一種耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法
2023-04-24 15:33:11
專利名稱：一種耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法
技術領域：
本發明涉及丙烯酸酯技術領域，特別是涉及一種耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法。
背景技術：
丙烯酸酯乳液具有優異的性能，在水性塗料中有廣泛的應用，在水泥、石膏中也有應用，但常規丙烯酸酯乳液存在如成膜溫度高、膠膜硬度低、抗回粘性差、耐水性不好等缺點，不含或者含極性基團少，導致與水泥、石膏的附著力很小，防水增強效果較差，限制了其在水泥、石膏等膠凝材料中的應用。
核-殼乳液聚合製備出一種具有特殊異相結構的聚合物複合粒子，使乳膠粒的內側與外側分別富集不同的成分，從而賦予核與殼不同的功能。在原料組成相同的條件下，乳膠粒的核殼結構可以顯著提高乳液的耐水性以及抗張強度、抗衝擊強度、粘結強度等，得到性能優異的複合乳液。發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有丙烯酸酯乳液力學性能和防水效果較差的缺陷，提供一種耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法，所製備的丙烯酸酯核殼乳液具有較好的力學性能以及穩定性，可廣泛應用於水泥、石膏等膠凝材料領域。
為了解決上述技術問題，本發明採用如下的技術方案本發明耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法，包括製備丙烯酸丁酯種子乳液、在丙烯酸丁酯種子乳液中加入甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的殼層單體混合液，在製備丙烯酸丁酯種子乳液時，加入聚乙烯醇作為乳液穩定劑；在製備殼層單體混合液時加入丙烯腈；然後將引發劑和殼層單體混合液加入丙烯酸丁酯種子乳液中，當殼層單體混合液剩餘1/6時， 同時滴加烯丙基磺酸鈉。
在上述製備方法中，聚乙烯醇乳液穩定劑的加入量為單體總質量的0. 1 0. 3%， 加入量優選為0. H丙烯腈的加入量為單體總質量的0. 6 0. 8%，優選為0. 7%。烯丙基磺酸鈉的加入量為單體總質量的0. 5 2. 5%，優選為0. 5%。
詳細的，前述耐水丙烯酸酯乳液的製備方法為(1)製備丙烯酸丁酯種子乳液取60g水、0.45g過硫酸銨、4. 2g乳化劑、0. 4g碳酸氫鈉、4g丙烯酸丁酯和0. 2g聚乙烯醇，加入四口燒瓶中，在室溫下以400rpm的轉速攪拌 IOmin,然後置於50°C恆溫水浴中，IOmin後升溫至70°C，待出現藍色螢光IOmin後在30min 內滴加26g丙烯酸丁酯，80°C保溫lh，即得種子乳液，備用；(2)在種子乳液中加入殼單體混合液將種子乳液降溫至70°C，然後將0.05g過硫酸銨溶於90g水中製成引發劑的水溶液，取40g甲基丙烯酸甲酯、30g丙烯酸丁酯和0. 7g丙烯腈預乳化30min得殼單體混合液，將殼單體混合液和引發劑的水溶液在Ih內分別從四口燒瓶的兩埠滴加入種子乳液中，當核殼單體混合液還剩1/6時同時滴加0. 5g烯丙基磺酸然後在80°C下保溫池後冷卻至室溫，過濾，即得耐水丙烯酸酯核殼乳液。
上述技術方案的機理採用保護膠聚乙烯醇作為乳液穩定劑，提高乳液體系的穩定性；烯丙基磺酸鈉可提高乳液的力學性能和附著力，丙烯腈可提高乳液的耐水性。但烯丙基磺酸鈉的加入會使乳液體系變的不穩定，所以，加入聚乙烯醇作為乳液穩定劑，以提高乳液體系的穩定性，在聚乙烯醇的保護下，將稀丙基磺酸鈉和丙烯腈在殼層特定階段進行滴加，可製備出乳液穩定、力學性能優異的耐水丙烯酸酯核殼乳液。
與現有技術相比，本發明採用烯丙基磺酸鈉和丙烯腈對丙烯酸酯乳液進行改性， 並同時加入聚乙烯醇作為穩定劑，可製備乳液穩定、性能優異的乳液，由於該乳液中含有磺酸鈉基團和氰基，使得該乳液具有更好的耐水性和力學性能以及更強的附著力，不但可以應用於水性塗料，還可廣泛應用於水泥、石膏等膠凝材料領域，擴大了丙烯酸酯乳液的應用範圍。
圖1是本發明耐水丙烯酸酯乳液的吸水率；圖2是本發明耐水丙烯酸酯乳液的力學性能(A為拉伸強度、B為斷裂伸長率)； 圖3是本發明耐水丙烯酸酯乳液的力學性能保持率(C為拉伸強度保持率、D為斷裂伸長率保持率)。
具體實施方式
實施例1 :(1)製備丙烯酸丁酯種子乳液取60g水、0. 45g過硫酸銨、4. 2g乳化劑、 0. 4g碳酸氫鈉、4g丙烯酸丁酯和0. 2g聚乙烯醇，加入四口燒瓶中，在室溫下以400rpm的轉速攪拌lOmin，然後置於50°C恆溫水浴中，IOmin後升溫至70°C，待出現藍色螢光IOmin後在30min內滴加26g丙烯酸丁酯，80°C保溫lh，即得種子乳液，備用；(2)在種子乳液中加入殼單體混合液將種子乳液降溫至70°C，然後將0. 05g過硫酸銨溶於90g水中製成引發劑的水溶液，取40g甲基丙烯酸甲酯、30g丙烯酸丁酯和0. 7g丙烯腈預乳化30min得殼單體混合液，將殼單體混合液和引發劑的水溶液在Ih內分別從四口燒瓶的兩埠滴加入種子乳液，當殼單體混合液還剩1/6時同時滴加烯丙基磺酸鈉0. 5g，IOmin 內滴加完成，然後在80°C下保溫池後冷卻至室溫，過濾，即得耐水丙烯酸酯核殼乳液。
