專利名稱：地毯背涂用羧基丁苯膠乳制備方法
技術領域：
本發明涉及一種地逸背涂用背襯材料的制備方法，具體地涉及氣基丁苯 膠乳的制備方法。
背景技術：
機織地慈和蔟絨地慈的背襯需涂敷膠粘劑，以固定絨毛、穩定尺寸，并 使地趁具有良好的鋪平性、耐用性及防潮性。在地毯制造過程中，被使用的 膠粘劑包括丁苯膠乳、g丁苯膠乳、全丙乳液、乙丙乳液、丁腈月交乳、聚 醋酸乙烯酯乳液及天然乳膠，其中用量最大的是羧基丁苯膠乳和全丙膠乳。 由于全丙乳液價格豐支高，而氯基丁苯膠乳以其優良的粘結強度、彈性和疏水 性賦予地毯經久耐用、尺寸穩定、硬挺富有彈性、厚實舒適、耐水、耐洗、 防潮、耐老化、耐折皺等特性，并以其低廉的價格優勢而備受青睞，在地越 制造業中被廣泛采用。
羧基丁苯膠乳用作地逸背襯涂敷膠粘劑，多年來在國內外進行了大量研 究和改進。
國外地趁背涂用羧基丁苯膠乳的生產，大致以丁二烯、苯乙烯為主要單 體， 一元不飽和羧酸為第三功能單體，也有引入乙烯基不飽和羧酸酯、乙烯 基不飽和腈類、不飽和羧酸酰胺為其它輔助單體，采用一次或二次進料方式進行生產，丁二烯與苯乙烯比例按不同要求大致為丁二烯70~30/苯乙烯 30~70,不飽和羧酸為丁苯總量的1~5%,其它功能單體為0~20%，乳化劑 用量為0. 3~5%， 一般采用熱分解型引發劑過辟^酸鹽0.1~2%在60 - 90。C進 行聚合，其中分子量調節劑一般采用叔十二碳硫醇，如日本專利 JP119-50130、加拿大專利CanP1019212、英國專利BP1443219均公開了調節劑為叔十二碳硫醇。
國內有關造紙涂布方面的氛基丁苯膠乳制備工藝的專利和論文豐支多，用 于地逸背涂的絲丁苯膠乳專利沒有檢索到。中國專利CN1075818C公開了 一 種用于紙張涂布、無紡布浸漬和粘結用高穩定性氛基丁苯膠乳，其組成為丁 二烯10 ~ 80wt%、苯乙烯15 ~ 85wt%、不飽和羧酸1 ~ 5wt%、不々包和酰胺(丙 烯酰胺或羥曱基丙烯酰胺)0. 5 ~ 3wt%、丙烯酸酯0 ~ 25wt%、丙烯腈0 ~ 10wt%、 叔十二碳辟u醇0.1 ~ lwt%、復合乳化劑0. 3 ~ 1. 5wt%、過硫酸鉀0. 3 ~ lwt%。 復合乳化劑為陰離子乳化劑十二烷l酸鈉、十八烷基硫酸鈉、十二烷基苯 磺酸鈉以及它們的混合物與非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚的復合。現有技術中作為分子量調節劑的叔十1硫醇，由于臭味較重，影響生 產環境以及企業周邊生活環境，而作為非離子乳化劑用的烷基酚聚氧乙烯醚 由于降解等環保問題，已被明令禁止在乳液合成中使用。發明內容本發明的目的是提供一種地趁背涂用氣基丁苯膠乳制備方法，采用新的 膠乳復配體系來合成地毯背涂用羧基丁苯膠乳。為了實現本發明的目的，本發明以丁二烯、苯乙烯為主單體，輔以功能 單體、輔助單體A、輔助單體B，乳化劑采用陰離子乳化劑與非離子乳^f匕劑復 合使用，引發劑采用過碌u酸鉀水溶液或過疏酸銨水溶液等熱分解型過碌u酸鹽 類，分子量調節劑采用正十二碳辟u醇，并采用聚合所需的電解質、螯合劑、 PH緩沖劑。采用間歇式分批投料或滴加方式投料，并采用減壓閃蒸脫氣合成 出一種環保型地毯背涂用羧基丁苯膠乳。