醋酸乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液及制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液，同時還提供了無皂乳液的制備方法，具有定性能好，成膜性質好，抗拉伸強度高，屬高分子膠黏劑材料技術領域。
【背景技術】
[0002]傳統乳液聚合是單體在乳化劑作用和機械攪拌下，在水中分散成乳液狀態進行的聚合反應。乳液聚合體系粘度低、易散熱;具有高的反應速率；以水作介質易傳熱控溫;所用設備工藝簡單、操作方便靈活。但是乳液聚合也存在許多不足。要得到固體聚合物的后處理麻煩，成本較高;乳化劑殘留物難以除盡并且對膠膜的致密性、耐水性、附著力和光澤等都存在一定的影響；乳化劑會造成環境污染，并且通常價格較貴，使用乳化劑會增加產品成本。
[0003]無皂乳液聚合無皂乳液聚合是在傳統乳液聚合基礎上發展起來的一項新技術，是指在反應過程中完全不加入花季或僅加入微量乳化劑(小于臨界膠束濃度CMC)的乳液聚合過程。無皂乳液聚合由于避免了乳化劑存在下的隔離、吸水、滲出等作用，能得到單一分散、表面潔凈的膠乳粒子，同時消除了乳化劑對環境的污染，無皂聚合乳液的穩定性通過共聚單體在乳膠粒表面形成帶電層而實現。在環境備受關注的今天，無皂乳液聚合已日益受到重視，已被廣泛地應用于膠體粒子性質的研究。無皂乳液聚合主要方法有:“引發劑碎片發”、“水溶性單體共聚法”和“離子型單體共聚法”等。
[0004]醋丙乳液膠黏劑屬于應用很廣泛的一類乳液型膠黏劑，其擁有較高的透明度和優越的耐老化性能，通常所用無皂醋丙乳液以醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯為單體進行二元無皂乳液聚合，因兩種單體的競聚率相差較大，所得無皂醋丙乳液的穩定性和耐水性能非常差；因此為解決二元無皂醋丙乳液穩定性不良的問題。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液，解決了傳統的二元無皂醋丙乳液穩定性不良的問題。
[0006]本發明的內容是制備一種綠色環保、穩定性、粘結性等各方面性能良好的三元無皂醋丙乳液。
[0007]本發明所提供的一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液，其特征在于是主要由以下原料按重量份數比制成的:
乙酸乙烯酯12?16、丙烯酸丁酯4?8、丙烯酸0.5?1.5、非離子型共聚單體0.084?0.21、陰離子型共聚單體0.042-0.126、引發劑10.168-10.252。
[0008]本發明所提供的一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液的制備方法，包括以下步驟:
I)在非離子型共聚單體、陰離子型共聚單體中加入30?40份的去離子水，均勻混合后在76?84°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得混合共聚單體；
2)將乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸按比例混合均勻得混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發劑;所述引發劑是由過硫酸銨與去離子水按(0.168-0.252): 10的質量份數比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時；
4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調節乳液pH在7?8，過濾收料。
[0009]本發明的積極效果在于:通過加入丙烯酸功能性單體制備三元無皂醋丙乳液，利用陰-非離子型反應性共聚體系進行三元無皂乳液聚合;產品色澤為乳白色，有藍光;具有良好的耐水性、致密性、穩定性、粘結性，無毒無腐蝕性，避免了乳化劑對環境的影響，且原材料易得，成本，制備方法簡便。
【具體實施方式】
[0010]實施例1:
1)將非離子型共聚單體甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.084g和陰離子型共聚單體甲基丙烯磺酸鈉0.042g用30g去離子水將其均勻混合后在76°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得到混合共聚單體；
2)將聚合單體乙酸乙烯酯12g、丙烯酸丁酯Sg、丙烯酸按0.5g均勻混合得到混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發劑;所述引發劑是由過硫酸銨與去離子水按0.168:10的質量份數比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時；
4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調節乳液pH在7?8，過濾收料。
[0011]制得的三元無皂醋丙乳液固含量為21.6%，凝膠率為3.58%，平均粒徑為1.05μπι。
[0012]本發明的優點主要體現出了:三元無皂醋丙乳液的色澤為乳白色，有藍光;三元無皂醋丙乳液的PH穩定性、鈣離子穩定性、稀釋穩定性等穩定性能優良；三元無皂醋丙乳液的耐水性、致密性以及粘結性能優良。
[0013]實施例2:
1)將非離子型共聚單體甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.116g和陰離子型共聚單體甲基丙烯磺酸鈉0.21g用30g去離子水將其均勻混合后在84°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得到混合共聚單體；
2)將聚合單體乙酸乙烯酯13g、丙烯酸丁酯7g、丙烯酸按0.75g均勻混合得到混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發劑;所述引發劑是由過硫酸銨與去離子水按0.105:10的質量份數比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時；
4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調節乳液pH在7?8，過濾收料。
[0014]制得的三元無皂醋丙乳液固含量為18.83%，凝膠率為0.36%，平均粒徑為0.89μπι。
