乙苯丙三元共聚水性乳液的制作方法

专利名称:乙苯丙三元共聚水性乳液的制作方法
本发明属于丙烯酸酯类水性乳液，这种乳液可用作建筑物内外装饰材料，也可作粘结剂使用。
丙烯酸酯类水性乳液国内于七十年代兴起，而国外已有几十年的历史，但品种较少，如纯丙、苯丙、乙丙等水性乳液和欧美少数公司推出来的氯醋丙水性乳液。由于乙丙水性乳液的优势在于价格，而纯丙水性乳液的优势在于质量，但价格高，所以出现了纯丙改性的苯丙、氯醋丙水性乳液，然而价格仍旧偏高。在性能方面，由于乙丙水性乳液中只有软单体醋酸乙烯而缺少苯乙烯之类硬单体，因此它的膜过于柔软些，相反，在苯丙水性乳液中只有硬单体苯乙烯而缺少醋酸乙烯之类的软单体，因此它的膜过于柔软些，相反，在苯丙水性乳液中只有硬单体苯乙烯而缺少醋酸乙烯之类的软单体，因此它的膜又较为坚硬些。在耐候、耐久、耐水、耐沾污、附着强度、最低成膜温度等性能方面，纯丙、苯丙和乙丙水性乳液均存在一定程度的差异。
本发明的任务是在纯丙、苯丙和乙丙水性乳液的基础上进行改性而制成一种丙烯酸酯类乙苯丙三元共聚水性乳液，使其具有纯丙、苯丙和乙丙水性乳液的综合性能，且不提高生产成本。
按照本发明的丙烯酸酯类水性乳液的合成，是以水为介质，在乳化剂、引发剂等存在下，由一定数量的丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯以及少量的丙烯酸系活性单体甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸、丙烯酸，在搅拌下分散于水中，通过自由基引发，在胶束表面上进行了链的引发，醋酸乙烯单体首先被引发成自由基，接着在胶束内进行着链的增长，即在胶束内进行聚合体粒子的成长，以至形成了聚合体粒子。在丙烯酸系活性单体的作用下，使丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯等单体都参加了共聚反应，以致形成了丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚水性乳液(简称为乙苯丙三元共聚水性乳液)。
按照本发明的丙烯酸酯类水性乳液合成的总反应式如下所示
乙苯丙三元共聚物m＝1，2，……;n＝1，2，…;N＝1，2，……;P＝1，2，R＝C4H9或者C2H5∶R＝CH3或者H。
按照本发明的丙烯酸酯类乙苯丙三元共聚物的红外光谱图及其特征吸收谱带见附图1。
按照本发明的丙烯酸酯类水性乳液由以下几种材料组成1、占乳液总重量48%的单体。其中，丙烯酸酯为10～15%(可以是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯)，苯乙烯为7～14%，醋酸乙烯为22～34%，丙烯酸酯类活性单体为0.5～2.5%。
为防止在贮存中聚合，通常丙烯酸酯类、苯乙烯等单体均加有阻聚剂对苯二酚或对羟基苯甲醚，合成前，在配方中这些单体的阻聚剂总量如果超过25PPM，必须将其除去，脱除阻聚剂的方法有离子交换树脂吸附、碱洗或蒸馏等。
醋酸乙烯单体在长久存放之后发生水解而生产醋酸和乙醛，由于醋酸和乙醛在聚合反应中有显著的阻聚作用，所以合成时醋酸乙烯单体中的醋酸、乙醛的含量都要少于0.02%，对于长久存放的醋酸乙烯单体，要经过重新蒸馏之后才能使用。
2、由占单体总量1.3～1.8%的非离子型乳化剂和占单体总量0.1～0.7%的离子型乳化剂组成的混合乳化剂。这类混合乳化剂可以是OP～10和十二烷基硫酸钠，或是MS-1和十二烷基硫酸钠。
由于非离子型乳化剂在聚合物表面形成了吸附层，阻挡聚合物离子彼此碰撞，提高了聚合物粒子的分散稳定性，而离子型乳化剂使聚合物离子表面带有负电荷，使得聚合物颗粒相斥，並能降低粒径的作用，所以这种混合剂的乳化效果是好的，並为本发明的稳定性提供了条件。
