本发明涉及苯丙乳液领域，具体而言，涉及一种淀粉基苯丙乳液及其制备方法。
背景技术：
苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。现有技术中的苯丙乳液成品泡沫多，耐水性差、成本高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种淀粉基苯丙乳液，其粘结强度大，韧性好，弹性佳，泡沫少且耐水性良好。
本发明的另一目的在于提供一种上述淀粉基苯丙乳液的制备方法，其生产过程安全可控，其粘结强度大，韧性好，弹性佳，泡沫少且耐水性良好。
本发明的实施例是这样实现的：
一种淀粉基苯丙乳液，其原料按质量百分数计包括：阴离子淀粉及其衍生物10-30％、植物胶0.5-1.5％、单体混合物10-30％、引发剂0.2-1.0％、内交联剂0.5-3％、外交联剂0.1-3％以及水40-70％。
优选地，其原料按质量百分数计包括：阴离子淀粉及其衍生物16-24％、植物胶0.8-1.2％、单体混合物14-26％、引发剂0.4-0.8％、内交联剂0.9-2.4％、外交联剂0.4-2.5％以及水50-60％。
一种淀粉基苯丙乳液的制备方法，其包括：将阴离子淀粉及其衍生物与植物胶混合升温熬制，接着降温至预定温度，滴加单体混合物、引发剂和内交联剂，保温，保温结束后调节ph至6-8；接着降温至60℃以下，加入外交联剂进行交联反应，反应结束后，降温过滤。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例利用天然高分子的阴离子淀粉及其衍生物作为乳化剂，通过复配植物胶作为阴离子淀粉及其衍生物的增韧剂，从而提高了苯丙乳液的韧性，并且在制备过程中起泡少，其生产过程安全可控，制备获得的淀粉基苯丙乳液，其粘结强度大，韧性好，弹性佳，耐水性良好。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的淀粉基苯丙乳液及其制备方法进行具体说明。
一方面，本实施例提供了一种淀粉基苯丙乳液，其原料按质量百分数计包括：阴离子淀粉及其衍生物10-30％、植物胶0.5-1.5％、单体混合物10-30％、引发剂0.2-1.0％、内交联剂0.5-3％、外交联剂0.1-3％以及水40-70％。
优选地，其原料按质量百分数计包括：阴离子淀粉及其衍生物16-24％、植物胶0.8-1.2％、单体混合物14-26％、引发剂0.4-0.8％、内交联剂0.9-2.4％、外交联剂0.4-2.5％以及水50-60％。
其中，阴离子淀粉及其衍生物包括但不限于羧基淀粉及其衍生物、磷酸酯淀粉及其衍生物、磺酸基淀粉及其衍生物中的一种或多种。
现有技术中在制备苯丙乳液时，由于采取低分子量的乳化剂，在搅拌过程中会产生大量的泡沫，为避免影响正常生产，常常需要添加消泡剂。而本申请中，将阴离子淀粉及其衍生物作为乳化剂对其余组分进行乳化，阴离子淀粉及其衍生物是天然高分子化合物，其能够具有较强的乳化效果，并且不会起泡，保证产品正常生产且不需要添加消泡剂。
植物胶包括但不限于田箐胶、瓜儿胶、桃胶、冷杉胶和阿拉伯胶中的一种或多种。本实施例中，将植物胶作为阴离子淀粉及其衍生物的增韧剂，其能够增加阴离子淀粉及其衍生物胶黏层之间的柔韧性，进而提高产品的韧性。
单体混合物包括苯乙烯类单体、羧酸类单体和丙烯酸酯类单体的混合物。优选地，苯乙烯类单体包括苯乙烯和甲基苯乙烯中的一种或几种；优选地，羧酸类单体包括：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和马来酸中的一种或几种；优选地，丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或几种。优选地，单体混合物中苯乙烯类单体、羧酸类单体和丙烯酸酯类单体的质量比为50-70：1-5：25-49。
引发剂包括双氧水、过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或几种。
内交联剂包括n－羟甲基丙烯酰胺、n－羟乙基丙烯酰胺、n－丁氧基甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酸基乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。
外交联剂包括氮丙啶、水性异氰酸酯和季戊四醇缩水甘油醚中的一种或几种。
另一方面，本发明实施例还提供了一种淀粉基苯丙乳液的制备方法，其包括：
s1、将阴离子淀粉及其衍生物与植物胶混合升温熬制。
具体地，将阴离子淀粉及其衍生物加水调配至浓度为20-40％，接着加入植物胶，植物胶的加入量为0.5-1.5％，升温至90-95℃熬制0.5-1小时。
s2、接着降温，滴加单体混合物、引发剂和内交联剂，保温。
具体地，将步骤s1获得的物料降温至80-85℃，接着滴加单体混合物、引发剂和内交联剂，于1-3h滴完单体混合物、引发剂和内交联剂，保温0.5-2小时。
其中，单体混合物可以与内交联剂混合滴加，也可以分别单独滴加，本实施例中优选单体混合物与内交联剂混合滴加。
s3、调节ph。
保温结束后加入碱性物质调节ph至6-8，碱性物质包括碳酸钠、氢氧化钠、氨、氢氧化钾的水溶液，水溶液的浓度在10-30％。
