专利名称：丁苯乳液及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粘结剂，具体涉及一种丁苯乳液及其制备方法。
背景技术：
丁苯乳液被广泛的用于纸张涂布、建筑涂料的粘结，在应用过程中，对乳液的性能要求越来越高。随着乳液应用工艺技术的改进和发展，要求乳液具有良好的工艺适用性，其中，乳液成膜的耐水性、附着力是重要的性能。
目前，商用丁苯乳液均以外反应性的表面活性剂作为乳化剂，包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
普通型的乳化剂在乳液成膜后，因很难与聚合物本体相容，容易迁移到膜的表面或与基材相连的界面而使得膜的耐水性变差，并且与基材之间的附着力变差。如中国专利CN1075818C中阴离子与非离子复合的乳化剂加入量占单体量0.3wt％～1.5wt％，采用此方法制备的丁苯胶乳具有高的稳定性，但其乳液成膜的耐水性、附着力有所不足。
发明内容
本发明的目的是提出一种丁苯胶乳及其制备方法和应用，以克服已有技术的缺陷。
本发明的丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤将羧酸单体、丁二烯单体、(甲基)苯乙烯单体、分子量调节剂、乳化剂和引发剂的混合物的水溶液，40℃～90℃、0.6MPa～1.0MPa条件下进行自由基乳液共聚，反应时间3～10小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝7～10，经过滤得到的乳液重量固含量为40％～60％，平均粒径为100nm～300nm。
所说的羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或衣康酸中的至少一种；所说的乳化剂为反应型乳化剂，选自烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙基聚氧乙烯醚或乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一种。
所说的分子量调节剂为正十二硫醇或叔十二硫醇中的至少一种。
所说的引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。
所说的碱性物质选自碱金属的氢氧化物，优选氢氧化钠，最好采用重量含量为10％～40％的氢氧化钠水溶液；上述技术方案中，以重量(干重)百分比计羧酸单体 0.5％～5％丁二烯单体10％～90％(甲基)苯乙烯单体 5％～80％分子量调节剂 0.1％～1％乳化剂0.2％～2％引发剂0.1％～2％合计重量为100％。
本发明的丁苯乳液，可以用于建筑涂料、造纸涂料配方中。
众所周知，普通型的乳化剂在乳液成膜后，因很难与聚合物本体相容，容易迁移到膜的表面或与基材相连的界面而使得膜的耐水性变差，并且与基材之间的附着力变差。而本发明采用反应性表面活性剂作为乳化剂，这种乳化剂能以化学键的形式键和在聚合物链上，因此不会迁移至膜的表面或与基材相连的界面上而能够增强膜的耐水性，提高与基材之间的附着力。
本发明的丁苯乳液是一种能满足建筑涂料、造纸涂料用高性能、环保的产品。该产品在建筑涂料、造纸涂料中使用，能明显提高涂料涂层的耐水性，与基材之间的附着力。
具体实施例方式
实施例1在1000ml加压反应釜中加入1克重量浓度为50％的烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵(罗地亚公司的Rhodapex CL910)水溶液，5克过硫酸钾，344.5克蒸馏水，完全溶解成水溶液。再加入丙烯酸12.5克，丁二烯25克，苯乙烯197克，正十二硫醇2.5克。
在0.6MPa条件下进行搅拌加热，加热温度40℃，时间10小时，进行聚合反应。冷却至25℃，用37.5克20％氢氧化钠水溶液中和。经100目筛网过滤，得高附着力、高耐水性丁苯乳液，固含量40.2％，平均粒径100nm(使用Malven粒径仪测得)，pH＝9.8(使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例2在1000ml加压反应釜中加入6克50％烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵(瑞士Clariant公司的Emulsogen APG2019)水溶液和6克50％乙烯基聚氧乙烯醚(瑞士Clariant公司的Emulsogen R208)水溶液，0.3克过硫酸钠，193.1克蒸馏水，完全溶解成水溶液。再加入甲基丙烯酸1.5克，丁二烯51.3克，甲基苯乙烯240克，叔十二硫醇0.3克。在1.0MPa条件下进行搅拌加热，加热温度90℃，时间3小时，进行聚合反应。冷却至25℃，用1.5克40％氢氧化钠水溶液中和。经100目筛网过滤，得高附着力、高耐水性丁苯乳液，固含量59.7％，平均粒径300nm(使用Malven粒径仪测得)，pH＝7.1(使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例3在1000ml加压反应釜中加入6克50％烯丙基聚氧乙烯醚(罗地亚公司的RhodasurfAAE-10)水溶液，3克过硫酸铵，290克蒸馏水，完全溶解成水溶液。