聚丙烯酸丁酯/磺化聚苯乙烯複合水基微乳液及其製法的製作方法

2023-05-20 12:02:11 2

專利名稱：聚丙烯酸丁酯/磺化聚苯乙烯複合水基微乳液及其製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯複合水基微乳液及其製法。
離聚體水基微乳液是指高聚物以超細微粒形式分散在水連續相中形成的穩定的水分散體系。由於高聚物水基微乳液不含(或含少量)的有機溶劑，對環境不造成汙染，不損害人體的健康，因此，它廣泛應用在水基塗料工業領域。另外，由於水基微乳液中聚合物微粒尺寸在納米級，與生物蛋白質尺寸相近，如果通過化學方法使微粒表面帶上不同功能基團使其具有多種不同的功能，則它在藥物緩釋放材料，微膠囊和醫療診斷藥劑等方面具有廣闊的應用前景。
眾所周知，單個聚合物的性能都有其優缺點，通過聚合物共混的方法可以彌補聚合物各自的缺點。但是，由於共混聚合物間不相容性，導致共混材料性能劣化。如果能減小共混物的相疇尺寸至納米級或微米級，使共混組分間近似呈分子鏈之間相互纏結結構，就可以明顯改善共混組分間的相容性，提高複合材料的性能。
本發明的目的在於提供一種聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯複合水基微乳液及其製備方法。製備的聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯複合水基微乳液具有良好的穩定性及微粒尺寸。
本發明利用相反轉技術，將磺化聚苯乙烯乳化成納米級水基微乳液，再以磺化聚苯乙烯微粒核內部為反應場所，用引發劑引發親油性單體丙烯酸丁酯聚合，製備穩定的聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯複合水基微乳液。所製備的微乳液的微粒直徑在15～500納米之間。
聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯複合水基微乳液的製備過程為將磺化度為3mol％～15mol％的磺化聚苯乙烯離聚體溶於有機溶劑(如丙酮、環己酮、甲苯、甲醇或它們的混合溶劑)，加水乳化至相反轉(體系電導率發生突變來表徵)，形成顆粒粒徑在幾十～幾百納米穩定的磺化聚苯乙烯水基微乳液，加入親油性單體丙烯酸丁酯和佔單體重量0．2～10％的引發劑(如過氧化苯甲醯BPO、偶氮二異丁腈AIBN)，單體丙烯酸丁酯與磺化聚苯乙烯的重量比為1∶0．1～10；攪拌使其滲入到磺化聚苯乙烯微粒核內部，升溫至70～90℃，反應4～10h，引發丙烯酸丁酯聚合，即得聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯複合水基微乳液。
本發明製備的聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯複合水基微乳液，乳液顆粒粒徑在幾十到幾百納米級，兩種聚合物相互作用的尺寸在分子水平，具有較好的相容性，乳液所成的膜比用溶液共混方法所製備的共混物膜具有更好的韌性和強度，可用作紙張上光劑、紙張吸塑磨光油，來代替目前溶劑性紙張上光劑和紙張吸塑磨光油，是一種無汙染的環保型新的紙張助劑。
實施例1將3．000g磺化聚苯乙烯(磺化度為9．3mol％)溶於丙酮和環己酮混合溶劑中(體積比為1∶1)，加入120ml水至完全相反轉，滴加5ml丙烯酸丁酯，加入引發劑偶氮二異丁腈30mg，升溫到80℃，反應8小時，停止加熱，得聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯(重量比為0．98／1)穩定的複合水基微乳液，經雷射光散射顆粒測定儀測定，其顆粒平均粒徑為220．23nm。
實施例2將3．000g磺化聚苯乙烯(磺化度為4．3mol％)溶於甲苯與甲醇混合溶劑中(體積比為7∶3)，加入80ml水至完全相反轉，滴加5ml丙烯酸丁酯，加入引發劑偶氮二異丁腈40mg，升溫到72℃，反應6小時，停止加熱，得聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯(重量比為0．56／1)穩定的複合水基微乳液，經雷射光散射顆粒測定儀測定，其顆粒平均粒徑為192．25nm。