功能單體是丙烯酸、衣康酸、曱基 丙歸酸中的1-3種；輔助單體A是曱基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙 酯、丙烯酸丁酯、P-丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯中的1~3種；輔助 單體B是甲基丙烯腈、丙烯腈中的一種。以主單體、功能單體、輔助單體A、輔助單體B加入總重量100份計， 其中丁二烯重量30~50份，苯乙烯重量40 - 65份，功能單體重量1~8份， 輔助單體A重量0 15份，輔助單體B重量0-5份，乳化劑重量0. 5~2. 5 份，引發劑重量O. 3-1. 5份，分子量調節劑重量O. 2~1份，電解質、螯合 劑、PH緩沖劑用量按現有技術中常規用量加入，去離子水加入重量為90 ~ 120 份。陰離子乳化劑與非離子乳化劑的用量重量比為4: 0. 5 ~ 2,陰離子乳化劑 是烷l^i酸鈉、烷基苯磺酸鈉以及它們的混合物，非離子乳化劑是環氧乙烷 加成數10 ~ 20脂肪醇聚氧乙烯醚。
引發劑是過硫酸鉀或過石克酸銨水溶液。 分子量調節劑是正十二碳-克醇。工藝過程真空務f牛下，向反應蚤^去離子水總量的60~80%,全部 電解質、螯合劑、PH緩沖劑，乳化劑總量的30~65%、分子量調節劑總量的 40 - 60%、苯乙烯總量的25 - 40°/。，攪拌均勻，用N2置換二次，用^壓入丁二 烯總量的25~40%。升溫至65 - 75。C時加入部分引發劑，再升溫至74 - 85。C 反應1 ~ 1. 5小時。然后將剩余物料在2 ~ 3小時內滴加或分1 ~ 4次^:^。當 單體轉化率達99%以上時，轉入脫氣釜減壓閃蒸脫氣，脫氣釜真空度-0. 07--0. 09MPa、溫度50 80t:,脫氣3 4小時，后用堿液調PH值至6. 5 ~ 8. 5, 出料過濾包裝。采用上述方法制得的羧基丁苯膠乳，經檢測含固量49-51%,粘度 RVT2#20< 300mpa's、表面張力33 ~ 45nm/M、 325目固凝物小于0. 02°/。、粒度 150 - 180nrn、殘苯O. 100mg、甲醛<0. Olmg、膜片拉伸強度15 ~ 26Mpa。采用上述方法制得的羧基丁苯膠乳，使用于溧陽開利簇絨地趁，經檢測 絨毛結合力4. 92kg，地逸分層強度7. 85kg/5cm,上膠量0. 32kg/m2。采用上述方法制得的氣基丁苯膠乳，使用于威爾頓機織地氈，經國家地 贈量監督檢驗中心檢測，苯乙烯0. 071mg/m2h (國家標準A級< 0. 400 mg/ m2h)，曱醛及4-苯基環己烯未檢出。采用上述方法制得的氣基丁苯膠乳，在才幾織地趙、蔟絨地趁上4吏用后， 彈性與硬挺性好、粘結強度高、揮發性有害物質低，符合環保要求，為綠色 環保產品。
具體實施方式
實施例1:主單體丁二烯47份、苯乙烯48份；功能單體3. 5份，其中丙烯酸2份， 衣康酸1. 5份；輔助單體1. 5份，采用曱基丙烯腈；乳化劑2. 4份，其中陰 離子乳化劑為烷^f克酸鈉1. 2份、烷基M酸鈉0. 6份，非離子乳化劑脂肪 醇聚氧乙烯醚0.6份；引發劑l. 5份，采用熱分解型過辟u酸鉀；分子量調節 劑正十二琉醇l份。于真空條件下，向反應釜中置入去離子水75份，全部電解質、螯合劑、PH緩沖劑，乳化劑溶液(其中烷基硫酸鈉0. 