件下，其乳胶膜性能大幅度降低。这些缺陷都使得纯丙乳液已不能满足较高的耐水热、抗刮擦和耐久性使用要求，特别是在耐抗张强度方面，限制了其在胶黏剂、涂料等领域的应用。因此如何实现纯丙乳液耐水热性能、机械性能及抗张强度的提高，是纯丙乳液发展和应用的关键问题。近来，纯丙乳液性能改进方面取得了长足的进步。例如，国内已有由丙烯酸酯和氧化还原引发助剂构成的双组分高耐水性聚丙烯酸酯胶黏剂。但双组分乳液胶黏剂在实际应用中工艺复杂，需要现用现配，不利于工业生产，同时还容易造成胶液浪费，增加了生产成本。近年来，对于纯丙乳液存在耐水热较差及使用性能等问题，人们采用多种方法进行改性，常用的改性方法是将苯乙烯、丙烯腈等活性单体引入丙烯酸酯体系，制备出共聚改性聚丙烯酸酯乳液，或是将聚氨酯、环氧树脂等改性组分与丙烯酸酯聚合物通过化学作用结合，实现性能提升。苯乙烯是耐热、耐水性及机械性能较佳的活性硬单体，希望它在与丙烯酸酯进行共聚时，可以改善聚丙烯酸酯乳液的耐热、耐水性能，并提高胶层内聚强度，进而改善机械性能。但采用常规的无规共聚合时，热塑性聚苯乙烯-丙烯酸酯无规共聚物往往不能同时兼具二者的优点，依然存在抗粘连、耐热性差等问题，改性效果达不到预期。
技术实现思路
本专利技术要解决现有热塑性聚苯乙烯-丙烯酸酯无规共聚物往往不能同时兼具二者的优点，依然存在抗粘连、耐热性差等问题；从而提供了。本专利技术以聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液为研究对象，采用本方法制备的聚苯乙烯-丙烯酸酯核壳复合乳液是通过核壳结构将聚丙烯酸酯与聚苯乙烯稳定复合，进而发挥协同作用，使复合乳液兼具二者优点，既可在保持乳液成膜性的同时，提高胶膜的内聚强度，改善其机械性能，又能满足乳液具有一定的耐水、耐湿热性，并且复合乳液具有高固含量、低粘度特性，从而实现聚苯乙烯-丙烯酸酯复合乳液的高性能化。本专利技术所制备的高性能聚苯乙烯-丙烯酸酯核壳复合乳液可直接用做水性环保黏合剂、涂料、织物上浆剂和整理剂，应用于木材胶合、室内装修、纺织等领域。对比现有技术，采用本方法制备的聚苯乙烯-丙烯酸酯核壳复合乳液具有以下特点:1、所制备的复合乳液为单组份，绿色环保，而且工艺简单，稳定性优良，利于现场施工作业。2、复合乳液具有高固含量、低黏度特性，利于优化施工工艺。3、胶接性能优异，尤其是具有优异的耐水热胶接性能；可常温固化成膜，初粘性佳，胶接固化速度快。4、复合乳液成膜特性和力学性能可单独调控。5、成膜透明，不污染、遮盖基材底色。为解决上述技术问题，本专利技术的是按下述步骤进行的:步骤一、按重量百分比分别称取50%~75%蒸馏水、0.5%~5%复合乳化剂、0.1%~0.5%pH缓冲剂、4%~20%乙烯基混合单体、2%~40%丙烯酸酯基混合单体和0.05%~1%引发剂，称取时同时满足乙烯基混合单体与丙烯酸酯基混合单体的质量比为(1/9~9):1 ;步骤二、将步骤一称取的蒸馏水加入反应釜中，升温至45~55°C，然后加入步骤一称取的复合乳化剂和PH缓冲剂，随后加入步骤一称取量10%~20%的乙烯基混合单体，在45~55°C条件下搅拌乳化15~30min，然后加入步骤一称取量30%~35%的引发剂，升温至60~70°C，反应至无回流(此时反应体系呈微蓝色)，获得种子乳液；步骤三、继续升温至75~85°C，在60~180min内滴完剩余的乙烯基混合单体，同步加入步骤一称取量20%~30%的引发剂，滴加完毕后在85~90°C条件下保温30~60min，获得核结构乳液。步骤四、将丙烯酸酯基混合单体以0.03~0.3g/min的速度滴加到所述核结构乳液中，在混合单体滴加过程中，加入步骤一称取量20%~30%的引发剂，滴加完毕后加入剩余引发剂，在80~90°C条件下保温60~120min，然后降温至65~50°C，加入氨水调整pH值为4~6，搅拌，进一步冷却至40°C以下，过滤出料，即制得聚苯乙烯-丙烯酸酯核壳复合乳液。