丙烯酸有机硅无皂共聚纳米乳液的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种聚合物乳液的制备方法，尤其设及一种丙締酸有机娃无皂共聚纳 米乳液的制备方法。
【背景技术】
[0002] 微乳液是由油、水、乳化剂和助乳化剂组成的各项同性、热力学稳定的透明或半透 明胶体分散体系，其分散相尺寸为纳米级，比可见光的波长短。
[0003]微乳液聚合运一理念最早是由化ar和Schalmen于1943年提出，其差别是在乳液聚 合体系用引入助乳化剂，并采用高速揽拌法、高压均化法、超声波分散法等微乳化工艺。微 乳液和乳液一样，是在乳化剂的作用下形成稳定的油水混合体系，但俩者之间存在明显的 差别。乳液是浑浊的不稳定体系，而微乳液是热力学稳定的透明体系;微乳液聚合物胶乳粒 径小，粒径分布窄，形态和孔结构都相当规整。
[0004] 1980年Soffer等首先W微乳液为介质进行了微乳液聚合研究，从而开辟了崭新的 领域。鉴于微乳液作为反应介质的特殊性，各国学者随后分别进行了深入的研究，掲示了许 多有别于常规乳液体系的聚合特征。
[0005] 微乳液聚合是一种纳米级分散相的乳液聚合，是乳液聚合研究的一个重要分支， 目前微乳液聚合研究还处于探索阶段，但其前景非常广阔，对于提高聚合物的各项性能、聚 合物新产品开发等都有十分重要的意义。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具有超细粒径、超强渗透力、 超强的耐水耐候性的丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法。
[0007] 本发明的目的通过W下技术方案来实现：
[000引丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法，特点是:采用原料为不饱和单体、有 机娃、反应型乳化剂、助乳化剂、引发剂和水，利用无皂聚合W及微乳液聚合工艺，使用含有 締控键的反应性乳化剂，并引入长碳链醇作为助乳化剂，制得丙締酸有机娃无皂共聚纳米 乳液。
[0009] 进一步地，上述的丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法，包括W下步骤：
[0010] 1)在预乳化罐中加入340~470重量份水、12~17重量份反应型乳化剂、2~5重量 份丙締酷胺进行分散乳化，然后缓慢加入140~260重量份甲基丙締酸甲醋、120~240重量 份丙締酸异辛醋、1~4重量份甲基丙締酸、1~3重量份助乳化剂，制得预乳化液；
[0011] 2)在反应蓋中加入400~530重量份去离子水、5~10重量份反应型乳化剂、0.5~2 重量份助乳化剂，然后加热至83~85°C，再将0.1~3%重量份的步骤1)所制备的预乳化液 W及引发剂溶液投入到反应蓋中，保持反应溫度在85~87°C，反应过程控制在5~15分钟， 制得种子乳液；
[0012] 3)同时滴加步骤1)所制备的预乳化液W及引发剂溶液至反应蓋中，保持反应溫度 为 86 ~88°C;
[001引4)滴力院成后，控制溫度在88~9(TC，保溫I~2小时；
[0014] 5)将反应蓋溫度降至65~70°C，然后加入1~1.5重量份出化和0.6~1.2重量份还 原剂，保溫30~50分钟，消除残除单体；
[001引 6)将反应蓋中乳液溫度降至40°C W下，然后加入4~8重量份PH值调节剂、0.2~ 0.8重量份消泡剂、0.1~0.7重量份杀菌剂，然后进行过滤，获得丙締酸有机娃无皂共聚纳 米乳液。
[0016] 进一步地，上述的丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法，其中，所述反应型 乳化剂为締丙基烷基醇酸硫酸盐SR-1025、甲基丙締酷胺异丙基横酸AMPS-2404、締丙基烧 基横基班巧酸醋盐M-12S、1-丙締氧基2-径基丙烷横酸钢UCAN-I、乙締基横酸钢SVS中的一 种或几种。
[0017] 更进一步地，上述的丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法，其中，所述助乳 化剂为正丙醇、正下醇、正戊醇、正己醇、正庚醇中的一种或几种。
[0018] 更进一步地，上述的丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法，其中，所述引发 剂溶液为过硫酸锭、过硫酸钢、过硫酸钟中的一种或几种。
[0019] 更进一步地，上述的丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法，其中，所述引发 剂溶液的加入量为0.5~0.8重量份。
[0020] 更进一步地，上述的丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法，其中，步骤3) 中，滴加时间控制在4~4.5小时。
[0021] 再进一步地，上述的丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法，其中，步骤5) 中，所述还原剂为吊白块、维生素 C、德国布吕格曼公司的乳液聚合用新型还原剂FFs中的一 种或者几种。