實施例3將3．000g磺化聚苯乙烯(磺化度為11．25mol％)溶於乙醇和環己酮混合溶劑中(體積比為8．5∶1．5)，加入150ml水至完全相反轉，滴加5ml丙烯酸丁酯，加入引發劑過氧化苯甲醯30mg，升溫到95℃，反應8小時，停止加熱，得聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯(重量比為0．95／1)穩定的複合水基微乳液，經雷射光散射顆粒測定儀測定，其顆粒平均粒徑為189．33nm。
實施例4將3．000g磺化聚苯乙烯(磺化度為9．3mol％)溶於丙酮和環己酮混合溶劑中，加入120ml水至完全相反轉，滴加5ml丙烯酸丁酯，加入引發劑過氧化苯甲醯40mg，升溫到80℃，反應4．5小時，停止加熱，得聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯(重量比為0．68／1)穩定的複合水基微乳液，經雷射光散射顆粒測定儀測定，其顆粒平均粒徑為326．3nm。
實施例5將3．000g磺化聚苯乙烯(磺化度為6．1mol％)溶於1，2-二氯乙烷和乙醇混合溶劑中(體積比為1．5／8．5)，加入110ml水至完全相反轉，滴加3ml丙烯酸丁酯，加入引發劑過氧化苯甲醯30mg，升溫到75℃，反應9小時，停止加熱，得聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯(重量比為0．52／1)穩定的複合水基微乳液，其顆粒平均粒徑為121．45nm。
實施例6將3．000g磺化聚苯乙烯(磺化度為14．3mol％)溶於丙酮和環己酮混合溶劑中，加入120ml水至完全相反轉，滴加4ml丙烯酸丁酯，加入引發劑過氧化苯甲醯30mg，升溫到80℃，反應8小時，停止加熱，得聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯(重量比為0．76／1)穩定的複合水基微乳液，經雷射光散射顆粒測定儀測定，其顆粒平均粒徑為245．36nm。
權利要求
1.一種聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯複合水基微乳液的製備方法，其特徵在於利用相反轉技術，將磺化聚苯乙烯乳化成納米級水基微乳液，再以磺化聚苯乙烯微粒核內部為反應場所，用引發劑引發親油性單體丙烯酸丁酯聚合，其製備過程為將磺化度為3mol％～15mol％的磺化聚苯乙烯離聚體溶於有機溶劑，加水乳化至相反轉，加入親油性單體丙烯酸丁酯和佔單體重量0．2～10％的引發劑，單體丙烯酸丁酯與磺化聚苯乙烯的重量比為1∶0．1～10；攪拌使其滲入到磺化聚苯乙烯微粒核內部，升溫至70～90℃，反應4～10h，即得聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯複合水基微乳液。
2.根據權利要求1中所述的方法，其特徵在於所述有機溶劑為丙酮、環己酮、甲苯、甲醇或它們的混合溶劑。
3.根據權利要求1中所述的方法，其特徵在於所述引發劑為過氧化苯甲醯或偶氮二異丁腈。
4.一種根據權利要求1的方法製備的聚丙烯酸丁酯／磺化聚苯乙烯複合水基微乳液，其特徵在於所述微乳液的微粒直徑在15～500納米之間。
全文摘要
本發明提供了一種聚丙烯酸丁酯/磺化聚苯乙烯複合水基微乳液及其製備方法。本發明克服了共混聚合物間不相容性,導致共混材料性能劣化的問題,本發明利用相反轉技術,將磺化聚苯乙烯離聚體製成穩定的納米級水基微乳液,以水基微乳液中磺化聚苯乙烯納米微粒核內部作為反應場所,將親油性單體丙烯酸丁酯引發聚合,製備微粒具有納米尺寸的穩定的聚丙烯酸丁酯/磺化聚苯乙烯複合水基微乳液,該水基微乳液可用作紙張上光劑、紙張吸塑磨光油。
文檔編號C08F2/12GK1279249SQ0011722
公開日2001年1月10日 申請日期2000年7月6日 優先權日2000年7月6日
發明者廖兵, 蘇偉梁 申請人:中國科學院廣州化學研究所