步骤一所述的复合乳化剂按质量百分比由20%~80%阴离子乳化剂和余量的非离子乳化剂的组合；其中所述阴离子乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烯丙基聚醚硫酸盐中的一种或其中几种的组合，阴离子乳化剂为组合物时，各种阴离子乳化剂之间按任意比混合；非离子乳化剂为烷基醇聚醚和/或烷基酚聚氧乙烯基醚，非离子乳化剂为组合物时，烷基醇聚醚与烷基酚聚氧乙烯基醚按任意比混合。步骤一所述的pH缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸钠及磷酸氢二钾中的一种或者其中几种的混合，pH缓冲剂为组合物时，各种pH缓冲剂之间按任意比混合。步骤一所述乙烯基混合单体按重量百分比由50%~90%苯乙烯单体和余量的丙烯酸烷基酯单体组合。步骤一所述丙烯·酸酯基混合单体按重量百分比由20%~65%丙烯酸丁酯单体、30%~75%甲基丙烯酸烷基酯单体和1%~15%烯基羧酸单体；所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙稀酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯和丙烯酸异辛酯中的一种或其中几种的组合，丙烯酸烷基酯为组合物时，各种丙烯酸烷基酯之间按任意比混合；所述甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙稀酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸己酯中的一种或其中几种的组合，甲基丙烯酸烷基酯为组合物时，各种甲基丙烯酸烷基酯之间按任意比混合；所述烯基羧酸为丙烯酸和/或甲基丙烯酸，阴离子乳化剂为组合物时，各种阴离子乳化剂之间按任意比混合。所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵及过硫酸钠中的一种或其中几种的组合，引发剂为组合物时，各种引发剂之间按任意比混合，引发剂过硫酸盐使用前进行如下处理:在25°C下溶解，过滤，结晶析出，再过滤，用冰冷水洗涤结晶，用BaCl2溶液检验洗涤溶液无沉淀为止，将白色柱状或板状结晶置真空干燥器中干燥，保存备用。采用本专利技术公开的方法，可成功实现制本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚苯乙烯‑丙烯酸酯核壳复合乳液的制备方法，其特征在于聚苯乙烯‑丙烯酸酯核壳复合乳液的制备方法是按下述步骤进行的：步骤一、按重量百分比分别称取50%～75%蒸馏水、0.5%～5%复合乳化剂、0.1%～0.5%pH缓冲剂、4%～20%乙烯基混合单体、2%～40%丙烯酸酯基混合单体和0.05%～1%引发剂，称取时同时满足乙烯基混合单体与丙烯酸酯基混合单体的质量比为（1/9～9）：1；步骤二、将步骤一称取的蒸馏水加入反应釜中，升温至45～55℃，然后加入步骤一称取的复合乳化剂和pH缓冲剂，随后加入步骤一称取量10%～20%的乙烯基混合单体，在45～55℃条件下搅拌乳化15～30min，然后加入步骤一称取量30%～35%的引发剂，升温至60～70℃，反应至无回流，获得种子乳液；步骤三、继续升温至75～85℃，在60～180min内滴完剩余的乙烯基混合单体，同步加入步骤一称取量20%～30%的引发剂，滴加完毕后在85～90℃条件下保温30～60min，获得核结构乳液。步骤四、将丙烯酸酯基混合单体以0.03～0.3g/min的速度滴加到所述核结构乳液中，在混合单体滴加过程中，加入步骤一称取量20%～30%的引发剂，滴加完毕后加入剩余引发剂，在80～90℃条件下保温60～120min，然后降温至65～50℃，加入氨水调整pH值为4～6，搅拌，进一步冷却至40℃以下，过滤出料，即制得聚苯乙烯‑丙烯酸酯核壳复合乳液。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李志国，白龙，顾继友，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23