[0022] 再进一步地，上述的丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法，其中，步骤6) 中，所述PH值调节剂为AMP-95PH调节剂、氨水三乙醇胺中的一种或几种。
[0023] 再进一步地，上述的丙締酸有机娃无皂共聚纳米乳液的制备方法，其中，步骤6) 中，所述消泡剂为WBA消泡剂、681F消泡剂、NXZ消泡剂中的一种或几种，所述杀菌剂为卡松 杀菌剂、D7-10杀菌剂、DE-109杀菌剂中的一种或几种。
[0024] 本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
[0025] ①采用微乳液聚合工艺，引入长碳链的醇，并采取高速乳化的方式，使胶乳颗粒形 成及其细小的胶束，并在引发剂的作用下将聚合在胶束内进行，最终得到纳米级、各项同 性、清亮透明的乳液成品，且突破了传统微乳液聚合固体含量仅为10% W下，难有工业化应 用的缺陷，制得最终固含量大于30%的可W大规模生产的工业化成品；
[0026] ②采用无皂聚合工艺，擬弃传统乳液聚合中使用的普通的阴离子乳化剂，使用含 有締控键的长碳链乳化剂，締控键直接参与聚合反应，成为最终胶乳粒子的一部分，使最终 的乳液成品中不含有游离的乳化剂，保证了乳液最终成膜后膜的纯净度，极大的降低了漆 膜的吸水率，提高了乳液的耐水白性；
[0027] ③使用反应型乳化剂，在聚合过程中含有締控键的乳化剂既能乳化单体形成胶 束，保证微乳液聚合的正常进行，其含有的締控键又能参与聚合，接枝到丙締酸单体的基团 上，保证了最终聚合物中不含有游离的乳化剂，极大的提高了产品的耐水性等各项性能；
[0028] ④微乳液聚合工使制成的产品粒径达到纳米级，在表面活性剂的保护下可成为热 力学稳定体系，各项同性，清亮透明；由于不含有游离乳化剂，使得产品对于环境的影响大 大降低，属于环境友好型产品；
[0029] ⑤产品粒径分布较窄，且平均粒径不足50nm，因其超细的粒径，故在配置的涂料中 可W更多的填充粉体间的空隙，较低的乳液用量即可W达到很高的粘结强度W及其他性 能;可应用于外墙建筑涂料、水包水多彩涂料、保溫涂层等领域，满足保溫、节能、装饰等多 种要求。
【具体实施方式】
[0030] 采用原料为不饱和单体、有机娃、反应型乳化剂、助乳化剂、引发剂和水，利用无皂 聚合W及微乳液聚合工艺，采用含有締控键的反应性乳化剂，并引入长碳链醇作为助乳化 剂，突破了传统微乳液聚合采用大量传统乳化剂的弊端，传统乳化剂由于不参与聚合反应， 且含有大量的亲水基团，导致最终虽得到纳米级粒子，但是粒子的亲水性过强，失去工业化 生产的意义。
[0031] 实施例1
[0032] 在预乳化罐中加入230kg去离子水、7.8kg締丙基烷基醇酸硫酸盐SR-1025J. 2kg 丙締酷胺，然后加入2.化巧基丙締酸(AA)、106kg丙締酸异辛醋(2-EHA)、124k巧基丙締酸 甲醋(MMA)、1.3kg正戊醇进行高速分散，制得预乳化液A。
[0033] 在反应蓋中加入504.2kg去离子水、8.2kg締丙基烷基醇酸硫酸盐SR-1025、1.2kg 正戊醇，然后加热到83~85°C，将制备好的1.56kg预乳化液(A)和引发剂过硫酸钟化PS) 0.64kg+18.3kg去离子水溶液加入到反应蓋中，保持反应溫度在85~87°C，反应过程控制在 10分钟，制得种子乳液。
[0034] 同步滴加预乳化液、引发剂溶液(过硫酸钟KPSl.4化g+125.9kg去离子水溶液)至 反应蓋中，继续保证反应蓋的溫度86~88°C，滴加时间控制在4.5个小时。
[0035] 滴加完毕后，控制反应蓋的溫度88~90°C，保溫1个小时。
[0036] 将溫度降至65~70r，然后加入0.化g此化和0.35kg FFs，保溫30分钟，消除残除 单体。
[0037] 采用循环水降溫至40 r，然后加入5.化g AMP-95PH调节剂，0.2kg WBA消泡剂， 0.5kg卡松杀菌剂，然后进行过滤包装。
[003引实施例2
[0039] 在预乳化罐中加入230kg去离子水、7.8kg甲基丙締酷胺异丙基横酸AMPS-2404、 2.21^丙締酷胺，然后加入2.11^甲基丙締酸(44)、1064邑丙締酸异辛醋（2-6齡）、1241^甲基 丙締酸甲醋(MMA)、1.3kg正丙醇进行高速分散，制得预乳化液A。
[0040] 在反应蓋中加入504.2kg去离子水、8.2kg甲基丙締酷胺异丙基横酸AMPS-2404、 1.2kg正丙醇，然后加热到83~85°C，将制备好的1.56kg预乳化液(A)和引发剂过硫酸钢 0.64kg+18.3kg去离子水溶液加入到反应蓋中，保持反应溫度在85~87°C，反应过程控制在 15分钟，制得种子乳液。
[0041] 同步滴加预乳化液、引发剂溶液(过硫酸钢1.47kg+125.9kg去离子水溶液)至反应 蓋中，继续保证反应蓋的溫度86~88°C，滴加时间控制在4个小时。
[0042] 滴加完毕后，控制反应蓋的溫度88~90°C，保溫2个小时。
[0043] 将溫度降至65~70°C，然后加入0.化g此化和0.35kg吊白块，保溫50分钟，消除残 除单体。
[0044] 采用循环水降溫至40°C，然后加入5.化g氨水，0.2kg MZ消泡剂，0.5kgDE-10