专利名称：四元苯丙水性乳液及合成方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制备建筑粘合剂的合成树脂乳液及其制备方法。
目前，用于制备建筑粘合剂的合成树脂乳液大都是三元共聚体系，并可用简单的共聚来实现的，所得的乳胶粒子是均相的。简单共聚所制备的乳液存在着成膜性和成膜后的强度的矛盾。另外，《涂料工艺》杂志1988年5月刊登的“四元丙烯酸酯共聚乳液及其膜性能的研究”一文是针对丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸而进行研究的，由于体系中含有较大量的醋酸乙烯，所得产物成本低，但由于聚醋酸乙烯的亲水性以及遇碱皂化的原因，其耐水性差，当在呈碱性的水泥面或混凝土面上使用时，其耐水性更差。并且上述四元共聚乳液是采用种子聚合的方法制备的。因此，体系中乳胶粒的内部结构是均匀一致的。
本发明的目的是针对上述现有技术中的缺点，而提供一种具有硬核软壳结构的四元苯丙水性乳液及其合成方法，它较好地解决了简单共聚乳液的成膜性与粘接强度的矛盾。
本发明是这样实现的它是把核壳乳液的合成理论应用在建筑粘合剂的基料合成上。本发明是苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯晴-丙烯酸的四元共聚体系，并采用分段加单体的方式，使所含成的乳胶粒成为硬核软壳的非均相结构。
其具体组成如下根据工艺步骤要求，它由乳化剂、引发剂、核单体、壳单体四组组分组成，其各组组分的组成及配比为第一、乳化剂阴离子型乳化剂(按100%含量计)0.6-1.4%(重量百分比)非离子型乳化剂0.2-0.6%无离子水40-50%第二、引发剂过硫酸盐0.1-0.4%无离子水10-20%第三、核单体苯乙烯3-8%丙烯酸丁酯3-8%第四、壳单体苯乙烯3-10%丙烯酸丁酯12-25%丙烯晴0.5-5%丙烯酸0.5-3%上述阴离子型乳化剂可选取ms-1或者十二烷基硫酸钠。非离子型乳化剂可选取op-10或者os-15。上述的过硫酸盐可选取过硫酸铵或者过硫酸钾。
合成四元苯丙水性乳液的工艺步骤如下第一、首先按上述配方分别配制各组组分溶液。
第二、将乳化剂溶液加入反应釜中，并开始搅拌，升温至80-86℃。
第三、乳胶粒子核的形成向反应釜中同时滴加引发剂溶液和核单体溶液，控制温度在80-86℃，控制核单体溶液在1-1.5小时内加完。使体系产生稳定的乳胶粒子核。
第四、核壳的形成继续向反应釜中滴加引发剂溶液，并滴加壳单体溶液，控制温度在82-86℃，控制引发剂溶液和壳单体溶液在2-2.5小时内同步加完。使在上述过程中形成的乳胶粒子核的表面上履盖一层软壳。
第五、保温在82-86℃保温1.5小时。
第六、降温至50℃以下，并停止搅拌，然后用60目网过滤出料。
体系中加入丙烯酸的作用是使体系稳定，并具备碱增稠性。加入丙烯晴是使乳液成膜后具有耐溶剂性。由于丙烯酸和丙烯晴具有亲水性，聚合在乳胶粒子核的表面上进行，所以只在成壳期加入这两种单体。
本发明可以在配有滴加料装置，回流冷凝器、温度计及搅拌器的反应釜上实施，反应釜带有夹套，可以用热水锅炉或蒸汽锅炉供热，用自来水循环降温。反应釜采用保温措施，反应釜的搅拌形式为锚式或锚框式，搅拌转速控制在50-90转/分。
用上述配方及工艺合成的乳液，聚合体系稳定，粘度变化小，容易控制。乳液产品易成膜，成膜后强度高，具有较强的粘附力，耐玷污、耐溶剂，与颜填料相容性好，掺合容易，乳液吃灰量大，并且成本较低。