4份、烷基苯磺酸鈉0. 2份、脂 肪醇聚氧乙烯醚0.2^%去離子水8份)，分子量調節劑正十二好i醇0.4份， 苯乙烯12份，功能單體2份(其中丙烯酸l份、衣康酸l份)，輔助單體曱 基丙蜂腈0.5份，攪拌均勻，再用N2置換二次，然后用N2壓入丁二烯13份， 升溫至65 75。C，加入引發劑溶液(其中去離子水7份、熱分解型過硫酸鉀 0.5份)，再升溫至74 - 85。C反應1.2小時，而后將剩余的主單體、乳化劑、 引發劑、調節劑及去離子水25份在2. 5小時內、分四次平均投入，剩余的功 能單體及輔助單體在1.2小時時一次投入。當單體轉化率達99%以上時，轉 入真空度-O. 07MPa的脫氣釜中保持溫度55。C進行減壓閃蒸脫氣，脫氣3.5 小時，后用堿液調PH值至7. 5,出料過濾包裝。得膠乳物理性質為固含量50.2%， PH值7.5,粘度152mpa's,表面張 力41mN/m，粒徑160~178nm,機穩性0.085%,鉤離子穩定性0.007%,殘苯 0. 045mg，膜片拉伸強度17. 26MPa，膠乳中按1: 4加進碳酸釣可用于黃麻、 聚丙烯地毯背襯。實施例2:主單體丁二烯30份、苯乙烯64份；功能單體6份，其中丙烯酸3份， 甲基丙烯酸l份，衣康酸2份；乳化劑0.6份，其中陰離子乳化劑為烷l^中u 酸鈉0. 4份，非離子乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚0. 2份；引發劑0. 35份，采用 過硫酸銨；分子量調節劑正十二硫醇O. 25份。于真空條件下，向反應釜中置入去離子水65份，全部電解質、螯合劑、 PH緩沖劑，乳化劑溶液(其中烷1^危酸鈉0.2份、脂肪醇聚氧乙烯醚0. l份， 去離子水5份)，分子量調節劑正十二硫醇O. 15份，苯乙烯20份，功能單體 4份(其中丙烯酸1份，曱基丙烯酸l份，衣康酸2份)，攪拌均勻，再用N2 置換二次，然后用&壓入丁二烯IO份，升溫至65 75。C，加入引發劑溶液 (其中去離子水5份、過硫酸銨0.15份)，再升溫至74 - 85。C反應1小時， 而后將剩余物料及去離子水20份在2小時內、分四次平均^。當單體轉化 率達99%以上時，轉入真空度-O. 08MPa的脫氣釜中保持溫度50。C進行減壓閃 蒸脫氣，脫氣3小時，后用堿液調PH值至7. 0,出料過濾包裝。得膠乳物理性質為固含量50. 1%， PH值7. 0,粘度126mpa's，表面張 力43mN/m，粒徑152 ~ 165nm，機穩性0.072%, 4丐離子穩定性0.015%,殘苯0. 035mg，膜片拉伸強度18. 32MPa，帆布/帆布剝離強度45. 28KN/m。 實施例3:主單體丁二烯35份、苯乙烯42份；功能單體8份，其中丙烯酸4份， 甲基丙烯酸l. 5份，衣康酸2. 5份；輔助單體15份，其中甲基丙烯酸曱酯8 份，丙烯酸曱酯6份，P-丙烯酸羥基乙酯l份；乳化劑l. 8份，其中陰離子 乳化劑為烷基硫酸鈉0. 8份、烷基M酸鈉0. 4份，非離子乳化劑脂肪醇聚 氧乙烯醚0. 6份；引發劑1份，采用過辟u酸銨；分子量調節劑正十二辟u醇0. 6 份。于真空條件下，向反應釜中置入去離子水80份，全部電解質、螯合劑、 PH緩沖劑，乳化劑溶液(其中烷基疏酸鈉0. 4份、烷基M酸鈉0. 