[发明专利]一种超低VOC含量的环保型苯丙乳液及其制备方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及苯丙乳液的制备，特别涉及一种超低VOC含量的环保型苯丙乳液及其制备方法。

背景技术

随着人们对环境保护的愈发重视，环境友好型产品越来越受到普遍的关注，乳液型胶粘剂因具有不易燃易爆、生产成本低、使用方便等优点而逐渐成为胶粘剂、内外墙涂料、皮革处理剂、织物整理剂的发展趋势。然而近年来市场所生产的乳液产品的挥发性有机物(volatile organic compounds，VOC)含量较高（残余单体含量一般超过0.5%，千分之五），降低VOC的含量（使残余单体含量达到500 ppm，万分之五以下），使乳液产品几乎没有气味是当前乳液聚合技术努力达到的目标。如何进一步降低乳液聚合中挥发性残余单体的含量以降低产品VOC含量是近年来科学研究和生产中急需解决的主要问题。

为了解决此问题，很多科研工作者在后处理方面做了大量研究，主要是以下几个方面：

    （1）氮气驱除法（陈永良. 消除乳液聚合物中单体气味的方法[J]. 化工时刊, 1994(8): 20-24.）

     在聚合后期边搅拌边向聚合釜中吹人氮气，从而驱除未反应单体，但由于有些单体在水中有一定的溶解度，乳化剂也会增加单体在水中的溶解稳定性，所以在该场合这种方法实际应用中未达到一定效果，而且还会造成生产车间环境的污染，所以不宜采取。

（2）射线法（陈永良. 消除乳液聚合物中单体气味的方法.）

以γ射线照射含有臭氧的空气，使得未反应单体裂解，从而消除不饱和C=C键，此方法虽然取得较好的效果，但条件比较苛刻，难以实际应用。

（3）对聚合物采取抽真空（陈永良. 消除乳液聚合物中单体气味的方法.）

反应结束后，在没有冷却的情况下，对聚合物体系抽真空，将没有参与聚合的挥发性单体抽走。这样做的结果虽然可以在一定程度上减少挥发性单体的气味，但同时也降低了单体转化率，使得未反应的单体直接被抽走，而不是参加反应生成聚合物，所以这个方法并不十分可取。

（4）后期保温加入强还原剂（陈永泉. 添加水合肼消除丙烯酸酯乳液聚合残留单体的气味. 化学世界,1994, 35 (8): 436-438.）

加入强还原剂水合肼可以较好的解决其问题。通过实验发现虽然气味方面有所改善，但是水合肼本身是一种有毒的化合物，本产品是环保胶黏剂，加入量多了，会导致人体中毒；加入量少了，无法完全去除残余单体，所以这种方法没有继续沿用。

（5）微波处理反应（杨波; 何慧; 贾德民. 微波辐射制备乳胶微粒的研究进展. 绝缘材料,2008, 41 (2): 49-52.）

选用微波辐射作为实验结束后的后处理步骤，使得未参与反应的残余单体转化为聚合物，减少乳液中的单体气味，这种方法刚开始收到了良好的效果，气味消失了，同时保证了乳液产品的稳定性，但是，经过一个月的常温储存，发现经过微波处理的乳液，全部都破乳，以及完全凝固。说明用微波处理不能保证长期储存，所以还是需要进一步的改进。

以上方法效果并不理想，在实际生产中没有推广。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种超低VOC含量的环保型苯丙乳液的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的超低VOC含量的环保型苯丙乳液。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种超低VOC含量的环保型苯丙乳液的制备方法为以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体，丙烯酸(AA)为功能单体，加入天然烯烃类物质参与聚合反应。所述的天然烯烃类物质优选为松香、松香改性物、葵花籽油、花生油、豆油或橄榄油；更优选的，所述的天然烯烃类物质为松香改性物或葵花籽油。

优选的，所述的超低VOC含量的环保型苯丙乳液的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）准备阶段

将乳化剂、引发剂分别溶解于水中得到乳化剂溶液和引发剂溶液；

（2）预乳化阶段

取45～55%质量的乳化剂溶液加入到天然烯烃类物质和参与聚合的单体中，搅拌得到白色粘稠的预乳化液；

（3）种子引发阶段

将剩余的乳化剂溶液加热，升温到约76～78 ℃时，滴加18～22%质量的预乳化液和1/6～1/3质量的引发剂溶液，保温约30～40 min；

（4）反应阶段