再加入衣康酸4.5克，丁二烯270克，苯乙烯15克，正丁硫醇1.5克。在0.8MPa条件下进行搅拌加热，加热温度70℃，时间6小时，进行聚合反应。冷却至25℃，用10克30％氢氧化钠水溶液中和。经100目筛网过滤，得高附着力、高耐水性丁苯乳液，固含量49.6％，平均粒径195nm(使用Malven粒径仪测得)，pH＝8.1(使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例4在1000ml加压反应釜中加入2克50％烯丙基聚氧乙烯醚(罗地亚公司的RhodasurfAAE-10)水溶液和1.6克50％烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵(罗地亚公司的Rhodapex CL910)水溶液，4.5克过硫酸钾，189.65克蒸馏水，完全溶解成水溶液。再加入马来酸10.5克，丁二烯154.8克，苯乙烯120克，正十二硫醇2.4克。在0.9MPa条件下进行搅拌加热，加热温度55℃，时间8小时，进行聚合反应。冷却至25℃，用60克10％氢氧化钠水溶液中和。经100目筛网过滤，得高附着力、高耐水性丁苯乳液，固含量54.8％，平均粒径238nm(使用Malven粒径仪测得)，pH＝8.5(使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例5按GB/T 1733-93/甲法的方法检测涂膜耐水性具体观察试板在去离子水中部分被去离子水浸润的情况。
实施例6用实施例1～4和按CN1075818C的方法制备的丁苯乳液，按下述配方制备乳胶漆
将上述组分加入高速分散机，搅拌均匀后高速分散20～30min，至细度合格，低速下加入下述组分，搅拌均匀后，出料，过滤；
采用上述配方制备的乳胶漆，按GB 9266-88方法检测涂层耐洗刷性
从上述应用结果可以看出使用本发明实施例1～4制备的丁苯乳液，与比较例相比，能大幅度增强涂料与基材之间的附着力。
权利要求
1.一种丁苯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将羧酸单体、丁二烯单体、(甲基)苯乙烯单体、分子量调节剂、乳化剂和引发剂的混合物的水溶液进行自由基乳液共聚，反应时间3～10小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝7～10，经过滤得到乳液；所说的乳化剂选自烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙基聚氧乙烯醚或乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一种；所说的分子量调节剂为正十二硫醇或叔十二硫醇中的至少一种；所说的引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以干重重量百分比计羧酸单体 0.5％～5％丁二烯单体 10％～90％(甲基)苯乙烯单体 5％～80％分子量调节剂 0.1％～1％乳化剂 0.2％～2％引发剂 0.1％～2％合计重量为100％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或衣康酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的碱性物质选自碱金属的氢氧化物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将羧酸单体、丁二烯单体、(甲基)苯乙烯单体、分子量调节剂、乳化剂和引发剂的混合物的水溶液，40℃～90℃、0.6MPa～1.0MPa条件下进行自由基乳液共聚。
6.采用权利要求1～5任一项所述方法制备的丁苯乳液。
7.根据权利要求6所述的丁苯乳液，其特征在于，乳液重量固含量为40％～60％，平均粒径为100nm～300nm。
8.根据权利要求6或7所述的丁苯乳液的应用，其特征在于，用于建筑涂料、造纸涂料配方中。
全文摘要
本发明公开了一种丁苯乳液及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤将羧酸单体、丁二烯单体、(甲基)苯乙烯单体、分子量调节剂、乳化剂和引发剂的混合物的水溶液进行自由基乳液共聚，反应时间3～10小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝7～10，经过滤得到乳液。本发明的丁苯乳液是一种能满足建筑涂料、造纸涂料用高性能、环保的产品。该产品在建筑涂料、造纸涂料中使用，能明显提高涂料涂层的耐水性，与基材之间的附着力。
文档编号D21H19/20GK101077902SQ2007100429
公开日2007年11月28日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年6月28日
发明者施晓旦, 王养臣, 尹东华 申请人:上海东升新材料有限公司