专利名称：防尘与防水土流失专用胶乳的制作方法
技术领域：
本发明属聚合物胶乳类，具体说是用作土壤凝结剂的具有特殊结构的醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯胶乳。
聚合物胶乳不含有机溶剂，对环境不产生污染，其应用范围越来越广泛，可用于胶粘剂(如地毯衬背胶、聚合物砂浆胶)，涂料(内外墙涂料)，涂饰剂等传统领域。近年来，胶乳作为土壤凝结剂得到人们的重视，把胶乳喷洒在道路护坡、堤岸护坡、山体斜坡、煤堆等物体上，形成无灰尘、防水、有弹性的坚硬表面或表层，达到防尘和防止水土流失的效果。
作为土壤凝结剂的胶乳形成的膜需要有较高强度和良好的耐水性，又要有较低的价格，所以以醋酸乙烯这种廉价单体为主要成份，为提高耐水性，还需使用乙烯和丙烯酸单体，制成醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯多元共聚物胶乳，也可制成壳-核结构的胶乳，核为醋酸乙烯-乙烯共聚物(EVA)，壳为醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物，一般的合成方法得到的胶乳，乙烯在聚合物链中无规律分布，如果乙烯具有长序列结构，耐水性会大幅度提高。在壳-核结构胶乳中，若作为核的EVA胶乳中乙烯含量超过50％，就存在乙烯-乙烯连接的长序列结构，具有两个玻璃化转变温度。所以问题的关键是得到乙烯含量50％以上的EVA胶乳，以往的技术有三个方法，第一个方法是直接乳液聚合(U．S．3，534，009)，聚合时乙烯压力在20MPa左右，在工业上很难实现，所以市售的EVA胶乳乙烯含量都在15％以下，是在4MPa压力下合成的。第二个方法是把乙烯含量50％以上的固体EVA树脂溶到有机溶剂(如甲苯)中，高速搅拌下加到含乳化剂的水中，形成稳定的乳液，再蒸除溶剂(U．S．3，347，811)，这种方法避免了高压，但消耗一定的溶剂和大量的能量，提高了胶乳的成本。第三方法是把乙烯含量50％以上的EVA加到含乳化剂的水中，在高温高压高速搅拌下乳化(U．S．4，151，133；U．S．3，746，631)，也存在设备上的困难。
本发明的目的是在70℃左右和常压下，不加任何溶剂，合成核为EVA，壳为醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物的胶乳，在EVA中，乙烯具有长序列结构。
实现上述目的所采用的方法是把乙烯含量55％左右的固体EVA树脂溶到醋酸乙烯-丙烯酸酯单体混合物中，在高速搅拌下加入到含有乳化剂、胶体稳定剂、缓冲剂的水中，同时加入自由基引发剂，在70-80℃温度下高速搅拌进行乳液聚合，得到所需的胶乳。
本发明使用的EVA树脂为高醋酸乙烯含量的EVA树脂，以保证在单体中有较高的溶解度，又要具有乙烯-乙烯连接的长序列结构，乙烯含量在50-60％较为合适，我们使用三井-杜邦聚合物化学株式会社生产的EVAFLEX，牌号为40Y-W和45X，乙烯含量分别为59％和54％，均含有长序列的乙烯链节。醋酸乙烯单体和丙烯酸乙酯单体为工业品，所使用的丙烯酸包括(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基已酯、(甲基)丙烯酸长链脂肪醇酯等，优先选用丙烯酸丁酯，为了增加胶乳的稳定性，有时加入少量的(甲基)丙烯酸。使用的乳化剂为非离子型和离子型的混合物，非离子型乳化剂有聚氧化乙烯芳基醚类(如OP)、聚氧化乙烯多元醇羧酯类(如吐温)、多元醇羧酸酯类(如斯盘)，优先选用OP类。使用的阴离子型乳化剂有烷基硫酸盐类(如十二烷基硫酸钠)、烷基苯磺酸盐(如十二烷基苯磺酸钠)等，优先选用于十二烷基硫酸钠。胶体保护剂选用聚乙烯醇(PVA)。乳液缓冲剂选用焦磷酸钠或醋酸钠。
本发明的基本配方为；组分 百分用量(％)EVA树脂 2～10醋酸乙烯 15～35丙烯酸酯 3～15丙烯酸 0～2非离子型乳化剂 1～3阴离子型乳化剂 1～3胶体保护剂 1～3缓冲剂 0．1～0．4引发剂 0．15～0．5水 余量本发明的合成工艺过程首先把固体EVA树脂颗粒在搅拌下于60℃左右溶解到一定量的醋酸乙烯-丙烯酸酯(包括丙烯酸)中，制成EVA-单体溶液。在装有温度计、回流冷凝器、加料漏斗、高速搅拌器的反应器中加入去离子水、胶体保护剂，搅拌下加热到90℃溶解，温度降低到70℃时，加入乳化剂和缓冲剂，搅拌溶解。把上面制得的EVA-单体溶液在热的状态下缓慢加到反应器中，同时高速搅拌，搅拌速度4000～8000转／分，在加入EVA-单体溶液的同时，缓慢加入3％的引发剂水溶液，温度保持在70～80℃，大约2～4小时加完，然后在普通搅拌速度下反应1～3小时，加入少量阻聚剂，就得到所需的胶乳。
