一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液及其制備方法，該方法首先采用含有環(huán)氧氯丙烷的單體預(yù)乳液，在乳化劑、淀粉組成的復(fù)合作用下，進(jìn)行納米乳液聚合，得到了水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液。該乳液產(chǎn)品的玻璃化溫度在?25?5℃之間，含量為25?50％，粒徑范圍在60?300nm。本發(fā)明專利技術(shù)的產(chǎn)品具有粘結(jié)力強(qiáng)、易于成膜、耐高溫黃變性能優(yōu)良等特點(diǎn)，可賦予紙張或織物優(yōu)異的抗水性、抗張強(qiáng)度和耐高溫黃變性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液及其制備方法。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，環(huán)境友好型產(chǎn)品越來(lái)越受到普遍的關(guān)注。水性丙烯酸乳液，因具有無(wú)毒無(wú)害、無(wú)環(huán)境污染、不易燃易爆、使用方便等優(yōu)點(diǎn)而逐漸成為當(dāng)前涂料和膠粘劑的主流品種。墻紙也成壁紙，作為一種室內(nèi)裝修材料，廣泛用于住宅、辦公室、賓館、酒店的室內(nèi)裝修等。因?yàn)榫哂猩识鄻印D案豐富、豪華氣派、安全環(huán)保、施工方便、價(jià)格適宜等多種其它室內(nèi)裝飾材料所無(wú)法比擬的特點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)。但大多數(shù)墻紙防水性較差，遇潮濕、陰雨等天氣紙張容易變軟、起皺，粘結(jié)力大幅下降，影響使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在提供一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液及其制備方法，該方法得到的產(chǎn)品和紙纖維結(jié)合力強(qiáng)、抗水性好，可避免墻紙、壁紙等裝飾紙的返潮和泛黃現(xiàn)象。本專利技術(shù)的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液，其玻璃化溫度在-25-5℃之間，粒徑范圍在60-300nm，固形物含量為25-50％。一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液的制備方法，包括以下步驟：(1)將200重量份的水、6-16重量份的乳化劑、600-900重量份的不飽和烯烴和5-50重量份的環(huán)氧氯丙烷混合均勻后，攪拌0.5～10h，得單體預(yù)乳液。將0.2-11重量份的引發(fā)劑和100重量份的水混合均勻，得引發(fā)劑水溶液。(2)將1500重量份的水、100-300重量份的淀粉、1-6重量份的乳化劑、0.2重量份的淀粉酶混合均勻后，通氮?dú)?0min，升溫到80-95℃。依次加入部分單體預(yù)乳液(總量的10％)、部分引發(fā)劑水溶液(引發(fā)劑水溶液總量的30wt％)。混合均勻后，同時(shí)滴加剩余的單體預(yù)乳液、引發(fā)劑水溶液，滴加時(shí)間為1-5h。保溫0.5-3h。降溫，用150目篩過(guò)濾，得到水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液。進(jìn)一步地，所述不飽和烯烴由苯乙烯、α-甲基苯乙烯、含C1-C4取代基的苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、二烯丙基胺、二烯丙基氯化銨中的任一種或多種按照任意配比組成。進(jìn)一步地，所述的乳化劑由脂肪醇聚氧乙烯醚AEO、烷基酚聚氧乙烯醚(包括壬基酚聚氧乙烯醚NP、辛基酚聚氧乙烯醚OP和TX)、烷基二苯基醚二磺酸鈉(DB-45)、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨鹽(CO-436)、十二烷基硫酸鈉(K12)、十二烷基磺酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)的任一種或多種按照任意配比組成。