4份、脂 肪醇聚氧乙烯醚0. 3份，去離子水10份)，分子量調節劑正十二硫醇0. 3份， 苯乙烯12. 5份，功能單體5. 5份(其中丙烯酸l. 5份、甲基丙烯酸l. 5份， 衣康酸2. 5份)，輔助單體8份(其中曱基丙烯酸甲酯4份，丙烯酸曱酯3 份，P-丙烯酸羥基乙酯l份)，攪拌均勻，再用N2置換二次，然后用N2壓入 丁二烯ll份，升溫至65 75。C，加入引發劑溶液(其中去離子水5份、過 硫酸銨0.4份)，再升溫至74 85。C反應1.5小時，而后將剩余主單體、功 能單體、輔助單體、引發劑、調節劑及去離子水20份在2.5小時內、分3 次平均投入，剩余乳化劑及去離子水5份一次投入。當單體轉化率達99%以 上時，轉入真空度-O. 07MPa的脫氣釜中保持溫度78。C進行減壓閃蒸脫氣，脫 氣3小時，后用堿液調PH值至6. 8，出料過濾包裝。得膠乳物理性質為固含量49.5%, PH值6.8,粘度168mpa's，表面張 力38mN/m，粒徑137-171nm，機穩性0.065%， 4丐離子穩定性0.021%,殘苯 0. 028mg,膜片拉伸強度26. 03MPa,帆布/帆布剝離強度48. 3KN/m。實施例4:主單體丁二烯40份、苯乙烯50份；功能單體1.5份，采用甲基丙烯酸； 輔助單體8.5份，其中丙烯酸曱酯3份、|3-丙烯酸羥基乙酯1份，丙烯腈 4. 5份；乳化劑1. 2份，其中陰離子乳化劑烷J^L酸鈉0. 6份、烷基笨璜酸 鈉0.2份，非離子乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚0.4份；引發劑O. 7份，采用熱 分解型過硫酸鉀；分子量調節劑正十二>5危醇0. 5份。于真空條件下，向反應釜中置入去離子水60份，全部電解質、螯合劑、 PH緩沖劑，乳化劑溶液(其中烷基硫酸鈉0. 3份、烷基苯磺酸鈉0. 2分、月旨 肪醇聚氧乙烯醚0.2份，去離子水8份)，分子量調節劑正十二辟u醇0.2^f分， 苯乙烯18份，功能單體曱基丙烯酸O. 75份，輔助單體6份(其中丙烯酸甲 酯3份、P-丙烯酸羥基乙酯l份，丙烯腈2份)，攪拌均勻，再用&置換二 次，然后用&壓入丁二烯15份，升溫至65 - 75。C，加入引發劑溶液(其中 去離子水7份、熱分解型過硫酸鐘0. 3份)，再升溫至74 - 85。C反應1. 3小 時，而后將剩余物料及去離子水15份在2小時內、分2次平均投入。當單體 轉化率達99%以上時，轉入真空度-O. 09MPa的脫氣釜中保持溫度8(TC進行減 壓閃蒸脫氣，脫氣3. O小時，后用堿液調PH值至6. 5,出料過濾包裝。得膠乳物理性質為固含量49.8%， PH值6.5,粘度146mpa's，表面張 力41mN/m,粒徑142 - 165nm,機穩性0.075%,鈣離子穩定性0.017%,殘苯0. 055mg,膜片拉伸強度20. 36MPa,帆布/帆布剝離強度37. 4KN/m。實施例5:主單體丁二烯33份、苯乙烯56份；功能單體6份，其中丙烯酸3. 5份， 甲基丙烯酸l份，衣康酸l. 5份；輔助單體5份，其中P-丙烯酸羥基乙酯2 份，丙烯腈3份；乳化劑l. 8份，其中陰離子乳化劑烷^^酸鈉l份、烷基 M酸鈉0. 2份，非離子乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚0. 