[发明专利]四元苯丙水性乳液及合成方法

说明书

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：