[发明专利]一种自由基乳液聚合制备聚乙酸乙烯酯的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种自由基乳液聚合制备聚乙酸乙烯酯的方法及其应用。

背景技术

聚乙酸乙烯酯(PVAC)是一种常见的高分子，本身无毒、绿色安全，并且不溶于水及油的高分子物质，无法被人体吸收。除广泛应用于食品、涂料、胶粘剂等领域，还因其良好的延展性、遇水溶胀成微孔结构等特性，被广泛应用于医药、保健品等多个行业。

乙酸乙烯酯是一种常用的自由基聚合单体，分子中含有乙烯基，可进行聚合反应。目前现有制备聚乙酸乙烯酯的方法，食品级产品采用本体聚合方法，在食品行业中广泛应用作为胶基，但这类固体产品在制药行业中使用不便。而涂料级、粘合剂级产品虽采用乳液聚合，但往往添加众多不适合药品、食品使用的成分，也不能应用在药品和食品中。

中国专利申请CN 106084105 A公布了一种以过硫酸铵为引发剂的体系下的聚乙酸乙烯酯的制备方法，体系先加入乙酸乙烯单体、引发剂及有机溶剂甲醇进行预聚合反应，反应温度为85-90℃，反应时间1.2h-1.5h。预聚合反应后，采用不同速度滴加单体、引发剂及有机溶剂进行聚合反应阶段，反应至聚合度为300-400时停止反应，反应温度为76-82℃。整个反应过程温度较高，且加入了有机溶剂甲醇，增加了危险性。反应结束条件为至聚合度为300-400时停止，条件较难控制。

中国专利申请CN 104558320 A公布了一种由分散介质、保护胶体、乳化剂、引发剂、pH调节剂及增塑剂体系下进行乳液聚合聚乙酸乙烯酯，整个聚合过程中反应较繁琐，温度调节频繁，且需每10-20min加入一定量引发剂。另反应过程中的乳化剂为非离子型乳化剂烷基酚聚氧乙烯醚和阴离子乳化剂烷基酚醚硫酸铵盐的混合物，由于烷基酚聚氧乙烯醚的生物降解性能较差和潜在的毒害，大多数国家已经开始限制用量，因此对环境及人体存在潜在的不利影响。此合成方法专利上注明可适用于玻璃纤维短切毡的黏结。但合成过程中所添加的乳化剂并不适合药品、食品使用，因此工艺无法在药品和食品行业大量推广。

德国巴斯夫股份有限公司的专利申请CN106674410 A公布了一种在至少一种离子型乳化剂、至少一种自由基引发剂和至少一种保护性胶体存在的体系下，自由基聚合乙酸乙烯酯生产的聚合物水分散体。但工艺中采用含硫化合物作为分子量调节剂，如：巯基乙酸乙基己基酯、硫代乙二醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇。此类有恶臭和毒害的含硫化合物的使用，不仅会影响产品的气味和带来潜在毒害，而且对后续的处理产生影响。另外其配方中聚维酮的添加量较大(相当于聚乙酸乙烯酯的6-15％)，如果用于高溶解性的药品缓控释，聚维酮作为致孔剂，将必然导致聚乙酸乙烯酯总用量增大才能达成缓控释效果，增加了成本和用药依从性困难(如：制得片重偏大难以吞咽)。并且这类使用巯基分子量控制剂的产品，在强碱条件下可能会端基断裂，释放出巯基化合物特有的恶臭。

综上所述，目前缺乏一种工艺简单，产品稳定、低成本及低用量的聚乙酸乙烯酯水分散体或干粉的制备方法。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种聚乙酸乙烯酯乳液。

本发明的另一目的在于提供上述聚乙酸乙烯酯乳液的制备方法。该制备方法工艺简单，制备的产品稳定，成本低。

本发明的另一目的在于提供上述聚乙酸乙烯酯乳液的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种聚乙酸乙烯酯乳液，由如下质量百分比的原料制成：

优选的，所述保护性胶体与乙酸乙烯酯单体的重量比为0-5.99％(更优选为0.1-5.99％)；引发剂与乙酸乙烯酯单体的重量比为0.1％-2％；表面活性剂与乙酸乙烯酯单体的重量比为0.5-10％；还原剂与乙酸乙烯酯单体的重量比为0％-1％。

优选的，所述乙酸乙烯酯单体的质量百分比为25-45％。

优选的，所述的分散介质为水，便宜且无污染，分散介质质量百分比优选为55-75％。

优选的，所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂和/或非离子表活剂，具体包括十二烷基硫酸钠、山梨酸钾或钠盐、月桂酸钠、吐温-20、吐温-80中的一种或多种。所述表面活性剂质量百分比优选为0.1-0.5％。

所述的保护性胶体为聚维酮(即聚乙烯吡咯烷酮，规格可以是K10-90)，优选为K30。保护性胶体可以在乳液制备过程中以一次性加入或连续进料的方式加入，加入量相当于乙酸乙烯酯单体重量的0-5.99％；也可根据不同使用需求在乳液聚合完成后加入更多量聚维酮，加入量为乙酸乙烯酯单体质量的0-30％。