[0015]本發明的優點主要體現出了:三元無皂醋丙乳液的色澤為乳白色，有藍光;三元無皂醋丙乳液的pH穩定性、鈣離子穩定性、稀釋穩定性等穩定性能優良；三元無皂醋丙乳液的耐水性、致密性以及粘結性能優良。
[0016]實施例3:
1)將非離子型共聚單體甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.147g和陰離子型共聚單體甲基丙烯磺酸鈉0.063g用30g去離子水將其均勻混合后在82°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得到混合共聚單體；
2)將聚合單體乙酸乙烯酯14g、丙烯酸丁酯6g、丙烯酸按Ig均勻混合得到混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發劑;所述引發劑是由過硫酸銨與去離子水按0.252:10的質量份數比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時；
4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調節乳液pH在7?8，過濾收料。
[0017]制得的三元無皂醋丙乳液固含量為19.90%，凝膠率為0.25%，平均粒徑為0.31μπι。
[0018]本發明的優點主要體現出了:三元無皂醋丙乳液的色澤為乳白色，有藍光;三元無皂醋丙乳液的PH穩定性、鈣離子穩定性、稀釋穩定性等穩定性能優良；三元無皂醋丙乳液的耐水性、致密性以及粘結性能優良。
[0019]實施例4:
1)將非離子型共聚單體甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.179g和陰離子型共聚單體甲基丙烯磺酸鈉0.126g用30g去離子水將其均勻混合后在80°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得到混合共聚單體；
2)將聚合單體乙酸乙烯酯15g、丙烯酸丁酯5g、丙烯酸按1.25g均勻混合得到混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發劑;所述引發劑是由過硫酸銨與去離子水按0.189:10的質量份數比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時；
4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調節乳液pH在7?8，過濾收料。
[0020]制得的三元無皂醋丙乳液固含量為18.09，凝膠率為0.01%，平均粒徑為0.32μπι。
[0021]本發明的優點主要體現出了:三元無皂醋丙乳液的色澤為乳白色，有藍光;三元無皂醋丙乳液的PH穩定性、鈣離子穩定性、稀釋穩定性等穩定性能優良；三元無皂醋丙乳液的耐水性、致密性以及粘結性能優良。
[0022]實施例5:
1)將非離子型共聚單體甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.21g和陰離子型共聚單體甲基丙烯磺酸鈉0.084g用30g去離子水將其均勻混合后在78°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得到混合共聚單體；
2)將聚合單體乙酸乙烯酯16g、丙烯酸丁酯4g、丙烯酸按1.5g均勻混合得到混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發劑;所述引發劑是由過硫酸銨與去離子水按0.231:10的質量份數比配制成的；
3)在步驟2)混合共聚單體中繼續緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時； 4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調節乳液pH在7?8，過濾收料。
[0023]制得的三元無皂醋丙乳液固含量為18.27%，凝膠率為0.3%，平均粒徑為0.60μπι。
[0024]本發明的優點主要體現出了:三元無皂醋丙乳液的色澤為乳白色，有藍光;三元無皂醋丙乳液的PH穩定性、鈣離子穩定性、稀釋穩定性等穩定性能優良；三元無皂醋丙乳液的耐水性、致密性以及粘結性能優良。
【主權項】
1.一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液，其特征在于是主要由以下原料按重量份數比制成的: 乙酸乙烯酯12?16、丙烯酸丁酯4?8、丙烯酸0.5-1.5、非離子型共聚單體0.084-0.21、陰離子型共聚單體0.042-0.126、引發劑10.168-10.252。2.權利要求1所述的一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液的制備方法，包括以下步驟: 1)在非離子型共聚單體、陰離子型共聚單體中加入30?40份的去離子水，均勻混合后在76?84°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，得混合共聚單體； 2)將乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸按比例混合均勻得混合單體，將混合單體總量的1/6滴入步驟I)制備的混合共聚單體中，30分鐘后再滴加1/2總量的引發劑;所述引發劑是由過硫酸銨與去離子水按(0.168-0.252): 10的質量份數比配制成的； 3)在步驟2)混合共聚單體中繼續緩慢滴加剩余部分的混合單體和引發劑，待滴定完畢，將水浴溫度升高4.5 °C，恒溫兩小時； 4)冷卻降溫至室溫，用lmol/L氫氧化鈉溶液調節乳液pH在7?8，過濾收料。
【專利摘要】本發明提供一種醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸三元無皂乳液，通過加入丙烯酸功能性單體制備三元無皂醋丙乳液，利用陰-非離子型反應性共聚體系進行三元無皂乳液聚合；產品色澤為乳白色，有藍光；具有良好的耐水性、致密性、穩定性、粘結性，無毒無腐蝕性，避免了乳化劑對環境的影響，解決了傳統的二元無皂醋丙乳液穩定性不良的問題，且原材料易得，成本，制備方法簡便。
【IPC分類】C08F220/18, C08F2/22, C08F218/08, C08F220/06, C08F228/02, C08F283/06
【公開號】CN105601835
【申請號】CN201510791989
【發明人】肖力光, 張猛, 胡洪亮
【申請人】吉林建筑大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月18日