[发明专利]一种环氧改性淀粉基乳液的绿色合成方法

说明书

本发明涉及新材料领域，具体公开了一种环氧改性淀粉基乳液的绿色合成方法，包括以下步骤：(1)首先淀粉或淀粉衍生物在催化剂作用下加热后得到糊化液；(2)不借助有机溶剂，将环氧树脂与聚合单体以一定比例进行稀释分散，得到分散均匀的环氧树脂和聚合单体的混合液；(3)在一定温度下，向糊化液中同时滴加部分聚合单体和引发剂，制备核层聚合物；(4)继续滴加含有环氧树脂的聚合单体和引发剂，制备壳层聚合物；(5)保温反应后得到环氧改性淀粉基乳液。该乳液不仅绿色环保而且具有核壳结构，不使用有机溶剂和乳化剂，不仅绿色环保，而且乳液的各方面性能尤其是耐化学品性能及耐水性得到明显提高，可广泛应用于造纸、纺织、水性涂料领域。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种环氧改性淀粉基乳液的绿色合成方法。

背景技术

淀粉是一种绿色环保、价格低廉的天然生物大分子，但原淀粉溶液的性质比较不稳定，分子量大、容易发生凝沉，这些缺点限制了原淀粉在很多领域的应用。通过物理、化学、生物等多种途径改变淀粉性质，从而增加了一些新的功能特性而增加了淀粉的应用范围，拓宽了淀粉的应用领域。改性淀粉在乳液聚合过程中具有分散稳定作用，制备的乳液无乳化剂残留、颗粒细腻、稳定性高且渗透力强，但其附着力和耐水性较差；环氧树脂具有较高的交联密度、较好的耐化学品性能和附着力，因此利用环氧树脂改性淀粉基乳液能很好的解决乳液附着力、耐化学品性能及耐水性。

众所周知，纯环氧树脂粘度较大，进行改性时加入量过大会导致乳液产生凝胶，利用有机溶剂作为分散介质，会产生有机溶剂的残留和环境污染问题，因此如何将纯环氧树脂与淀粉的优点有机的结合在一起，获得一种全新的材料成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对现有材料存在的诸多问题，本发明提供一种环氧改性淀粉基乳液的绿色合成方法，包括以下步骤：(1)首先淀粉或淀粉衍生物在催化剂作用下加热后得到糊化液；(2)不借助有机溶剂，将环氧树脂与聚合单体以一定比例进行稀释分散，得到分散均匀的环氧树脂和聚合单体的混合液；(3)在一定温度下，向糊化液中同时滴加部分聚合单体和引发剂，制备核层聚合物；(4)继续滴加剩余聚合单体和引发剂，制备壳层聚合物；(5)保温反应后得到环氧改性淀粉基乳液。该乳液不仅绿色环保而且具有核壳结构，不使用有机溶剂和乳化剂，不仅绿色环保，而且乳液的各方面性能尤其是耐化学品性能及耐水性得到明显提高，可广泛应用于造纸、纺织、水性涂料等领域。

本发明中的最大特点是将淀粉及其衍生物进行改性后，可以在乳液聚合过程中起到分散稳定作用，制备的乳液无乳化剂残留，实现乳液无皂化合成；选取参与反应的聚合单体作为环氧树脂的分散介质，避免了有机溶剂挥发产生的残留及环境问题，实现乳液绿色化合成；同时，利用各种功能基团和单体对聚合物核壳结构进行设计，得到具有不同核壳结构的乳液，制得的乳胶粒子尺寸均匀、表面洁净、单分散性好，使聚合物产品各方面的性能得到改善。

本发明的具体内容如下：

一种环氧改性淀粉基乳液的绿色合成方法，由下列重量份的各组分制备而成：淀粉或淀粉衍生物10-40份，催化剂0.1-10份，聚合单体10-80份，环氧树脂0.1-40份，引发剂1-10份，水10-300份；

其中所述淀粉主要包括植物中存在的淀粉中的一种或几种。如玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉等植物中存在的淀粉中的一种或几种，淀粉衍生物主要包括改性淀粉中的一种或多种，如氧化淀粉、预糊化淀粉、酸解淀粉、淀粉酯、淀粉醚等改性淀粉中的一种或多种。

所述催化剂是过氧化氢、盐酸、次氯酸盐、过硫酸盐、硫酸中的一种或多种组合；

所述聚合单体为核层用聚合单体和壳层用聚合单体的任意比组合物；其中所述的核层用聚合单体是苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种组合；壳层用聚合单体是苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种组合；