专利名称：聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液的制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子共聚物基纳米复合材料的制备方法，具体是聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液的制备。
背景技术：
聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液是通过单体原位插层乳液聚合方法制备的赋 予基体材料新功能和改善基体材料原有性能的具有特殊结构的纳米材料。蒙脱土被插层或 被剥离后以纳米级别粒子形式分散在基体材料当中。该纳米粒子在纳米复合材料当中的作 用不仅仅是增强，还具有抗菌、抗紫外、抗氧化、阻燃等特性。在涂料、通用塑料、粘接剂、航 空工业、包装材料、医疗生物材料等领域都有广泛的应用前景。现已公开的中国专利都只涉 及到用其他纳米粒子来改性聚醋酸乙烯，如纳米ZnO粒子(专利公开号CN101250273)，并 未涉及到蒙脱土改性聚醋酸乙烯形成纳米复合乳液。
发明内容
本发明的目的是提供聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液的制备方法。下面是聚醋 酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液的制备步骤。(1)将蒙脱土 3 7份放在50份醋酸乙烯单体中浸泡24小时，使单体充分进入蒙 脱土片层；(2)按单位重量，准备12份聚乙烯醇与1 4份0P-10保护胶体搅拌分散于150份 蒸馏水中，升温至90°C使其完全溶解，溶解后降至室温，移入带有温度计、冷凝管、搅拌器、 滴液漏斗的反应器中；(3)将步骤(1)浸泡好蒙脱土溶液移入反应器；(4)称取1 4份的引发剂过硫酸铵溶解于10份水溶液中，将其一半投入反应器， 开动搅拌，升温、保温；(5)当冷凝管回流减少时，用滴液漏斗滴加50份醋酸乙烯单体，控制在3小时左右 加完；(6)将另一半引发剂过硫酸铵投入反应器，升温至85°C ；(7)冷凝管无回流时，冷却降温至55°C，加入16份邻苯二甲酸二丁酯、2份ph调节 剂碳酸氢钠，保温0.5小时；(8)冷却至室温，将制备的乳液过滤，所得白色乳液即为聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米 复合乳液。
具体实施例方式本发明用工业级醋酸乙烯单体和层间距为1. 906nm的有机改性蒙脱土为原料。制备聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液的原料，按单位重量份数为醋酸乙烯单 体100份，蒙脱土 3 7份，引发剂1 4份。当蒙脱土用量高于7份时，蒙脱土难以在单体中分散，将不能形成剥离型纳米复合乳液；当蒙脱土用量低于3份时，被剥离的粒子数目太少达不到改性的目的。当引发剂用量超过4份时，反应瞬间完成，产物有大量团聚发生， 严重影响蒙脱土粒子的插层或剥离效果；当含量低于1份，则反应不完全，大量单体存在， 导致产物稳定性下降。本发明所采用的引发剂为过硫酸铵(无机过氧类引发剂)。本发明采用的分散介质要求既能溶解单体、引发剂、分散稳定剂，又不能溶解反应 所生成的聚合物，其成分是水。用单体原位插层乳液聚合法制备聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液的步骤为(1)将蒙脱土 3 7份放在50份醋酸乙烯单体中浸泡24小时，使单体充分进入蒙 脱土片层；(2)按单位重量，准备12份聚乙烯醇与1 4份0P-10保护胶体搅拌分散于150份 蒸馏水中，升温至90°C使其完全溶解，溶解后降至室温，移入带有温度计、冷凝管、搅拌器、 滴液漏斗的反应器中；(3)将步骤(1)浸泡好蒙脱土溶液移入反应器；(4)称取1 4份的引发剂过硫酸铵溶解于10份水溶液中，将其一半投入反应器， 开动搅拌，升温、保温；(5)当冷凝管回流减少时，用滴液漏斗滴加50份醋酸乙烯单体，控制在3小时左右 加完；(6)将另一半引发剂过硫酸铵投入反应器，升温至85°C ；(7)冷凝管无回流时，冷却降温至55°C，加入16份邻苯二甲酸二丁酯、2份ph调节 剂碳酸氢钠，保温0.5小时；(8)冷却至室温，将制备的乳液过滤，所得白色乳液即为聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米 复合乳液。下面是更为具体的实施示例实施例1 称取0. 075kg的Tj-2型蒙脱土，于1. 25L醋酸乙烯单体中浸泡24小时，使单体充 分进入蒙脱土层间，待用。称取0.3kg聚乙烯醇溶于3. 75L蒸馏水及0.025kg OP-IO乳化 剂中(升温至90°C溶解)，将溶解好的聚乙烯醇与浸泡好的醋酸乙烯单体移入反应器，加入 0. 015kg过硫酸铵(溶解于0. 25L蒸馏水)，开动搅拌，加热恒温槽至反应温度(65°C )，保温 30分钟。然后滴加1. 25L新鲜蒸馏的醋酸乙烯单体(在2小时左右加完)。加完单体后再 称取0. 015kg过硫酸铵(溶解于0. 25L蒸馏水)投入反应器，继续加热，逐步升温至85°C， 至无回流为止，停止加热，保温0. 5小时，冷却至50°C，加入0. 0125kg碳酸氢钠(溶于0. 3L 蒸馏水)，再加入0. 