一種高韌性聚丙烯酸乳膠的製備方法與流程
2023-06-20 10:18:06
本發明涉及一種聚丙烯酸乳膠及其製備方法，更具體地說，本發明涉及一種高韌性聚丙烯酸乳膠及其製備方法，屬於聚丙烯酸乳膠技術領域。
背景技術：
隨著環境條件的不斷劣化，對含有機溶劑的高分子材料的限制越來越嚴格。而由於水性聚乳膠具有優異的環保性，使其在各種塗料、防水材料等方面的應用受到極大的重視。目前普遍採用的乳膠漆用乳液( 如純丙乳液、苯丙乳液等) 大多是線型共聚物。常溫下處於玻璃態, 冬天難免變得硬而脆, 容易老化，嚴重影響產品的使用壽命。為此, 在進行高分子分子設計時可考慮添加軟單體以降低其玻璃化溫度, 而使其在常溫下具有較佳的韌性和彈性。
現有技術中的聚丙烯酸乳膠的耐氣候性和韌性較差。
技術實現要素：
本發明旨在解決現有技術中聚丙烯酸乳膠的問題，提供一種高韌性聚丙烯酸乳膠，該聚丙烯酸乳膠具有較佳的耐氣候性和高韌性。
為了實現上述發明目的，其具體的技術方案如下：
一種高韌性聚丙烯酸乳膠，其特徵在於：包括以下按照重量份數計的原料：
甲基丙烯酸異丁酯 20-30份
甲基丙烯酸甲酯 30-50份
丙烯酸十八酯 10-15份
丙烯酸羥丙酯 10-15份
二苯基甲烷二異氰酸酯 20-25份
聚醚多元醇N-220 20-25份
碳氫酸鈉 0.5-1.0份
過硫酸鉀 0.5-1.0份
去離子水 80-100份
OP-10乳化劑 3-5份
十二烷基硫酸鈉 1-2份。
一種高韌性聚丙烯酸乳膠的製備方法，其特徵在於：包括以下工藝步驟：
A、將二苯基甲烷二異氰酸酯水浴加熱到60-65℃, 減壓脫水1-2h；加入經過脫水的聚醚多元醇N-220，將體系反應溫度調到65-70℃，反應0.5-1.0h；
B、將體系反應溫度調到75-80℃，反應1-2h，得到聚氨酯預聚物；加入丙烯酸羥丙酯對聚氨酯預聚物進行封端, 反應2-4h, 得到雙鍵封端型聚氨酯交聯劑；
C、按照配方要求準確稱取甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸羥丙酯，於燒杯中並充分混勻得油相；在攪拌條件下加入雙鍵封端型聚氨酯交聯劑並使其與上述油相充分混合溶解得混合油相；
D、於具攪拌三口瓶中按照配方要求加入去離子水、十二烷基硫酸鈉、OP-10乳化劑；開動攪拌使乳化劑充分溶解得水相；
E、將上述預先配製好的油相加入到三口瓶內；加快攪拌速度，使油相在水相中進行乳化0.5-1h；將反應體系溫度升至40-45℃；開始緩慢滴加預先配製好的引發劑碳氫酸鈉、過硫酸鉀溶液；
F、聚合反應放熱結束後，70-75℃保溫2h，80-85℃保溫2h，90-95℃保溫4h，、將溫度降至20-30℃；用濾布過濾出乳液即得產品。
本發明帶來的有益技術效果：
本發明採用乳液聚合工藝，以抗氣候老化能力較優的丙烯酸體系為主要組成成分，利用雙鍵封端型聚氨酯作為交聯劑對丙烯酸酯乳液進行改性,製備了具有較佳耐氣候性、高韌性丙烯酸系乳膠。該乳膠具有微交聯結構，可以應用於丙烯酸類防水材料等的製備。採用本專利方法製備的高韌性乳液,具有聚氨酯和丙烯酸酯乳液的共同優點。本專利在製備乳液的過程中, 避免使用有機溶劑, 降低了有機溶劑對乳液性能的影響及對環境的汙染, 減少了生產成本。
具體實施方式
實施例1
一種高韌性聚丙烯酸乳膠，包括以下按照重量份數計的原料：
甲基丙烯酸異丁酯 20份
甲基丙烯酸甲酯 30份
丙烯酸十八酯 10份
丙烯酸羥丙酯 10份
二苯基甲烷二異氰酸酯 20份
聚醚多元醇N-220 20份
碳氫酸鈉 0.5份
過硫酸鉀 0.5份
去離子水 80份
OP-10乳化劑 3份
十二烷基硫酸鈉 1份。
實施例2
一種高韌性聚丙烯酸乳膠，包括以下按照重量份數計的原料：
甲基丙烯酸異丁酯 30份
甲基丙烯酸甲酯 50份
丙烯酸十八酯 15份
丙烯酸羥丙酯 15份
二苯基甲烷二異氰酸酯 25份
聚醚多元醇N-220 25份
碳氫酸鈉 1.0份
過硫酸鉀 1.0份
去離子水 100份
