無皂聚合丙烯酸乳液及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無皂聚合丙烯酸乳液及制備方法，其原料含甲基丙烯酸甲酯15～22%，丙烯酸乙辛酯16～21%，甲基丙烯酸0.6～1%，苯乙烯7～10%，丙烯酰胺為0.3～0.6%組成單體，過硫酸銨或過硫酸鉀0.1～0.4%為引發(fā)劑，烷基酰胺乙烯磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉0.4～1.2%為乳化劑，氨水為PH調節(jié)劑0.2～0.4%，水45～55%，主要由烯類單體、乳化劑、引發(fā)劑、PH調節(jié)劑和水組成。經(jīng)預乳化、種子聚合、聚合制得無皂聚合丙烯酸乳液。本發(fā)明新一代無皂聚合丙烯酸乳液，不但保持了傳統(tǒng)乳液的優(yōu)點，同時在技術上突破了傳統(tǒng)乳液配制涂料的限制，漆膜耐水白化極好，優(yōu)異的耐水性。耐侯性極佳，不變黃。粒徑細且高光澤，展色性好。
【專利說明】無皂聚合丙烯酸乳液及制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子合成【技術領域】，尤其是涉及無皂聚合丙烯酸乳液及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前，在乳液聚合中都要加入乳化劑，以使體系穩(wěn)定和成核，然而含有乳化劑會影響乳液聚合物的電性能、光學性質、表面性質及耐水性等。傳統(tǒng)乳液聚合由于產(chǎn)品中含大量乳化劑，在薄膜和涂層中，乳化劑從乳膠粒表面解吸下來，導致乳液不穩(wěn)定，使其應用受到極大限制。此外，乳化劑通常價格昂貴，加入乳化劑亦會增加其產(chǎn)品成本。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術存在的問題，克服由于加入乳化劑而帶來的各種弊端，提供一種不僅生態(tài)環(huán)保而且還可以賦予乳液許多優(yōu)異的性能的無皂聚合丙烯酸乳液及其制備方法。
[0004]本發(fā)明所采取的技術方案是:
一種無皂聚合丙烯酸乳液，包括單體、乳化劑、引發(fā)劑、PH調節(jié)劑和水，其中:由重量百分比為15~22%甲基丙烯酸甲酯、16~21%丙烯酸乙辛酯、0.6~1%甲基丙烯酸、7~10%苯乙烯和0.3~0.6%丙烯酰胺組成預乳化單體液，由重量百分比0.4~1.2%的烷基酰胺乙烯磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉作為乳化劑，由重量百分比0.1~0.4%的過硫酸銨或過硫酸鉀作為引發(fā)劑，由重量百分比0.2~0.4%的氫氧化銨或氨水作為PH調節(jié)劑，水45~55%，。
[0005]上述無皂聚合丙烯酸乳液還包括重量百分比為0.05-0.08%的消泡劑。
[0006]所述的消泡劑為非離子表面活性劑。
[0007]前述的無皂聚合丙烯酸乳液的制備方法是: a).分別稱取單體相、乳化劑、部分水于乳化罐，攪拌，乳化30~60分鐘，制得預乳化單體液；
b).將余量水加入反應釜中，攪拌，再將乳化劑加入反應釜中，攪拌升溫至80-90°C，抽真空除出氧氣，完畢后用氮氣破真空；
c).將預乳化液的3~10%加入反應釜中。攪拌升溫至76~80°C，加入引發(fā)劑，進行種子聚合10~30分鐘；