本发明与已知技术相比具有实质性差别，具有明显的实质性进步。本发明把固体树脂溶到聚合单体中，而不是溶到溶剂中制成溶液，高速搅拌下乳化并同时进行乳液聚合，这是一项制备共聚胶乳的全新技术，省能源，无污染。所得到的壳-核结构胶乳，核为EVA，壳为醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物，具有乙烯-乙烯连接的长序结构，这是一种新型的胶乳，耐水性更好，一般的聚合方法无法得到这种乙烯长序结构的胶乳。
实施例所使用的合成配方为组分 百分用量(％)用量(g)EVA树脂40Y-W 5．2 130醋酸乙烯 26．2 655丙烯酸丁酯 3．2 80丙烯酸 0．4 10乳化剂OP-101．5 37．5十二烷基硫酸钠 0．2 5PVA3．0 75焦磷酸钠 0．2 5过硫酸钾 0．2 5去离子水 601500合成具体过程把130g牌号为40Y-W的EVA树脂在60℃下溶解到655g醋酸乙烯、80g丙烯酸丁酯和10g丙烯酸的混合单体中，形成EVA-单体溶液。在反应器中加入1340g去离子水、75g PVA(牌号为1788和1799的PVA各半)，在90℃下搅拌溶解，冷却到70℃，加入37．5g OP-10、5g十二烷基硫酸钠、5g焦磷酸钠，搅拌溶解。把上面配成的EVA-单体溶液在高速搅拌下缓慢滴加到反应器中，搅拌速度7000转／分，同时缓慢滴加3％过硫酸钾水溶液(5g过硫酸钾溶到160g去离子水中)，温度保持在75℃左右，2小时加完，再在80℃、以300转／分转速搅拌2小时，加入 2．5g阻聚剂对苯二酚，得到所需胶乳。
这种胶乳外观为乳白色，固体含量38％，粘度1Pas，乳胶粒粒度0．8μ，胶乳干后制得的薄膜吸水率2．8％，用普通方法制备的醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸丁醋共聚胶乳制得的薄膜吸水率为30％，说明本发明的胶乳耐水性优越，适合作土壤凝结剂，用于防尘及防水土流失。
权利要求
1.一种结构特殊的醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸醋共聚物胶乳，其特殊性在于核为乙烯醋酸-乙烯共聚物(EVA)，壳为醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物，而EVA中，乙烯具有长序列结构，耐水性好。
2.权利1中所述胶乳有特殊的制造方法，其特殊性在于把固体聚合物(EVA)溶到单体(醋酸乙烯-丙烯酸酯)中，高速搅拌下加到含乳化剂的水中，进行溶液聚合，得到壳-核结构的胶胶。
3.制备权利1所述的胶乳的配方如下组分 百分用量(％)EVA树脂2～10醋酸乙烯 15～35丙烯酸酯 3～15丙烯酸 0～2非离子型乳化剂 1～3阴离子型乳化剂 1～3胶体保护剂 1～3缓冲剂 0．1～0．4引发剂 0．15～0．5水 余量
全文摘要
本发明公开了一种防尘与防水上流失专用制剂的成分及制备方法。它是一种特种结构的醋酸乙烯—乙烯—丙烯酸酯胶乳,这种胶乳的特征在于核为乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA),乙烯具有长序列结构,壳为醋酸乙烯—丙烯酸酯共聚物。其制法是把乙烯含量50%－60%的固体EVA树脂,溶到聚合单体醋酸乙烯—丙烯酸酯混合物中,在高速搅拌下加入到含乳化剂的水中,进行溶液聚合,得到的胶乳具有良好的耐水性,用于防尘与防水土流失。
文档编号C09K17/20GK1292408SQ9912179
公开日2001年4月25日 申请日期1999年10月12日 优先权日1999年10月12日
发明者冯超, 韩孝族, 徐竹生, 李红军, 肖莲英, 徐世义, 王兰琴, 贾益军 申请人:北京赛绿特科技发展有限公司