3、占单体总量0.45～0.60%的引发剂。引发剂采用过硫酸铵、过硫酸钾等水溶性的过硫酸盐。
4、占单体总量0.60～0.80%的中和剂，如碳酸氢钠。
由于在反应中加入过硫酸盐，使反应液的酸值不断增加，PH值不断降低，所以应在反应过程中分批加入中和剂，使得本发明在合成中PH值尽量地保持在4～5。
5、占单体总量1～2%的保护胶。保护胶可以是聚丙烯酸酯类盐。
这类保护胶是属于水溶性聚合物，具有增大乳液液相粘度，控制聚合物粒子运动和防止凝聚的效果，为本发明的贮存稳定性提供了条件。
6、占乳液总重量0.5%的氨水。
在合成的后期加入工业级或CP级氨水，以使得本发明的PH值达到7～8。
7、占乳液总重量50%的水。可以是自来水或是蒸馏水或是无离子蒸馏水。
本发明的合成工艺主要是采用半连续乳液聚合工艺方法，把全部的水、乳化剂、大部份引发剂和一部份单体(约15～20%)先投入反应釜中打底，加热引发，当开始形成聚合体粒子后，再将余下的单体不断地滴加，同时分批加入中和剂，然后加入留下来的引发剂、中和剂、升温到90℃，並保持半小时，然后仃火、降温，抽小风半小时，当温度降至30℃时，加入氨水，调节PH值在7～8，最后过滤出料。
本发明具有与乙丙水性乳液相似的附着力强的特点，同时显示出与苯丙水性乳液相似的耐水性和耐老化性好的特点，并具有成膜温度低的优点，其最低成膜温度为8～9℃，如加入成膜助剂8%，最低成膜温度可达0℃。此外，本发明还具有贮存稳定性好的特点，一年以上无分离、沉淀、凝结。
本发明的合成是在水中进行共聚反应形成产品的，所以无污染和三废处理问题。
最佳实施例以本发明作主要材料，配以其他辅助材料，制备成外墙乳胶漆(白漆)的配方(按1000份总量算)本发明丙烯酸酯类水性乳液300
聚丙烯酸酯钠盐(25%)70三聚磷酸钠2.5钛白粉R70硅灰石粉85轻质碳酸钙60滑石粉60沉淀硫酸钡40磁土15乙二醇45丙二醇20苯二甲酸二丁酯8SPA-2021.5亚硝酸钠1苯甲酸钠1BCM1.5水222
④文件名称页行补正前补正后说明书210P＝1，2，P＝1，2，……说明书414其最低成膜温度其最低成膜温度为为8～9℃，如0℃。
加入成膜助剂8%，最低成膜温度可达0℃说明书511苯二甲酸二丁酯邻苯二甲酸二丁酯权利要求
书170.5的氨水0.5%的氨水
权利要求
1.一种乙苯丙三元共聚水性乳液，含有单体、乳化剂、引发剂、中和剂、保护胶和水，其特征在于此水性乳液是由占乳液总量48%的丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯作单体的三元共聚物、占单体总量1.3～1.8%的非离子型乳化剂和占单体总量0.1～0.7%的离子型乳化剂所组成的混合乳化剂、占单体总量0.45～0.60%的引发剂、占单体总量0.60～0.80%的中和剂、占单体总量1～2%的保护胶、占乳液总量0.5的氨水、占乳液总量50%的水所组成。
2.按权利要求
1所述的丙烯酸酯类水性乳液，其特征在于所述的三元共聚物由10～15%的丙烯酸酯、7～14%的苯乙烯、22～34%的醋酸乙烯、0.5～2.5的丙烯酸系活性单体所组成。
专利摘要
本发明是一种丙烯酸酯类水性乳液，它以水为介质，在乳化剂、引发剂等存在下，及丙烯酸系活性单体的作用下，使丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯等单体都参加自由基共聚反应，从而形成乙苯丙三元共聚水性乳液。这种乳液具有纯丙、苯丙和乙丙水性乳液的综合性能，附着力强，耐候、耐久、耐水、耐玷污等性能好，可以在0℃以上施工应用，同时又不增加生产成本，可作建筑物内外装饰材料，也可作粘结剂使用。
文档编号C08F220/00GK87100921SQ87100921
公开日1987年11月4日 申请日期1987年2月21日
发明者余节德 申请人:浙江省建筑科学研究所