d).在80~84°C下滴加余量預乳化液，再于80~84°C下反應60~120分鐘，降溫，加入PH調節(jié)劑，分散20~30分鐘后，出料即得丙烯酸乳液。
[0008]所述制備方法還包括:在加入PH調節(jié)劑的同時添加消泡劑。
[0009]引發(fā)劑是以水溶液方式加入反應液中。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)益效果是:
本發(fā)明的無皂聚合丙烯酸乳液，在反應過程中不加或加微量乳化劑(濃度小于臨界膠束濃度)，并且采用的了單一的乳化體系，克服了傳統(tǒng)乳液聚合的弊端，同時保持了傳統(tǒng)乳液的優(yōu)點，且無皂乳液粒子大小均勻、表面清潔，廣泛用于生物、醫(yī)學、化工等領域。本發(fā)明在技術上突破了傳統(tǒng)乳液配制涂料的限制，不僅生態(tài)環(huán)保而且還可以賦予乳液許多優(yōu)異的性能:漆膜耐水白化極好，優(yōu)異的耐水性，耐侯性極佳，不變黃，粒徑細且高光澤，展色性好，極好的干、濕附著力；優(yōu)異的抗風化作用，抗鹽析性；漆膜堅韌致密，硬度好，優(yōu)異的耐沾污性和抗回粘性。降低了產(chǎn)品成本，具有廣泛的適用性，用于配制外用高性能平光到高光涂料。
【具體實施方式】
[0011]實施例一:
聚合配方為:甲基丙烯酸甲酯17 (重量百分比，下同)；丙烯酸乙辛酯19，甲基丙烯酸0.7 ;苯乙烯8 ;丙烯酰胺0.5 ;過硫酸銨0.1 ;烷基酰胺乙烯磺酸鈉0.8，氨水為PH調節(jié)劑0.2;水 53.7。
[0012]聚合工藝:
按上述配方分別稱取單體相、乳化劑0.48、去離子水0.9于乳化罐，攪拌，乳化30~60分鐘，制得預乳化單體液；
b.將去離子水50.8加入反應釜中，攪拌，再將乳化劑0.32加入反應釜中，攪拌升溫至85°C。抽真空除出氧氣，完畢后用氮氣破真空。
[0013]c.將預乳化液的4~8%加入反應釜中。攪拌升溫至80°C，加入引發(fā)劑，進行種子聚合(初始反應)25分鐘。
[0014]d.在84°C下滴加所剩預乳化液3小時。再于80~84°C下反應120分鐘，加入去離子水2降溫至50°C以下，加入PH調節(jié)劑，分散20分鐘后，出料即得丙烯酸乳液。
[0015]實施例二:
聚合配方為:甲基丙烯酸甲酯20 (重量百分比，下同)；丙烯酸乙辛酯18，甲基丙烯酸0.9 ;苯乙烯10 ;丙烯酰胺0.53 ;過硫酸鉀0.2 ;烷基酰胺乙烯磺酸鈉0.9，氨水為PH調節(jié)劑
0.3 ;水 49.17。
[0016]聚合工藝:
按配方分別稱取單體、乳化劑0.55、去離子水0.9于乳化罐,攪拌,乳化30~60分鐘，制得預乳化單體液；
b.將去離子水39.17加入反應釜中，攪拌，再將乳化劑0.35加入反應釜中，攪拌升溫至85°C。抽真空除出氧氣，完畢后用氮氣破真空。
[0017]c.將預乳化液的5%加入反應釜中。攪拌升溫至76°C，加入引發(fā)劑，進行種子聚合(初始反應)25分鐘。
[0018]d.在83°C下滴加所剩預乳化液3小時。再于80~84V反應120分鐘，降溫至500C以下，加入PH調節(jié)劑溶于去離子水I，分散20分鐘后，出料即得丙烯酸乳液。
[0019]實施例三:
聚合配方為:甲基丙烯酸甲酯19 (重量百分比，下同)；丙烯酸乙辛酯22.6，甲基丙烯酸I ;苯乙烯5 ;丙烯酰胺0.15 ;過硫酸銨0.1 ;烷基酰胺乙烯磺酸鈉0.8，氨水為PH調節(jié)劑
0.2 ;消泡劑 0.08 ;水 51.07。
