[发明专利]无纺布粘合剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子聚合物领域，具体地说是一种无纺布粘合剂及其制备方法。

背景技术

目前国内市场上的无纺布粘合剂主要有以下三种类型：一是醋丙乳液(即醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)，二是苯丙乳液(苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)，三是纯丙乳液(全部为丙烯酸酯共聚乳液)。由于国内市场上的丙烯酸酯价格昂贵，每吨价格比醋酸乙烯高300元左右，目前国内每年约有1万吨丙烯酸酯用于无纺布粘合剂的制备，如果全部用醋酸乙烯取代，每年可节约成本300万元。

由于苯乙烯对醋酸乙烯有阻聚作用，且醋酸乙烯和苯乙烯竞聚率的差距较大，两者很难共聚。近年来，国内对醋酸乙烯与苯丙乳液(简称醋苯丙乳液)的聚合技术进行了广泛的研究，公开号为CN1737022A的中国专利申请公开说明书公开了一种醋苯丙乳液的制备方法，采用定位聚合技术，利用互穿网络，使苯乙烯和醋酸乙烯的分子量互相穿插，形成稳定牢固的分子链，工艺相对复杂，丙烯酸酯的用量较大，成本仍偏高；公开号为CN1513889的中国专利公开了一种高弹性醋苯丙无皂乳液的制备方法，由丙烯酸酯、醋酸乙烯、苯乙烯类、丙烯腈单体与改性成分丙烯酸类、丙烯酰胺类等水溶性单体在引发剂和pH缓冲剂存在下，在水介质中聚合成所需的乳液，其主要用于制备建筑涂料、建筑密封胶等环保涂装材料，但产品仍以丙烯酸酯为主要成分，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种低成本、储存稳定性好、粘接力强的醋苯丙乳液类无纺布粘合剂，将大量醋酸乙烯加入苯丙乳液中，在保持粘合剂性能不变的情况下，以降低产品的生产成本。

为此，本发明采用如下的技术方案：无纺布粘合剂，其特征在于以苯乙烯、丙烯酸酯、功能单体和醋酸乙烯为原料，在引发剂、调节剂、缓冲剂及乳化剂作用下，采用核-壳乳液聚合方法制备而成，原料用量按重量单位计，其组成为：苯乙烯16～30，丙烯酸酯8～12，功能单体1～2，醋酸乙烯50～70，上述单体用量视为100份；调节剂为硫醇类化合物，其用量为0.1～0.3份，缓冲剂用量为0.30～0.50份，乳化剂用量为4.0～7.0份，引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵，其用量为0.40～0.80份，去离子水用量为220～270份。

所述的无纺布粘合剂，乳化剂为下述化合物中的一种或任意组合：阴离子乳化剂，脂肪醇聚氧乙烯醚类、脂肪酸聚氧乙烯醚类、多元醇类非离子表面活性剂，乳化剂优选为阴离子乳化剂与非离子表面活性剂的混合物。所述的阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或琥珀酸二己酯磺酸钠，所述的非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、吐温-85、平平加O-10、平平加O-25、异构十三醇聚氧乙烯醚1310、脂肪酸聚氧乙烯酯SG-10。

所述的无纺布粘合剂，功能单体为下述单体中的一种或任意组合：甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯。

所述的无纺布粘合剂，丙烯酸酯为下述单体中的一种或任意组合：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯。

所述的无纺布粘合剂，调节剂为正十二硫醇、醋酸正十二烷基硫醇酯、丁二酸单-正十二烷基硫醇酯或乙二酸二-正十二烷基硫醇酯。

所述的无纺布粘合剂，缓冲剂为水溶性磷酸氢盐、磷酸二氢盐、碳酸氢盐或碳酸盐。

本发明的另一目的在于提供了上述无纺布粘合剂的制备方法，其步骤如下：将乳化剂、去离子水和缓冲剂的混合物搅拌均匀，加入苯乙烯、60-80％的丙烯酸酯、功能单体和调节剂，搅拌均匀，加入引发剂，通氮气，保温在80±5℃之间3～5小时，然后升温至90±2℃，加入剩余的丙烯酸酯，与残留的苯乙烯继续反应；将上述得到的苯丙乳液降温至65～70℃，加入引发剂，然后滴加醋酸乙烯，滴加完毕后继续反应1-2小时，之后降温，出料。

本发明的机理在于反应中加入大量的乳化剂，现有乳液聚合技术中乳化剂用量为单体用量的10％左右，而本发明苯丙乳液制备过程中，乳化剂用量为单体用量的20％左右，反应初期乳胶粒数目多，最终生成的乳胶粒粒径小于300nm；加入微量调节剂，可以与正在增长的大分子自由基进行反应，将活性链终止，起到降低分子量的作用，易于生成小粒径的乳胶粒。反应中加入的引发剂为现有普通乳液聚合的2倍左右，以及在反应后期升温都可以加快反应速度，在反应后期加入少量丙烯酸酯与残留的苯乙烯继续反应，可以提高苯乙烯的转化率，苯乙烯转化率在99.8％以上。