改性丁苯乳液及其製備方法
2023-06-27 04:53:21
專利名稱：：改性丁苯乳液及其製備方法
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：
：丁苯乳液廣泛用於紙張塗料的粘結。隨著乳液應用工藝技術的改進和發展，對乳液的性能要求越來越高，要求乳液具有良好的工藝適用性，其中，最重要的還是丁苯乳液的粘結性。中國專利CN101077902A公開了一種丁苯乳液及其製備方法，採用反應性乳化劑，製成乳液具有優異的耐水性和附著力，但其乳液粘結性有所不足。
發明內容本發明的目的是提出一種改性丁苯乳液及其製備方法和應用，以克服已有技術的缺陷。本發明的改性丁苯乳液的製備方法，包括以下步驟將羧酸單體、丁二烯單體、苯乙烯或甲基苯乙烯、功能性單體、分子量調節劑、反應性乳化劑和引發劑的混合物的水溶液，40°C90°C、0.6MPa1.0MPa條件下進行自由基乳液共聚，反應時間310小時，將反應產物用鹼性物質調節pH=710，獲得所述的丁苯乳液，重量固含量為40%60%，平均粒徑為100nm300nm;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；所說的功能性單體選自乙烯基三氧基矽烷、乙烯基甲氧基二乙氧基矽烷或乙烯基乙氧基二異氧基矽烷中的至少一種；所說的反應性乳化劑，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、叔十二硫醇或正丁硫醇中的至少一種。所說的引發劑選自過硫酸鉀、過硫酸鈉或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，各組分及重』匱份數如下羧酸單體15份丁二烯單體20楊份甲基苯乙烯或苯乙烯100份功能性單體0.55份分子量調節劑0.22份反應性乳化劑0.55份引發劑0.55份鹼性物質15份水82795份本發明的丁苯乳液，可以用於造紙塗料配方中。眾所周知，在聚合物長鏈上引入矽氧烷單體能改善乳液成膜耐水性，但是對乳液粘結力提高不大。本發明人發現在本發明中加入一定量的矽氧烷單體，出乎意料的，添加這種矽氧烷單體製成的丁苯乳液不但耐水性得到顯著提高，同時乳液粘結性也有明顯提高。本發明的丁苯乳液中加入一種功能性單體，與普通丁苯乳液相比，具有優異的粘結性，能滿足造紙塗料用高性能、環保的產品。該產品在造紙塗料中使用，能明顯提高塗料塗層的耐水性，粘結性。具體實施例方式實施例1在1000ml加壓反應釜中加入1克烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨(羅地亞公司的RhodapexCL910)，1克過硫酸鉀，156.8克蒸餾水，完全溶解成水溶液。再加入丙烯酸2克，丁二烯40克，苯乙烯200克，乙烯基三氧基矽垸1克、正十二硫醇0.4克。在0.6MPa條件下進行攪拌加熱，加熱溫度4(TC，時間10小時，進行聚合反應。冷卻至25'C，用10克20wtM氫氧化鈉水溶液中和。經100目篩網過濾，得到丁苯乳液，固含量59.8wt%，平均粒徑298.5nm(使用Malven粒徑儀測得)，pH:7.1(使用PHS-3C精密pH計測得)。在2000ml加壓反應釜中加入2克烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨(瑞士Clariant公司的EmulsogenAPG2019)和3克乙烯基聚氧乙烯醚(瑞士Clariant公司的EmulsogenR208)，5克過硫酸鈉，783克蒸餾水，完全溶解成水溶液。再加入甲基丙烯酸5克，丁二烯400克，甲基苯乙烯100克，乙烯基甲氧基二乙氧基矽烷5克、叔十二硫醇2克。在l.OMPa條件下進行攪拌加熱，加熱溫度9(TC，時間3小時，進行聚合反應。冷卻至25。C，用12.5克40wt。/。氫氧化鈉水溶液中和。經100目篩網過濾，得到丁苯乳液，固含量40.3wt%，平均粒徑198nm(使用Malven粒徑儀測得)，pH-9.97(使用PHS-3C精密pH計測得)。實施例3在1000ml加壓反應釜中加入4克烯丙基聚氧乙烯醚(羅地亞公司的RhodasurfAAE-lO)，2克過硫酸銨，209克蒸餾水，完全溶解成水溶液。再加入衣康酸3克，丁二烯100克，苯乙烯100克，乙烯基乙氧基二異氧基矽烷3克，正丁硫醇1克。在0.8MPa條件下進行攪拌加熱，加熱溫度70°C，時間6小時，進行聚合反應。冷卻至25"C，用10克30wt。/。氫氧化鈉水溶液中和。經100目篩網過濾，得到丁苯乳液，固含量49.6wtn/。，平均粒徑297.8nm(使用Malven粒徑儀測得)，pH:8.3(使用PHS-3C精密pH計測得)。實施例4在1000ml加壓反應釜中加入1.5克烯丙基聚氧乙烯醚(羅地亞公司的RhodasurfAAE-10)和1.5克烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨(羅地亞公司的RhodapexCL910)，3.5克過硫酸鉀，168.1克蒸餾水，完全溶解成水溶液。再加入馬來酸2克，富馬酸2克，丁二烯50克，苯乙烯100克，乙烯基三氧基矽烷0.5克，乙烯基乙氧基二異氧基矽烷0.5克，正十二硫醇1.5克。