將製得的耐水丙烯酸酯核殼乳液在80°C真空乾燥箱中進行制膜，將IOmmX IOmm, 厚小於Imm的乳膠膜測吸水率；按GBT 1040. 3中2型試樣制膜，進行拉伸強度測試，並計算出拉伸強度保持率和斷裂伸長率保持率。結果如圖1、圖2和圖3所示，可以看出，該耐水丙烯酸酯核殼乳液具有很好的耐水性、力學性能和附著力。
實施例2 按照實施例1的方法製備耐水丙烯酸酯核殼乳液，聚乙烯醇、丙烯腈和烯丙基磺酸鈉的加入量分別為0. lg、0. 75g和lg。所得耐水丙烯酸酯乳液具有很好的耐水性、力學性能和附著力。
實施例3 按照實施例1的方法製備耐水丙烯酸酯核殼乳液，聚乙烯醇、丙烯腈和烯丙基磺酸鈉的加入量分別為0. 3g、0. 65g和2g。所得耐水丙烯酸酯乳液具有很好的耐水性、力學性能和附著力。權利要求
1.一種耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法，包括製備丙烯酸丁酯種子乳液、在丙烯酸丁酯種子乳液中加入甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的殼層單體混合液，其特徵在於在製備丙烯酸丁酯種子乳液時，加入聚乙烯醇作為乳液穩定劑；在製備殼層單體混合液時加入丙烯腈；然後將引發劑和殼層單體混合液加入丙烯酸丁酯種子乳液中，當殼層單體混合液剩餘1/6時，同時滴加烯丙基磺酸鈉。
2.按照權利要求1所述耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法，其特徵在於聚乙烯醇乳液穩定劑的加入量為單體總質量的0. 1 0. 3%。
3.按照權利要求2所述耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法，其特徵在於聚乙烯醇乳液穩定劑的加入量為單體總質量的ο. m。
4.按照權利要求ι所述耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法，其特徵在於丙烯腈的加入量為單體總質量的0. 6 0. 8%。
5.按照權利要求4所述耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法，其特徵在於丙烯腈的加入量為單體總質量的0. 7%。
6.按照權利要求1所述耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法，其特徵在於所述烯丙基磺酸鈉的加入量為單體總質量的0. 5% 2. 5%。
7.按照權利要求6所述耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法，其特徵在於所述烯丙基磺酸鈉的加入量為單體總質量的0. 5%。
8.按照權利要求1所述耐水丙烯酸核殼乳液的製備方法，其特徵在於(1)製備丙烯酸丁酯種子乳液取60g水、0.45g過硫酸銨、4. 2g乳化劑、0. 4g碳酸氫鈉、4g丙烯酸丁酯和0. 2g聚乙烯醇，加入四口燒瓶中，在室溫下以400rpm的轉速攪拌 IOmin,然後置於50°C恆溫水浴中，IOmin後升溫至70°C，待出現藍色螢光IOmin後在30min 內滴加26g丙烯酸丁酯，80°C保溫lh，即得種子乳液，備用；(2)在種子乳液中加入殼單體混合液將種子乳液降溫至70°C，然後將0.05g過硫酸銨溶於90g水中製成引發劑的水溶液，取40g甲基丙烯酸甲酯、30g丙烯酸丁酯和0. 7g丙烯腈預乳化30min得殼單體混合液，將殼單體混合液和引發劑的水溶液在Ih內分別從四口燒瓶的兩埠滴加入種子乳液中，當核殼單體混合液還剩1/6時同時滴加0. 5g烯丙基磺酸鈉，IOmin內滴加完成，然後在80°C下保溫池後冷卻至室溫，過濾，即得耐水丙烯酸酯核殼乳液。
全文摘要
本發明公開了一種耐水丙烯酸酯核殼乳液的製備方法，包括製備丙烯酸丁酯種子乳液、在丙烯酸丁酯種子乳液中加入甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯殼單體混合液，在製備丙烯酸丁酯種子乳液時，加入聚乙烯醇作為乳液穩定劑；在製備殼層單體混合液時加入丙烯腈；然後將引發劑和殼層單體混合液加入丙烯酸丁酯種子乳液中，當殼層單體混合液剩餘1/6時，同時滴加烯丙基磺酸鈉，所製得的耐水丙烯酸酯核殼乳液穩定、性能優異，由於該乳液中含有磺酸鈉基團和氰基，使得該乳液具有更好的耐水性和力學性能以及更強的附著力，不但可以應用於水性塗料，還可廣泛應用於水泥、石膏等膠凝材料領域，擴大了丙烯酸酯核殼乳液的應用範圍。
文檔編號C08F220/14GK102504089SQ20111029855
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者於傑, 何敏, 甘華華, 秦舒浩, 魯聖軍 申請人:貴州大學