OP-10乳化劑 5份
十二烷基硫酸鈉 2份。
實施例3
一種高韌性聚丙烯酸乳膠，包括以下按照重量份數計的原料：
甲基丙烯酸異丁酯 25份
甲基丙烯酸甲酯 40份
丙烯酸十八酯 12份
丙烯酸羥丙酯 12份
二苯基甲烷二異氰酸酯 21份
聚醚多元醇N-220 22份
碳氫酸鈉 0.8份
過硫酸鉀 0.6份
去離子水 85份
OP-10乳化劑 4份
十二烷基硫酸鈉 1.5份。
實施例4
一種高韌性聚丙烯酸乳膠的製備方法，包括以下工藝步驟：
A、將二苯基甲烷二異氰酸酯水浴加熱到60℃, 減壓脫水1h；加入經過脫水的聚醚多元醇N-220，將體系反應溫度調到65℃，反應0.5h；
B、將體系反應溫度調到75℃，反應1h，得到聚氨酯預聚物；加入丙烯酸羥丙酯對聚氨酯預聚物進行封端, 反應2h, 得到雙鍵封端型聚氨酯交聯劑；
C、按照配方要求準確稱取甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸羥丙酯，於燒杯中並充分混勻得油相；在攪拌條件下加入雙鍵封端型聚氨酯交聯劑並使其與上述油相充分混合溶解得混合油相；
D、於具攪拌三口瓶中按照配方要求加入去離子水、十二烷基硫酸鈉、OP-10乳化劑；開動攪拌使乳化劑充分溶解得水相；
E、將上述預先配製好的油相加入到三口瓶內；加快攪拌速度，使油相在水相中進行乳化0.5h；將反應體系溫度升至40℃；開始緩慢滴加預先配製好的引發劑碳氫酸鈉、過硫酸鉀溶液；
F、聚合反應放熱結束後，70℃保溫2h，80℃保溫2h，90℃保溫4h，、將溫度降至20℃；用濾布過濾出乳液即得產品。
實施例5
一種高韌性聚丙烯酸乳膠的製備方法，包括以下工藝步驟：
A、將二苯基甲烷二異氰酸酯水浴加熱到65℃,減壓脫水2h；加入經過脫水的聚醚多元醇N-220，將體系反應溫度調到70℃，反應1.0h；
B、將體系反應溫度調到80℃，反應2h，得到聚氨酯預聚物；加入丙烯酸羥丙酯對聚氨酯預聚物進行封端, 反應4h, 得到雙鍵封端型聚氨酯交聯劑；
C、按照配方要求準確稱取甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸羥丙酯，於燒杯中並充分混勻得油相；在攪拌條件下加入雙鍵封端型聚氨酯交聯劑並使其與上述油相充分混合溶解得混合油相；
D、於具攪拌三口瓶中按照配方要求加入去離子水、十二烷基硫酸鈉、OP-10乳化劑；開動攪拌使乳化劑充分溶解得水相；
E、將上述預先配製好的油相加入到三口瓶內；加快攪拌速度，使油相在水相中進行乳化1h；將反應體系溫度升至45℃；開始緩慢滴加預先配製好的引發劑碳氫酸鈉、過硫酸鉀溶液；
F、聚合反應放熱結束後，75℃保溫2h，85℃保溫2h，95℃保溫4h，、將溫度降至30℃；用濾布過濾出乳液即得產品。
實施例6
一種高韌性聚丙烯酸乳膠的製備方法，包括以下工藝步驟：
A、將二苯基甲烷二異氰酸酯水浴加熱到62℃, 減壓脫水1.5h；加入經過脫水的聚醚多元醇N-220，將體系反應溫度調到66℃，反應0.7h；
B、將體系反應溫度調到77℃，反應1.5h，得到聚氨酯預聚物；加入丙烯酸羥丙酯對聚氨酯預聚物進行封端, 反應3h, 得到雙鍵封端型聚氨酯交聯劑；
C、按照配方要求準確稱取甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸羥丙酯，於燒杯中並充分混勻得油相；在攪拌條件下加入雙鍵封端型聚氨酯交聯劑並使其與上述油相充分混合溶解得混合油相；
D、於具攪拌三口瓶中按照配方要求加入去離子水、十二烷基硫酸鈉、OP-10乳化劑；開動攪拌使乳化劑充分溶解得水相；
E、將上述預先配製好的油相加入到三口瓶內；加快攪拌速度，使油相在水相中進行乳化0.6h；將反應體系溫度升至42℃；開始緩慢滴加預先配製好的引發劑碳氫酸鈉、過硫酸鉀溶液；
F、聚合反應放熱結束後，71℃保溫2h，82℃保溫2h，91℃保溫4h，、將溫度降至21℃；用濾布過濾出乳液即得產品。