在0.9MPa條件下進行攪拌加熱，加熱溫度55'C，時間8小時，進行聚合反應。冷卻至25°C，用40克10wt。/。氫氧化鈉水溶液中禾B。經100目篩網過濾，得到丁苯乳液，固含量45.8wt。/。，平均粒徑179nm(使用Malven粒徑儀測得)，pl^8.5(使用PHS-3C精密pH計測得)。實施例5在1000ml加壓反應釜中加入1.5克烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨(瑞士Clariant公司的EmulsogenAPG2019)，1克過硫酸鈉，204克蒸餾水，完全溶解成水溶液。再加入丙烯酸1克，富馬酸1克，丁二烯150克，苯乙烯100克，乙烯基甲氧基二乙基矽垸0.5克，乙烯基乙氧基二異氧基矽烷1.5克，正十二硫醇0.2克，叔十二硫醇0.4克。在0.7MPa條件下進行攪拌加熱，加熱溫度55'C，時間8小時，進行聚合反應。冷卻至25。C，用10克20wt。/。氫氧化鉀水溶液中和。經100目篩網過濾，得到丁苯乳液，固含量55.1wt%，平均粒徑265nm(使用Malven粒徑儀測得)，pH-7.85(使用PHS-3C精密pH計測得)。實施例6按GB/T1733-93/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。tableseeoriginaldocumentpage8實施例7對比例按CN101077902A的方法製備的丁苯乳液用實施例15和對比例，按下述配方製備塗料tableseeoriginaldocumentpage8注卯級是指成分中粒徑小於2微米的顆粒質量佔總質量的90%。下同。將上述組分加入高速分散機，攪拌均勻後高速分散2030分鐘，至細度合格，低速下加入下述組分，攪拌均勻後，出料，過濾。tableseeoriginaldocumentpage9將釆用實施例15和對比例乳液配製的塗料用10#塗布棒在300g/m:灰底白板紙上進行塗布，塗布量20g/m2，備用。將上述塗布紙採用IGT印刷適性儀(日本KRK)進行檢測:判定標準表面強度越大表明塗料中丁苯乳液的粘結性越強tableseeoriginaldocumentpage9從上述應用結果可以看出使用本發明實施例15製備的丁苯乳液，與對比例相比，具有優異的耐水性和粘結性。權利要求1.改性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、苯乙烯或甲基苯乙烯、功能性單體、分子量調節劑、反應性乳化劑和引發劑的混合物的水溶液進行自由基乳液共聚，將反應產物用鹼性物質調節pH＝7～10，獲得所述的丁苯乳液。2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，反應在40°C90°C、0.6MPa1.0MPa條件下進行，反應時間310小時。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，所說的功能性單體選自乙烯基三氧基矽烷、乙烯基甲氧基二乙氧基矽垸或乙烯基乙氧基二異氧基矽烷中的至少一種。5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所說的反應性乳化劑，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。6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所說的分子量調節劑為正十二硫醇、叔十二硫醇或正丁硫醇中的至少一種。7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所說的引發劑選自過硫酸鉀、過硫酸鈉或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。8.根據權利要求17任一項所述的方法，其特徵在於，各組分及重量份數如下羧酸單體15份丁二烯單體20400份甲基苯乙烯或苯乙烯100份功能性單體0.55份分子量調節劑0.22份反應性乳化劑0.55份引發劑0.55份鹼性物質15份水82795份。9.根據權利要求18任一項所述方法製備的改性丁苯乳液。10.根據權利要求9所述的改性丁苯乳液的應用，其特徵在於，用於造紙塗料配方中。全文摘要本發明公開了一種改性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、苯乙烯或甲基苯乙烯、功能性單體、分子量調節劑、反應性乳化劑和引發劑的混合物的水溶液進行自由基乳液共聚，將反應產物用鹼性物質調節pH＝7～10，獲得所述的丁苯乳液。本發明的丁苯乳液，可以用於造紙塗料配方中。本發明的丁苯乳液中加入一種功能性單體，與普通丁苯乳液相比，具有優異的粘結性，能滿足造紙塗料用高性能、環保的產品。該產品在造紙塗料中使用，能明顯提高塗料塗層的耐水性，粘結性。文檔編號C08F236/00GK101376682SQ20081020076公開日2009年3月4日申請日期2008年9月27日優先權日2008年9月27日發明者尹東華,施曉旦,王養臣,雨田申請人:上海東升新材料有限公司;兗州東升精細化工有限公司