[发明专利]核壳结构苯丙微乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微乳液的制备领域。

背景技术

苯丙微乳液的研究领域，国内外学者的研究工作主要集中在以下方面：

①乳化体系的改进：在传统苯丙乳液聚合中，所使用的常规乳化剂以物理吸附的方式附着在乳胶粒表面，从而实现乳液体系的稳定性。这种常规乳化剂分子容易受外界环境的影响发生解吸，结果引起乳胶粒碰撞凝聚，而且乳液成膜后，乳化剂分子残留在聚合物固体中，可以在聚合物内发生迁移造成聚合物膜的耐水性下降。

一方面反应型乳化剂的特点是乳化剂分子可以与单体共聚而永久键合到乳胶分子中，这种键合具有以下优点：①乳化剂分子不会迁移而导致胶乳凝聚，而且在乳液成膜或固体粉末后乳化剂分子依然附着在粒子表面，使粒子可重新分散于水中；②反应型乳化剂用量适当时，提高了反应活性，聚合后的水相中就不存在乳化剂分子，从而加快了成膜速度；③可以提高胶膜的耐水性。

②聚合方法的改进：随着乳液聚合工艺的发展，涌现出单体预乳化技术、种子乳液聚合技术、核/壳乳液聚合技术、无皂乳液聚合技术以及乳液互穿聚合物网络技术（LINP）等许多先进的聚合工艺。

1990年，Puig等通过半连续滴加法，在O/W型微乳液中开展了苯乙烯与丙烯酸单体的共聚研究，得到了直径约为21nm的球形单分散微乳液胶粒，但其最终单体转化率仅为60%。徐相凌等采用种子乳液聚合法，用γ射线引发苯乙烯聚合，得到粒径在30 nm左右、固含量较高的超微胶乳。汪长春等则采用一种改进的微乳液聚合法，合成了高固含量的丙烯酸酯超微胶乳，其中乳化剂用量为单体总量的4%～8%，助乳化剂用量为单体总量的4%～8%，引发剂用量为单体总量的0.2%～0.3%，制得的超微胶乳固含量(质量分数)可达40%以上，胶乳粒径为20～40nm。

发明内容

本发明的目的是提供一种核壳结构苯丙微乳液制备方法，采用半连续预乳化种子微乳液聚合法制备，由以下三个步聚完成：

1）种子微乳液的制备：水浴升温至60～70℃，称取规定量的乳化剂，缓冲剂加入到四口瓶中，在规定量的去离子水中充分分散。称取定量的核单体(软、硬单体)混合均匀，将其总量的1/5加入到上述四口瓶中，使之形成透明的微乳液。称取一定量的引发剂过硫酸钾，用少量去离子水配制成溶液。水浴升温至75℃，向反应器中加入1/3的引发剂，反应15min后，微乳液从无色透明状态逐渐变为蓝色透明液体，说明微乳液聚合反应正在进行。继续向反应器中滴加剩余核单体和引发剂。控制滴加速度，将其在规定时间内滴加完毕。然后在75℃保温1h，得到蓝色透明的种子微乳液。

2）预乳化壳单体：称取规定量的乳化剂，在规定量的去离子水充分分散。称取壳单体(软、硬、功能性单体)加入乳化剂的水溶液中，在一定搅拌速度下预乳化30min，得到预乳化液。

3）核壳聚合：向种子微乳液体系中缓慢滴加预乳化壳单体和引发剂水溶液，控制滴加速度，2h滴加完毕，保温1～1.5h，氨水调pH值至6～7，降温出料。

本发明的有益效果是：采用本方法可制得具有核壳结构的苯丙微乳液。

具体实施方式

核壳结构苯丙微乳液的制备方法，特征在于：采用半连续预乳化种子微乳液聚合法制备，共分三步：

1）种子微乳液的制备：水浴升温至60～70℃，称取规定量的乳化剂，缓冲剂加入到四口瓶中，在规定量的去离子水中充分分散。称取定量的核单体(软、硬单体)混合均匀，将其总量的1/5加入到上述四口瓶中，使之形成透明的微乳液。称取一定量的引发剂过硫酸钾，用少量去离子水配制成溶液。水浴升温至75℃，向反应器中加入1/3的引发剂，反应15min后，微乳液从无色透明状态逐渐变为蓝色透明液体，说明微乳液聚合反应正在进行。继续向反应器中滴加剩余核单体和引发剂。控制滴加速度，将其在规定时间内滴加完毕。然后在75℃保温1h，得到蓝色透明的种子微乳液。

2）预乳化壳单体：称取规定量的乳化剂，在规定量的去离子水充分分散。称取壳单体(软、硬、功能性单体)加入乳化剂的水溶液中，在一定搅拌速度下预乳化30min，得到预乳化液。

3）核壳聚合：向种子微乳液体系中缓慢滴加预乳化壳单体和引发剂水溶液，控制滴加速度，2h滴加完毕，保温1～1.5h，氨水调pH值至6～7，降温出料。