s4、加入外交联剂。
降温到60℃以下，加入外交联剂进行交联反应，交联剂用量为0.1－3％，交联时间为0.5-1小时。交联结束后，降温至45℃，过滤，放料即为本产品。
本发明实施例利用天然高分子的阴离子淀粉及其衍生物作为乳化剂，通过复配植物胶作为阴离子淀粉及其衍生物的增韧剂，从而提高了苯丙乳液的韧性，并且在制备过程中起泡少，其生产过程安全可控，制备获得的淀粉基苯丙乳液，其粘结强度高、韧性好，弹性佳，耐水性良好。
以下结合实施例对本发明的淀粉基苯丙乳液及其制备方法进一步进行阐述。
实施例1
本实施例提供了一种淀粉基苯丙乳液及其制备方法。
在带有冷凝器和搅拌桨的四口烧瓶中，加入水195g，开动搅拌，加入羧基淀粉87g，加入田箐胶3.5g，升温至93℃熬制1小时，降温至料温为85℃，开始同时滴加3.5g5％浓度的过硫酸钾溶液和60g苯乙烯、4g丙烯酸、40g丙烯酸丁酯、3gn－羟基丙烯酰胺的混合物，后者在80分钟滴完，前者在85分钟滴完，滴完后在此温度下保温2小时。降料温至58℃，调整物料ph值为7.5，加入氮丙啶4g，保温反应1小时，降料温至42℃，过滤，放料即为本产品。
实际固含量：50.2％，粘度：385mpa.s，ph值：7.3
实施例2
本实施例提供了一种淀粉基苯丙乳液及其制备方法。
在带有冷凝器和搅拌桨的四口烧瓶中，加入水198g，开动搅拌，加入磷酸酯淀粉80g，加入阿拉伯胶4g，升温至95℃熬制1小时，降温至料温为83℃，开始同时滴加3g3％浓度的过硫酸铵溶液和60g苯乙烯、3g甲基丙烯酸、44g丙烯酸丁酯、4g甲基丙烯酸乙酰乙酸基乙酯的混合物，后者在75分钟滴完，前者在80分钟滴完，滴完后在此温度下保温1.5小时。降料温至55℃，调整物料ph值为7.8，加入季戊四醇缩水甘油醚4g，保温反应1小时，降料温至45℃，过滤，放料即为本产品。
实际固含量：49.8％，粘度：425mpa.s，ph值：7.5
实施例3
本实施例提供了一种淀粉基苯丙乳液及其制备方法。
在带有冷凝器和搅拌桨的四口烧瓶中，加入水200g，开动搅拌，加入磷酸酯淀粉40g、磺酸基淀粉30g，加入冷杉胶2g，升温至95℃熬制1小时，降温至料温为83℃，开始同时滴加3g10％浓度的过硫酸钠和70g甲基苯乙烯、5g衣康酸、45g甲基丙烯酸丁酯、10g双丙酮丙烯酰胺的混合物，后者在75分钟滴完，前者在80分钟滴完，滴完后在此温度下保温1.5小时。降料温至55℃，调整物料ph值为7.2，加入水性异氰酸酯10g，保温反应1小时，降料温至45℃，过滤，放料即为本产品。
实际固含量：50.7％，粘度：419mpa.s，ph值：7.2
实施例4
本实施例提供了一种淀粉基苯丙乳液及其制备方法。
在带有冷凝器和搅拌桨的四口烧瓶中，加入水184g，开动搅拌，加入羧基淀粉衍生物110g，加入瓜儿胶2.5g和桃胶3.5g，升温至93℃熬制0.5小时，降温至料温为82℃，开始同时滴加3g6％浓度的过硫酸钠和55g甲基苯乙烯、5g衣康酸、30g甲基丙烯酸丁酯、4g双丙酮丙烯酰胺的混合物，后者在75分钟滴完，前者在80分钟滴完，滴完后在此温度下保温2小时。降料温至55℃，调整物料ph值为7.3，加入水性异氰酸酯3g，保温反应1小时，降料温至45℃，过滤，放料即为本产品。
实际固含量：50.3％，粘度：416mpa.s，ph值：7.0
对比实验
一、组分的选择对苯丙乳液的性质的影响
对比例1：将实施例1中的羧基淀粉替换为淀粉；
对比例2：将实施例1中的羧基淀粉替换为op-10和sds的混合物；
对比例3：将实施例1中的田箐胶省略；
对比例4：将实施例1中的内交联剂省略；
对比例5：将实施例1中的外交联剂省略。
对实施例1以及对比例1-5进行检测获得的苯丙乳液，其常规性能测试请参阅表1。
表1.不同组分对苯丙乳液的性质的影响
从表1可以看出，本实施例提供的淀粉基苯丙乳液的性能明显优于常规低分子乳化剂制备的苯丙乳液。
二、制备工艺参数对苯丙乳液的性质的影响
对比例6：将实施例1中的羧基淀粉加水调配至浓度为10％；
对比例7：将实施例1中的羧基淀粉加水调配至浓度为50％；
对比例8：将实施例1中的熬制温度改变为100℃；
对实施例1以及对比例6-8进行检测获得的苯丙乳液，其常规性能测试请参阅表2。
表2.不同制备工艺参数对苯丙乳液的性质的影响
从表2可以看出，熬制淀粉的浓度和温度必须在一个合适的范围。当淀粉的浓度低于或高于本申请请求保护的范围时，制备的产品强度、韧性都受到一定影响。
三、组分含量对苯丙乳液的性质的影响
通过改变实施例1中的各个组分的含量(具体请参阅表3)，以获得对比例9-13。
表3.不同示例的组分含量
对实施例1以及对比例9-13进行检测获得的苯丙乳液，其常规性能测试请参阅表4。
表4.不同组分含量对苯丙乳液的性质的影响
从上表可以看出，在本技术要求内的组分比例有利于提高其使用性能。
综上所述，本发明实施例利用天然高分子的阴离子淀粉及其衍生物作为乳化剂，通过复配植物胶作为阴离子淀粉及其衍生物的增韧剂，从而提高了苯丙乳液的韧性，并且在制备过程中起泡少，其生产过程安全可控，制备获得的淀粉基苯丙乳液，其粘结强度高、韧性好，弹性佳，耐水性良好。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。