[发明专利]小粒径羧基丁苯胶乳及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于种子乳液聚合技术领域，涉及高分子材料的制备，尤其是涉及一种小粒径羧基丁苯胶乳及其制备方法。

背景技术

乳液聚合是以水作溶剂，在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。近年来随着乳液聚合技术的发展，合成胶乳的用途也不断拓展，尤其是羧基丁苯胶乳，其用途包括纸张涂布，地毯背涂，织物涂层，鞋材粘合等。随着造纸工业的发展，纸张涂布速度越来越快，配制涂料固含量也越来越高，因此对丁苯胶乳提出了更高的要求，要求胶乳具有良好的流动性和机械稳定性，优良的粘结强度。多年来，世界各国都在进行合成胶乳性能提高方面的研究，以求改进现有产品的一些不足，实现胶乳的高功能化。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种新型羧基丁苯胶乳的制备技术[申请号：200510082910.X]，以脂肪族共轭二烯烃、芳香族乙烯基化合物为主单体，加入C3-C5的乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和羧酸酯、乙烯基不饱和羧酸酰胺和乙烯基不饱和腈类单体进行改性；乳化剂包括烷基氛聚氧乙烯醚硫酸盐等阴离子乳化剂和烷基芳基聚氧乙烯醚类非离子乳化剂，阴离子乳化剂至少选用烷基芳基聚氧乙烯醚硫酸盐或烷基二苯醚二磺酸盐中的莫一种；过硫酸盐为引发剂，烷基硫醇类为分子量调节剂，采用乳液聚合中所需的电解质、螯合剂、pH缓冲剂。

上述方案在一定程度上改进了现有技术，通过利用分批加料方式合成表面张力高，粒径小的新型羧基丁苯胶乳。然而，该方案合成的胶乳粒径大小不能调节，使得胶乳粒径分布集中，影响胶乳良好的流动性，机械稳定性和化学稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种工序简单，使用操作方便，可调节胶乳的粒径大小的小粒径羧基丁苯胶乳制备方法。

本发明的另一目的是提供一种采用上述制备方法制得的小粒径羧基丁苯胶乳。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的第一构想在于提供一种小粒径羧基丁苯胶乳制备方法，该制备方法包括下述步骤：

A、种子乳胶的原料组份及其制备方法：

①种子乳胶包括下述重量份数的原料组份：

软水：250-350份、丁二烯：10-30份、苯乙烯：70-90份、复合乳化剂：10-15份、引发剂：0.2-1.2份、分子量调节剂：0.1-0.6份、以及乳液聚合所需的电解质、螯合剂和pH缓冲剂；

②种子乳胶的制备方法：

聚合釜抽真空后先后投入上述软水、复合乳化剂、分子量调节剂、pH缓冲剂、丁二烯、苯乙烯、以及乳液聚合所需的电解质和螯合剂，升温至40-60℃后，加入引发剂，反应10-15小时，反应至转化率达到98%以上后，降温到30℃以下，合成出种子胶乳；

B、羧基丁苯胶乳的原料组份及其制备方法：

①羧基丁苯胶乳包括下述重量份数的原料组份：

软水：100-120份、种子胶乳：10-15份、丁二烯：30-80份、苯乙烯：20-70份、不饱和羧酸：1-5份、功能单体：2-6份、复合乳化剂：1-4份、引发剂：0.3-1.5份、分子量调节剂：0.1-0.6份、以及乳液聚合所需的电解质、螯合剂和pH缓冲剂；

②羧基丁苯胶乳的制备方法：

聚合釜抽真空后先后加入上述软水、种子胶乳、乳液聚合所需的电解质、螯合剂和pH缓冲剂，升温至75℃后，同时滴加丁二烯、苯乙烯、功能单体、不饱和羧酸、分子量调节剂、复合乳化剂和引发剂，滴加时间控制在2-3小时，温度控制在75-95℃，保温反应3-5小时，当转化率达到98%以上，进行脱气处理，用碱液调节胶乳pH值到7-8之间，降温到30℃以下，合成羧基丁苯胶乳。

在上述的小粒径羧基丁苯胶乳的制备方法中，所述的不饱和羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的任意一种或多种的组合。

在上述的小粒径羧基丁苯胶乳的制备方法中，所述的功能单体包括丙烯腈和丙烯酰胺。

在上述的小粒径羧基丁苯胶乳的制备方法中，所述的复合乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂中的任意一种或两种的组合。

在上述的小粒径羧基丁苯胶乳的制备方法中，所述的阴离子乳化剂包括烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠和烷基二苯醚二磺酸钠中的任意一种或多种的组合。

在上述的小粒径羧基丁苯胶乳的制备方法中，所述的非离子乳化剂包括环氧乙烷加成数为5-40烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种或多种的组合。