[发明专利]含有叔碳酸乙烯酯的水性苯丙乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子聚合物的技术领域，特别涉及一种互穿网络聚合物乳液及其制备方法。

背景技术

苯丙乳液(苯乙烯-丙烯酸酯互穿网络聚合物乳液)是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。苯丙乳液作为一类重要的中间化工产品，以其优异的性能广泛的应用在建筑材料、金属表面乳胶涂料、纸张粘合剂、胶粘剂等领域。由于苯丙乳液成本较低，其涂膜具有良好的耐水、耐碱、耐候、抗污染等特性，近年来，在涂料领域得到了普遍应用。

CN1486996公开了一种改性苯丙乳液的制备方法，其特征是：以苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸为聚合单体，以有机氟为改性单体，以复合乳化剂为体系的乳化剂，采用热分解引发剂为引发剂，用硅烷偶联剂对有机氟进行预处理后，以十二烷基苯磺酸作催化剂，采用核壳工艺聚合得到改性苯丙乳液。该发明得到的有机硅(氟)改性苯丙乳液，可广泛用作内、外墙涂料的基料，可使该涂料不但有良好的附着性、耐水性、贮存稳定性及良好的施工性能，而且具有很好的耐候性、耐污性，可大大延长其使用寿命。

CN102432731A公开了一种阳离子苯丙乳液及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：a)将(甲基)丙烯酸酯、(甲基)苯乙烯和(甲基)丙烯酸混合，获得混合单体a；b)将乳化剂、引发剂和水混合，获得水溶液b；c)将阳离子单体和水混合，获得水溶液c；d)将混合单体a加入乳化剂、引发剂和水中混合，获得混合单体溶液d；e)将混合单体a加入乳化剂、引发剂和水中，反应，滴加溶液d和乳化剂、水溶液b和水溶液c，反应，用碱性溶液中和，获得产品；所述阳离子单体选自对乙烯基苄基三甲基氯化铵或对甲基苄基三甲基氯化铵。

现有技术制备的水性苯丙乳液，在生产和使用中，存在耐水性、耐酸碱性、耐候性效果不理想，耐擦洗性、耐冷热性、耐玷污性差等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，采用互穿网络聚合物(IPN)技术，合成绿色环保的具有水性宽温域高阻尼性能的苯丙乳液。

本发明的具体技术方案如下：

一种含有叔碳酸乙烯酯的水性苯丙乳液，由水乳聚合物、乳化剂、引发剂、pH值调节剂、保护胶和水组成；各成分的含量按质量计：水乳聚合物占水性苯丙乳液的47％～50％、乳化剂占水乳聚合物的2％～4％、引发剂占水乳聚合物的0.7％～1.7％，pH值调节剂占水乳聚合物的0.4％～1％、保护胶占水乳聚合物的1％～3％、余量为水；

所述的水乳聚合物，由苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、α-甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和叔碳酸乙烯酯七种单体通过乳液聚合制得，各单体按质量计占水乳聚合物的百分比为：苯乙烯18.9％～47.8％、丙烯酸丁酯30.2％～56.6％、甲基丙烯酸甲酯3.8％～4.4％、甲基丙烯酸丁酯6.3％～8.3％、α-甲基丙烯酸2.8％～3.0％、丙烯酸羟乙酯0.6％～0.9％、叔碳酸乙烯酯8.2％～8.8％。水乳聚合物粒径小于100nm。

所述的乳化剂是由十二烷基硫酸钠、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐(OS)组成，以质量计，十二烷基硫酸钠占乳化剂总量的55％～58％，OS占乳化剂总量的42％～45％。

所述的引发剂是过硫酸铵；

所述的pH值调节剂是碳酸氢钠；

所述的保护胶是聚甲基丙烯酸钠盐。

这些单体的不同配比组合，可以调节含有叔碳酸乙烯酯的水性苯丙乳液的玻璃化转变温度并拓宽阻尼材料的阻尼温；能够改善乳液在纸张表面纤维吸附留着，明显地增强纸张的表面强度，显著降低灰底白板纸的Cobb值。

本发明的水性苯丙乳液制备的技术方案如下所述。

一种含有叔碳酸乙烯酯的水性苯丙乳液的制备方法，有以下步骤：

(1)单体预乳化：

将乳化剂溶解在占总水量5～10％的水中，将七种单体苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、α-甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、叔碳酸乙烯酯和乳化剂溶液同时投入到乳化釜中，搅拌1.5～2小时制得预乳液；所述的总水量，是七种单体质量的1～1.13倍；

(2)制得种子乳液：

在反应釜中加入占总水量25～40％的水、占pH值调节剂总量5～10％的pH值调节剂、占引发剂总量5～10％的引发剂和全部的保护胶，搅拌情况下加热升温至75～90℃时，将剩余的水、引发剂和pH值调节剂制成的混合溶液，同预乳液同时分别滴加到反应釜中，在15～30分钟时间内滴加混合溶液及预乳液总量的10～15％，至反应体系呈蓝色荧光时，停止滴加并继续搅拌，制得种子乳液；

(3)水性苯丙乳液的合成：