丁苯乳液及其製備方法和應用的製作方法
2023-06-27 05:08:26
專利名稱：丁苯乳液及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種粘結劑，具體涉及一種丁苯乳液及其製備方法。
背景技術：
丁苯乳液被廣泛的用於紙張塗布、建築塗料的粘結，在應用過程中，對乳液的性能要求越來越高。隨著乳液應用工藝技術的改進和發展，要求乳液具有良好的工藝適用性，其中，乳液成膜的耐水性、附著力是重要的性能。
目前，商用丁苯乳液均以外反應性的表面活性劑作為乳化劑，包括陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑。
普通型的乳化劑在乳液成膜後，因很難與聚合物本體相容，容易遷移到膜的表面或與基材相連的界面而使得膜的耐水性變差，並且與基材之間的附著力變差。如中國專利CN1075818C中陰離子與非離子複合的乳化劑加入量佔單體量0.3wt％～1.5wt％，採用此方法製備的丁苯膠乳具有高的穩定性，但其乳液成膜的耐水性、附著力有所不足。
發明內容
本發明的目的是提出一種丁苯膠乳及其製備方法和應用，以克服已有技術的缺陷。
本發明的丁苯膠乳的製備方法，包括以下步驟將羧酸單體、丁二烯單體、(甲基)苯乙烯單體、分子量調節劑、乳化劑和引發劑的混合物的水溶液，40℃～90℃、0.6MPa～1.0MPa條件下進行自由基乳液共聚，反應時間3～10小時，將反應產物用鹼性物質調節pH＝7～10，經過濾得到的乳液重量固含量為40％～60％，平均粒徑為100nm～300nm。
所說的羧酸單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸或衣康酸中的至少一種；所說的乳化劑為反應型乳化劑，選自烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨、烯丙基聚氧乙烯醚或乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一種。
所說的分子量調節劑為正十二硫醇或叔十二硫醇中的至少一種。
所說的引發劑選自過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨中的至少一種。
所說的鹼性物質選自鹼金屬的氫氧化物，優選氫氧化鈉，最好採用重量含量為10％～40％的氫氧化鈉水溶液；上述技術方案中，以重量(乾重)百分比計羧酸單體 0.5％～5％丁二烯單體10％～90％(甲基)苯乙烯單體 5％～80％分子量調節劑 0.1％～1％乳化劑0.2％～2％引發劑0.1％～2％合計重量為100％。
本發明的丁苯乳液，可以用於建築塗料、造紙塗料配方中。
眾所周知，普通型的乳化劑在乳液成膜後，因很難與聚合物本體相容，容易遷移到膜的表面或與基材相連的界面而使得膜的耐水性變差，並且與基材之間的附著力變差。而本發明採用反應性表面活性劑作為乳化劑，這種乳化劑能以化學鍵的形式鍵和在聚合物鏈上，因此不會遷移至膜的表面或與基材相連的界面上而能夠增強膜的耐水性，提高與基材之間的附著力。
本發明的丁苯乳液是一種能滿足建築塗料、造紙塗料用高性能、環保的產品。該產品在建築塗料、造紙塗料中使用，能明顯提高塗料塗層的耐水性，與基材之間的附著力。
具體實施例方式
實施例1在1000ml加壓反應釜中加入1克重量濃度為50％的烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨(羅地亞公司的Rhodapex CL910)水溶液，5克過硫酸鉀，344.5克蒸餾水，完全溶解成水溶液。再加入丙烯酸12.5克，丁二烯25克，苯乙烯197克，正十二硫醇2.5克。
在0.6MPa條件下進行攪拌加熱，加熱溫度40℃，時間10小時，進行聚合反應。冷卻至25℃，用37.5克20％氫氧化鈉水溶液中和。經100目篩網過濾，得高附著力、高耐水性丁苯乳液，固含量40.2％，平均粒徑100nm(使用Malven粒徑儀測得)，pH＝9.8(使用PHS-3C精密pH計測得)。
實施例2在1000ml加壓反應釜中加入6克50％烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨(瑞士Clariant公司的Emulsogen APG2019)水溶液和6克50％乙烯基聚氧乙烯醚(瑞士Clariant公司的Emulsogen R208)水溶液，0.3克過硫酸鈉，193.1克蒸餾水，完全溶解成水溶液。再加入甲基丙烯酸1.5克，丁二烯51.3克，甲基苯乙烯240克，叔十二硫醇0.3克。在1.0MPa條件下進行攪拌加熱，加熱溫度90℃，時間3小時，進行聚合反應。冷卻至25℃，用1.5克40％氫氧化鈉水溶液中和。經100目篩網過濾，得高附著力、高耐水性丁苯乳液，固含量59.7％，平均粒徑300nm(使用Malven粒徑儀測得)，pH＝7.1(使用PHS-3C精密pH計測得)。