6份；引發劑0. 6份， 采用過硫酸銨；分子量調節劑正十二石克醇0. 6份。于真空條件下，向反應釜中置入去離子水70份，全部電解質、螯合劑、 PH緩沖劑，乳化劑溶液(其中烷基石克酸鈉0. 5份、烷基M酸鈉0. 2份、脂 肪醇聚氧乙烯醚0. 3份，去離子水10份)，分子量調節劑正十二琉醇0. 3份， 苯乙烯16份，功能單體4份(其中丙烯酸1. 5份、甲基丙烯酸l份，衣康酸1. 5份)，輔助單體2份(其中^-丙烯酸羥基乙酯l份，丙烯腈l份)，攪拌 均勻，再用N2置換二次，然后用N2壓入丁二烯10份，升溫至65 75。C，加 入引發劑溶液(其中去離子水3份、過辟u酸銨0.2份)，再升溫至74 - 85。C 反應1. 2小時，而后將剩余物料及去離子水25份于2小時內用計量泵滴加完 畢。當單體轉化率達99%以上時，轉入真空度-0. 075MPa的脫氣釜中保持溫度 6(TC進行減壓閃蒸脫氣，脫氣3. 2小時，后用堿液調PH值至8. 2，出料過濾 包裝。得膠乳物理性質為固含量50. 8°/。， PH值8. 2,粘度167mpa's，表面張
力33mN/m，粒徑157~175nm,枳44性0.036°/。，鉤離子穂、定性0.011%,殘苯 0. 082mg，膜片拉伸強度23. 15MPa,帆布/帆布剝離強度43. 73KN/m。實施例6:主單體丁二烯35份、苯乙烯55份；功能單體4份，其中丙烯酸2. 5份， 衣康酸1. 5份；輔助單體6份，其中曱基丙烯酸曱酯4. 5份，P -丙烯酸羥基 乙酯l. 5份；乳化劑1.8份，其中陰離子乳化劑烷基疏酸鈉0. 9份、烷基苯 磺酸鈉O. 3份，非離子乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚O. 6份；引發劑O. 5份，采 用過硫酸銨；分子量調節劑正十二硫醇0. 45份。于真空條件下，向反應釜中置入去離子水75份，全部電解質、螯合劑、 PH緩沖劑，乳化劑溶液(其中烷^J^酸鈉0. 5份、烷基M酸鈉0. 2份、脂 肪醇聚氧乙烯醚0. 3份，去離子水IO份)，分子量調節劑正十二疏醇0. 2份， 苯乙烯15份，功能單體2. 5份(其中丙烯酸l份，衣康酸1.5份)，輔助單 體3份(其中甲基丙烯酸甲酯l. 5份，p-丙烯酸羥基乙酯1. 5份)，攪拌均 勻，再用N2置換二次，然后用&壓入丁二烯10份，升溫至65 75。C，加入 引發劑溶液(其中去離子水5份、過硫酸銨O. 2份)，再升溫至74 85。C反 應1. 4小時，而后將剩余物料及去離子水25份于2. 8小時內用計量泵滴加完 畢。當單體轉化率達99°/ 以上時，轉入真空度-O. 0脂Pa的脫氣釜中保持溫度 7(TC進行減壓閃蒸脫氣，脫氣3小時，后用堿液調PH值至7. 0，出料過濾包 裝。得膠乳物理性質為固含量51. 2%, PH值7. 0，粘度175mpa's，表面張 力38mN/m,粒徑152~175nm，機穩性0.055%，鈣離子穩、定性0.009%,殘苯 0. 027mg，膜片拉伸強度22. 47MPa，帆布/帆布剝離強度45， 2KN/m。
權利要求