進(jìn)一步地，所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鹽-亞硫酸氫鈉、偶氮二異丁脒鹽酸鹽或偶氮二異丙基脒唑啉鹽酸鹽中的任一種。進(jìn)一步地，所述淀粉為：木薯原淀粉、木薯變性淀粉或木薯氧化淀粉。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟1中，不飽和烯烴為丙烯酸叔丁酯，不飽和烯烴與環(huán)氧氯丙烷的質(zhì)量比為15～35:1。進(jìn)一步地，所述的水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液是一種粒徑范圍在60-300nm，固形物含量為25-50％，玻璃化溫度在-25-5℃之間的高分子乳液。本專利技術(shù)的有益效果在于：本專利技術(shù)通過(guò)獨(dú)特的納米乳液制備工藝，產(chǎn)品和織物粘結(jié)力強(qiáng)、易于成膜、高溫耐黃變性能優(yōu)良，可賦予紙張或織物優(yōu)異的抗水性、抗張強(qiáng)度和耐高溫黃變性能。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液的制備方法，包括以下步驟：(1)將200g的水、6g的脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、7g的十二烷基硫酸鈉(K12)，210g的苯乙烯、525g的丙烯酸丁酯、60g甲基丙烯酸甲酯、5g丙烯酸和如表1所示重量的環(huán)氧氯丙烷混合均勻后，攪拌1h，得單體預(yù)乳液。將2g過(guò)硫酸鉀和100g的水混合均勻，得引發(fā)劑水溶液。(2)將1500g水、150g木薯原淀粉、1g的K12、0.2g淀粉酶混合均勻后，通氮?dú)?0min，升溫到85℃。依次加入部分單體預(yù)乳液(總量的10wt％)、部分引發(fā)劑水溶液(引發(fā)劑水溶液總量的30wt％)。混合均勻后，同時(shí)滴加剩余的單體預(yù)乳液、引發(fā)劑水溶液，滴加時(shí)間為3h。保溫1h。降溫，用150目篩過(guò)濾，得到水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液A1～A9。將200g制備得到的水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液A1～A9，用自來(lái)水稀釋到固含量為25％，將原紙(80g/m2定性濾紙)放入浸泡30秒，取出直接放入鼓風(fēng)干燥箱烘10分鐘，室溫放置2小時(shí)。吸水值測(cè)定：采用杭州紙邦自動(dòng)化技術(shù)有限公司的ZB-COBB125型可勃吸水儀，按GB/T1540－1989方法檢測(cè)待測(cè)紙樣。其它測(cè)定：抗張強(qiáng)度采用杭州紙邦自動(dòng)化技術(shù)有限公司的ZB-WL300型臥式電腦拉力儀；耐破指數(shù)采用杭州紙邦自動(dòng)化技術(shù)有限公司的ZB-NPY1600型紙張耐破度測(cè)定儀；耐折度采用杭州紙邦自動(dòng)化技術(shù)有限公司的ZB-NZ135型耐折度測(cè)定儀。表1 實(shí)例一產(chǎn)物的物理特性表2 實(shí)例一產(chǎn)物的性能測(cè)試注：以上數(shù)據(jù)為通過(guò)10次平行試驗(yàn)得到的均值。從上表1和表2可以看出，當(dāng)環(huán)氧氯丙烷的量為35g時(shí)，其產(chǎn)物的粒徑達(dá)到137nm，產(chǎn)物表現(xiàn)出較高的力學(xué)性能和耐水性能。通過(guò)多次對(duì)比試驗(yàn)表明，環(huán)氧氯丙烷在淀粉改性的乳液體系里，可形成具有反應(yīng)活性的環(huán)氧基團(tuán)。這些環(huán)氧基團(tuán)，可進(jìn)一步與紙纖維中的羥基、羧基等基團(tuán)發(fā)生強(qiáng)有力的共價(jià)鍵結(jié)合作用，從而對(duì)紙張的抗水性、抗張強(qiáng)度和抗返潮能力有明顯的提升作用。當(dāng)環(huán)氧氯丙烷的量大于55g時(shí)，由于乳液微球表面的環(huán)氧基團(tuán)密度大，產(chǎn)品成膜后硬度偏高，會(huì)影響紙張的柔軟度和手感；同時(shí)，易造成產(chǎn)品的化學(xué)穩(wěn)定性變差，保質(zhì)期縮短。