實施例3在1000ml加壓反應釜中加入6克50％烯丙基聚氧乙烯醚(羅地亞公司的RhodasurfAAE-10)水溶液，3克過硫酸銨，290克蒸餾水，完全溶解成水溶液。再加入衣康酸4.5克，丁二烯270克，苯乙烯15克，正丁硫醇1.5克。在0.8MPa條件下進行攪拌加熱，加熱溫度70℃，時間6小時，進行聚合反應。冷卻至25℃，用10克30％氫氧化鈉水溶液中和。經100目篩網過濾，得高附著力、高耐水性丁苯乳液，固含量49.6％，平均粒徑195nm(使用Malven粒徑儀測得)，pH＝8.1(使用PHS-3C精密pH計測得)。
實施例4在1000ml加壓反應釜中加入2克50％烯丙基聚氧乙烯醚(羅地亞公司的RhodasurfAAE-10)水溶液和1.6克50％烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨(羅地亞公司的Rhodapex CL910)水溶液，4.5克過硫酸鉀，189.65克蒸餾水，完全溶解成水溶液。再加入馬來酸10.5克，丁二烯154.8克，苯乙烯120克，正十二硫醇2.4克。在0.9MPa條件下進行攪拌加熱，加熱溫度55℃，時間8小時，進行聚合反應。冷卻至25℃，用60克10％氫氧化鈉水溶液中和。經100目篩網過濾，得高附著力、高耐水性丁苯乳液，固含量54.8％，平均粒徑238nm(使用Malven粒徑儀測得)，pH＝8.5(使用PHS-3C精密pH計測得)。
實施例5按GB/T 1733-93/甲法的方法檢測塗膜耐水性具體觀察試板在去離子水中部分被去離子水浸潤的情況。
實施例6用實施例1～4和按CN1075818C的方法製備的丁苯乳液，按下述配方製備乳膠漆
將上述組分加入高速分散機，攪拌均勻後高速分散20～30min，至細度合格，低速下加入下述組分，攪拌均勻後，出料，過濾；
採用上述配方製備的乳膠漆，按GB 9266-88方法檢測塗層耐洗刷性
從上述應用結果可以看出使用本發明實施例1～4製備的丁苯乳液，與比較例相比，能大幅度增強塗料與基材之間的附著力。
權利要求
1.一種丁苯乳液的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟將羧酸單體、丁二烯單體、(甲基)苯乙烯單體、分子量調節劑、乳化劑和引發劑的混合物的水溶液進行自由基乳液共聚，反應時間3～10小時，將反應產物用鹼性物質調節pH＝7～10，經過濾得到乳液；所說的乳化劑選自烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨、烯丙基聚氧乙烯醚或乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一種；所說的分子量調節劑為正十二硫醇或叔十二硫醇中的至少一種；所說的引發劑選自過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨中的至少一種。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，以乾重重量百分比計羧酸單體 0.5％～5％丁二烯單體 10％～90％(甲基)苯乙烯單體 5％～80％分子量調節劑 0.1％～1％乳化劑 0.2％～2％引發劑 0.1％～2％合計重量為100％。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所說的羧酸單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸或衣康酸中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所說的鹼性物質選自鹼金屬的氫氧化物。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，將羧酸單體、丁二烯單體、(甲基)苯乙烯單體、分子量調節劑、乳化劑和引發劑的混合物的水溶液，40℃～90℃、0.6MPa～1.0MPa條件下進行自由基乳液共聚。
6.採用權利要求1～5任一項所述方法製備的丁苯乳液。
7.根據權利要求6所述的丁苯乳液，其特徵在於，乳液重量固含量為40％～60％，平均粒徑為100nm～300nm。
8.根據權利要求6或7所述的丁苯乳液的應用，其特徵在於，用於建築塗料、造紙塗料配方中。
全文摘要
本發明公開了一種丁苯乳液及其製備方法和應用，製備方法包括以下步驟將羧酸單體、丁二烯單體、(甲基)苯乙烯單體、分子量調節劑、乳化劑和引發劑的混合物的水溶液進行自由基乳液共聚，反應時間3～10小時，將反應產物用鹼性物質調節pH＝7～10，經過濾得到乳液。本發明的丁苯乳液是一種能滿足建築塗料、造紙塗料用高性能、環保的產品。該產品在建築塗料、造紙塗料中使用，能明顯提高塗料塗層的耐水性，與基材之間的附著力。
文檔編號D21H19/20GK101077902SQ2007100429
公開日2007年11月28日 申請日期2007年6月28日 優先權日2007年6月28日
發明者施曉旦, 王養臣, 尹東華 申請人:上海東升新材料有限公司