下面是本发明的实施例。
实施例一1、各组组分配比a、乳化剂ms-1(40%水溶液) 2.16%op-10 0.3%无离子水 48%b、引发剂过硫酸铵 0.16%无离子水 10%c、核单体苯乙烯 6%丙烯酸丁酯 6%d、壳单体苯乙烯 7.4%丙烯酸丁酯 15.48%丙烯晴 3%
丙烯酸 1.5%2、按上述配方，并按前面所述的工艺步骤制取乳液。
实施例二1、各组组分配比a、乳化剂十二烷基硫酸钠 0.86%op-10 0.3%无离子水 45%b、引发剂过硫酸钾 0.22%无离子水 10%c、核单体苯乙烯 3%丙烯酸丁酯 3%d、壳单体苯乙烯 9%丙烯酸丁酯 24%丙烯晴 1.62%丙烯酸 3%2、同实施例一。
实施例三1、各组组分配比
a、乳化剂ms-1(40%水溶液) 2.6%os-15 0.6%无离子水 40%b、引发剂过硫酸铵 0.4%无离子水 20%c、核单体苯乙烯 8%丙烯酸丁酯 8%d、壳单体苯乙烯 3%丙烯酸丁酯 12%丙烯晴 5%丙烯酸 0.4%2、同实施例一。
权利要求
1.一种四元苯丙水性乳液，其特征在于根据工艺步骤要求，它由乳化剂、引发剂、核单体、壳单体四组组分组成，其各组组分的组成及配比如下a、乳化剂阴离子型乳化剂(按100%含量) 0.6-1.4%(重量百分比)非离子型乳化剂 0.2-0.6%无离子水 40-50%b、引发剂过硫酸盐0.1-0.4%无离子水10-20%c、核单体苯乙烯 3-8%丙烯酸丁酯 3-8%d、壳单体苯乙烯 3-10%丙烯酸丁酯 12-25%丙烯睛 0.5-5%丙烯酸 0.5-3%
2.根据权利要求1所述的乳液，其特征在于所述的阴离子型乳化剂可选取ms-1、十二烷基硫酸钠，非离子型乳化剂可选取op-1、os-15。
3.根据权利要求2所述的乳液，其特征在于所述的过硫酸盐可选取过硫酸铵、过硫酸钾。
4.一种四元苯丙水性乳液的合成方法，其特征在于其工艺步骤如下a、首先按权利要求1所述的配方分别配制各组组分溶液，b、将乳化剂溶液加入反应釜中，并开始搅拌，升温至80-86℃，c、乳胶粒子核的形成向反应釜中同时滴加引发剂溶液和核单体溶液，控制温度在80-86℃，控制核单体溶液在1-1.5小时内加完。d、核壳的形成继续向反应釜中滴加引发剂溶液，并滴加壳单体溶液，控制温度在82-86℃，控制引发剂溶液和壳单体溶液在2-2.5小时内同步加完，e、保温在82-86℃保温1.5小时，f、降温至50℃以下，并停止搅拌，然后用60目网过滤出料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于搅拌转速控制在50-90转/分。
全文摘要
本发明涉及一种用于制备建筑粘合剂的合成树脂乳液及其制备方法。本发明是苯乙烯—丙烯酸丁酯—丙烯腈—丙烯酸的四元共聚体系，它应用核壳乳液合成的理论，代用分段加单体的方式，使所合成的乳胶粒具有硬核软壳的非均相结构。因此，较好地解决了简单共聚乳液成膜性与粘接强度的矛盾。乳液产品易成膜，成膜后强度高，粘附力强，耐玷污、耐溶剂，与颜填料相容性好，该乳液主要用于配制建筑用粘合剂，广泛用于粘贴塑料地板，拼木地板、瓷砖等装饰材料。
文档编号C08F220/16GK1063288SQ9110002
公开日1992年8月5日 申请日期1991年1月9日 优先权日1991年1月9日
发明者李书良, 苑爱茹 申请人:河北省建筑材料工业设计研究院