當(dāng)環(huán)氧氯丙烷的量小于25g時(shí)，由于環(huán)氧基團(tuán)的比例過(guò)小，產(chǎn)品和纖維分子間的化學(xué)結(jié)合作用力較弱，抗水性和抗返潮性能較差。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，當(dāng)不飽和烯烴單體和環(huán)氧氯丙烷的質(zhì)量比為14.55～32:1時(shí)，產(chǎn)品的應(yīng)用效果最佳。實(shí)施例2：一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液的制備方法，包括以下步驟：(1)將200g的水、7g的辛基酚聚氧乙烯醚OP-10、9g的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、80g的α-甲基苯乙烯、450g的丙烯酸丁酯、32g丙烯酸異辛酯、10g甲基丙烯酸甲酯、5g丙烯酸和35g的環(huán)氧氯丙烷混合均勻后，攪拌1h，得單體預(yù)乳液。將0.2偶氮二異丁脒鹽酸鹽和100g的水混合均勻，得引發(fā)劑水溶液。(2)將1500g水、100g木薯原淀粉、3g的SDBS、0.2g淀粉酶混合均勻后，通氮?dú)?0min，升溫到95℃。分別按照B1～B5的方式滴加單體預(yù)乳液和引發(fā)劑水溶液。滴加時(shí)間為1h。保溫3h。降溫，用150目篩過(guò)濾，得到水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液。B1：一次性滴加；B2：先依次加入5wt％的單體預(yù)乳液、5wt％引發(fā)劑水溶液,攪拌20min，然后95wt％的單體預(yù)乳液和95wt％的引發(fā)劑水溶液。B3：先依次10wt％的單體預(yù)乳液、10wt％引發(fā)劑水溶液,攪拌20min，然后90wt％的單體預(yù)乳液和90wt％的引發(fā)劑水溶液。B4：先依次15wt％的單體預(yù)乳液、15wt％引發(fā)劑水溶液,攪拌20min，然后85wt％的單體預(yù)乳液和85wt％的引發(fā)劑水溶液。B5：先依次20wt％的單體預(yù)乳液、20wt％引發(fā)劑水溶液,攪拌20min，然后80wt％的單體預(yù)乳液和80wt％的引發(fā)劑水溶液。將本實(shí)施例得到的表面施膠劑按本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液，其特征在于，其玻璃化溫度在?25?5℃之間，粒徑范圍在60?300nm，固形物含量為25?50％。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液，其特征在于，其玻璃化溫度在-25-5℃之間，粒徑范圍在60-300nm，固形物含量為25-50％。2.一種水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將200重量份的水、6-16重量份的乳化劑、600-900重量份的不飽和烯烴和5-50重量份的環(huán)氧氯丙烷混合均勻后，攪拌0.5～10h，得單體預(yù)乳液。將0.2-11重量份的引發(fā)劑和100重量份的水混合均勻，得引發(fā)劑水溶液。(2)將1500重量份的水、100-300重量份的淀粉、1-6重量份的乳化劑、0.2重量份的淀粉酶混合均勻后，通氮?dú)?0min，升溫到80-95℃。依次加入部分單體預(yù)乳液(總量的10％)、部分引發(fā)劑水溶液(引發(fā)劑水溶液總量的30wt％)。混合均勻后，同時(shí)滴加剩余的單體預(yù)乳液、引發(fā)劑水溶液，滴加時(shí)間為1-5h。保溫0.5-3h。降溫，用150目篩過(guò)濾，得到水性環(huán)氧改性丙烯酸乳液。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述不飽和烯烴由苯乙烯、α-甲基苯乙烯、含C1-C4取代基的苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張慶輝，鄭文濤，鄭成利，尚秀軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江弘利防滲膠有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33