1、一種地毯背涂用羧基丁苯膠乳制備方法，其特征在于原料組份為以主單體、功能單體、輔助單體A、輔助單體B加入總重量100份計，其中主單體丁二烯重量30～50份，苯乙烯重量40～65份，功能單體丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸中的1～3種為1～8份，輔助單體A甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、β-丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯中的1～3種為0～15份，輔助單體B甲基丙烯腈、丙烯腈中的一種為0～5份，乳化劑重量0.5～2.5份，引發劑重量0.3～1.5份，分子量調節劑重量0.2～1份，電解質、螯合劑、PH緩沖劑用量按現有技術中常規用量加入，去離子水加入重量為90～120份；工藝過程真空條件下，向反應釜投入去離子水總量的60～80％，全部電解質、螯合劑、PH緩沖劑，乳化劑總量的30～65％、分子量調節劑總量的40～60％、苯乙烯總量的25～40％，攪拌均勻，用N2置換二次，用N2壓入丁二烯總量的25～40％；升溫至65～75℃時加入部分引發劑，再升溫至74～85℃反應1～1.5小時；然后將剩余物料在2～3小時內加入；當單體轉化率達99％以上時，轉入脫氣釜減壓閃蒸脫氣，脫氣釜真空度-0.07～-0.09MPa、溫度50～80℃，脫氣3～4小時，后用堿液調PH值至6.5～8.5，出料過濾包裝。
2、 根據權利要求1所述的地趁背涂用氣基丁苯膠乳制備方法， 其特征在于所述的剩余物料在2 ~ 3小時內滴加。
3、 根據權利要求1所述的地逸背涂用羧基丁苯膠乳制備方法，其特征在于所述的剩余物料在2 ~ 3小時內分1 ~ 4次投入。
4、 根據權利要求2或3所述的地逸背涂用羧基丁苯膠乳制備方 法，其特征在于所述的陰離子乳化劑是烷基琉酸鈉、烷基苯磺酸鈉以 及它們的混合物，所述的非離子乳化劑是環氧乙烷加成數10 ~ 20脂 肪醇聚氧乙烯醚，陰離子乳化劑與非離子乳化劑的用量比為4: 0. 5~ 2。
5、 根據權利要求2或3所述的地逸背涂用氣基丁苯膠乳制備方 法，其特征在于所述的引發劑是過硫酸鉀水溶液。
6、 根據權利要求2或3所述的地逸背涂用氛基丁苯膠乳制備方 法，其特征在于所述的引發劑是過硫酸銨水溶液。
7、 根據權利要求2或3所述的地毯背涂用羧基丁苯膠乳制備方 法，其特征在于所述的分子量調節劑是正十二名友辟^醇。
全文摘要
本發明公開了一種地毯背涂用背襯材料的制備方法，具體地涉及羧基丁苯膠乳的制備方法。以丁二烯、苯乙烯為主單體，加入功能單體、輔助單體，乳化劑采用陰離子乳化劑與非離子乳化劑復合使用，引發劑采用過硫酸鉀水溶液或過硫酸銨水溶液等熱分解型過硫酸鹽類，分子量調節劑采用正十二碳硫醇，采用間歇式分批投料或滴加方式投料，并采用減壓閃蒸脫氣合成出一種環保型地毯背涂用羧基丁苯膠乳。采用上述方法制得的羧基丁苯膠乳，在機織地毯、簇絨地毯上使用后，彈性與硬挺性好、粘結強度高、揮發性有害物質低，符合環保要求，為綠色環保產品。
文檔編號C08F2/22GK101125902SQ20071013182
公開日2008年2月20日 申請日期2007年9月5日 優先權日2007年9月5日
發明者葉劍豪, 楊浩平, 林國勝, 繆利鋒, 蔣志平 申請人:溧陽市巨神化學品有限公司