[0020]聚合工藝:按上述配方分別稱取單體相、乳化劑0.48、去離子水I于乳化罐，攪拌，乳化30~60分鐘，制得預乳化單體液；
b.將去離子水50.07加入反應釜中，攪拌，再將乳化劑0.32加入反應釜中，攪拌升溫至85°C。抽真空除出氧氣，完畢后用氮氣破真空。
[0021]c.將預乳化液的4~8%加入反應釜中。攪拌升溫至80°C，加入引發(fā)劑，進行種子聚合(初始反應)25分鐘。
[0022]d.在84°C下滴加所剩預乳化液3小時。再于80~84°C下反應120分鐘，降溫至500C以下，加入PH調節(jié)劑和消泡劑(非離子表面活性劑)，分散20分鐘后，出料即得丙烯酸乳液。
[0023]上述實施例中，引發(fā)劑是`以水溶液方式加入反應釜母液中。
【權利要求】
1.一種無皂聚合丙烯酸乳液，包括單體、乳化劑、引發(fā)劑、PH調節(jié)劑和水，其特征是:由重量百分比為15~22%甲基丙烯酸甲酯、16~21%丙烯酸乙辛酯、0.6~1%甲基丙烯酸、7~10%苯乙烯和0.3~0.6%丙烯酰胺組成預乳化單體液，由重量百分比0.4~1.2%的烷基酰胺乙烯磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉作為乳化劑，由重量百分比0.1~0.4%的過硫酸銨或過硫酸鉀作為引發(fā)劑，由重量百分比0.2~0.4%的氫氧化銨或氨水作為PH調節(jié)劑，水45 ~55%，o
2.依據(jù)權利要求1所述的無皂聚合丙烯酸乳液，其特征是:還包括重量百分比為0.05-0.08%的消泡劑。
3.依據(jù)權利要求2所述的無皂聚合丙烯酸乳液，其特征是:所述的消泡劑為非離子表面活性劑。
4.依據(jù)權利要求1所述的無皂聚合丙烯酸乳液的制備方法，其特征是: a).分別稱取單體相、乳化劑、部分水于乳化罐，攪拌，乳化30~60分鐘，制得預乳化單體液； b).將余量水加入反應釜中，攪拌，再將乳化劑加入反應釜中，攪拌升溫至80-90°C，抽真空除出氧氣，完畢后用氮氣破真空； c).將預乳化液的3~10%加入反應釜中。
5.攪拌升溫至76~80°C，加入引發(fā)劑，進行種子聚合10~30分鐘； d).在80~84°C下滴加余量預乳化液，再于80~84°C下反應60~120分鐘，降溫，加入PH調節(jié)劑，分散20~30分鐘后，出料即得丙烯酸乳液。
6.依據(jù)權利要求2所述的無皂聚合丙烯酸乳液的制備方法，其特征是: a).分別稱取單體相、乳化劑、部分水于乳化罐，攪拌，乳化30~60分鐘，制得預乳化單體液； b).將余量水加入反應釜中，攪拌，再將乳化劑加入反應釜中，攪拌升溫至80-90°C，抽真空除出氧氣，完畢后用氮氣破真空； c).將預乳化液的3~10%加入反應釜中。
7.攪拌升溫至76~80°C，加入引發(fā)劑，進行種子聚合10~30分鐘； d).在80~84°C下滴加余量預乳化液，再于80~84°C下反應60~120分鐘，降溫，加入PH調節(jié)劑和消泡劑，分散20~30分鐘后，出料即得丙烯酸乳液。
8.依據(jù)權利要求4或5所述的無皂聚合丙烯酸乳液的制備方法，其特征是:引發(fā)劑是以水溶液方式加入反應液中。
【文檔編號】C09D133/12GK103755865SQ201410026420
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權日:2014年1月21日
【發(fā)明者】王福生, 李優(yōu)雄 申請人:山東未來化工技術有限公司