4L邻苯二甲酸二丁酯，搅拌冷却后，所得白色乳液即为聚醋酸乙烯/蒙 脱土纳米复合乳液。实施例2 称取0. 125kg的Tj-2型蒙脱土，于1. 25L醋酸乙烯单体中浸泡48小时，使单体充 分进入蒙脱土层间，待用。称取0.3kg聚乙烯醇溶于3. 75L蒸馏水及0.05kg OP-IO乳化剂 中(升温至90°C溶解)，将溶解好的聚乙烯醇与浸泡好的醋酸乙烯单体移入反应器，加入 0. 02kg过硫酸铵(溶解于0. 3L蒸馏水)，开动搅拌，加热恒温槽至反应温度(70°C )，保温30分钟。然后滴加1. 25L新鲜蒸馏的醋酸乙烯单体(在2. 5小时左右加完)。加完单体后 再称取0. 02kg过硫酸铵(溶解于0. 3L蒸馏水)投入反应器，继续加热，逐步升温至85°C， 至无回流为止，停止加热，保温0. 5小时，冷却至50°C，加入0. 0125kg碳酸氢钠(溶于0. 3L 蒸馏水)，再加入0. 4L邻苯二甲酸二丁酯，搅拌冷却后，所得白色乳液即为聚醋酸乙烯/蒙 脱土纳米复合乳液。实施例3 称取0. 15kg的Tj-2型蒙脱土，浸泡于1. 25L醋酸乙烯单体中72小时，使单体充 分进入蒙脱土层间，待用。称取0.3kg聚乙烯醇溶于3. 75L蒸馏水及0.075kg OP-IO乳化 剂中(升温至90°C溶解)，将溶解好的聚乙烯醇与浸泡好的醋酸乙烯单体移入反应器，加入 0. 025kg过硫酸铵(溶解于0. 3L蒸馏水)，开动搅拌，加热恒温槽至反应温度(75°C )，保温 30分钟。然后滴加1. 25L新鲜蒸馏的醋酸乙烯单体(在3小时左右加完)。加完单体后再 称取0. 025kg过硫酸铵(溶解于0. 3L蒸馏水)投入反应器，继续加热，逐步升温至85°C， 至无回流为止，停止加热，保温0. 5小时，冷却至50°C，加入0. 0125kg碳酸氢钠(溶于0. 3L 蒸馏水)，再加入0. 4L邻苯二甲酸二丁酯，搅拌冷却后，所得白色乳液即为聚醋酸乙烯/蒙 脱土纳米复合乳液。实施例4
称取0. 175kg的Tj-2型蒙脱土，浸泡于1. 25L醋酸乙烯单体中96小时，使单体充 分进入蒙脱土层间，待用。称取0.3kg聚乙烯醇溶于3. 75L蒸馏水及0.08kg OP-IO乳化剂 中(升温至90°C溶解)，将溶解好的聚乙烯醇与浸泡好的醋酸乙烯单体移入反应器，加入 0. 03kg过硫酸铵(溶解于0. 3L蒸馏水)，开动搅拌，加热恒温槽至反应温度(80°C )，保温 30分钟。然后滴加1. 25L新鲜蒸馏的醋酸乙烯单体(在3. 5小时左右加完)。加完单体后 再称取0. 03kg过硫酸铵(溶解于0. 3L蒸馏水)投入反应器，继续加热，逐步升温至85°C， 至无回流为止，停止加热，保温0. 5小时，冷却至50°C，加入0. 0125kg碳酸氢钠(溶于0. 3L 蒸馏水)，再加入0. 4L邻苯二甲酸二丁酯，搅拌冷却后，所得白色乳液即为聚醋酸乙烯/蒙 脱土纳米复合乳液。
权利要求
聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液的制备方法，其步骤为(1)将蒙脱土3～7份放在50份醋酸乙烯单体中浸泡24～96小时，使单体充分进入蒙脱土片层；(2)按单位重量，准备12份聚乙烯醇与1～4份OP-10保护胶体搅拌分散于150份蒸馏水中，升温至90℃使其完全溶解，溶解后降至室温，移入带有温度计、冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的反应器中；(3)将步骤(1)浸泡好蒙脱土溶液移入反应器；(4)称取1～4份的引发剂过硫酸铵溶解于10份水溶液中，将其一半投入反应器，开动搅拌，升温、保温；(5)当冷凝管回流减少时，用滴液漏斗滴加50份醋酸乙烯单体，控制在3小时左右加完；(6)将另一半引发剂过硫酸铵投入反应器，升温至85℃；(7)冷凝管无回流时，冷却降温至55℃，加入16份邻苯二甲酸二丁酯、2份ph调节剂碳酸氢钠，保温0.5小时；(8)冷却至室温，将制备的乳液过滤，所得白色乳液即为聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液。
全文摘要
聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液的制备方法，首先将蒙脱土3～7份放在50份醋酸乙烯单体中浸泡24小时；其次按单位重量，准备12份聚乙烯醇与1～4份保护胶体搅拌分散于150份蒸馏水中，升温至90℃使其完全溶解，溶解后降至室温，移入反应器中；然后将第一步浸泡好蒙脱土溶液移入反应器；称取1～4份的引发剂过硫酸铵溶解于10份水溶液中，将其一半投入反应器，开动搅拌，升温、保温；当冷凝管回流减少时，用滴液漏斗滴加50份醋酸乙烯单体，控制在3小时左右加完；将另一半引发剂过硫酸铵投入反应器，升温至85℃；冷凝管无回流时，冷却降温至55℃，加入16份邻苯二甲酸二丁酯、2份pH调节剂碳酸氢钠，保温0.5小时；冷却至室温，将制备的乳液过滤，所得白色乳液即为聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液。
文档编号C08F118/08GK101817900SQ20091011732
公开日2010年9月1日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者成佳辉, 杨娟, 杨瑞成, 杨钒, 陈奎 申请人:兰州理工大学