*CN101693753A*
(10)申请公布号 CN 101693753 A(43)申请公布日 2010.04.14
(12)发明专利申请
(21)申请号 200910193159.9(22)申请日 2009.10.15
(71)申请人晋江市南星印染材料有限公司
地址362241福建省晋江市龙湖镇洪溪工业
区(72)发明人施维科 陈建新
(74)专利代理机构泉州市文华专利代理有限公
司 35205
代理人陈智海(51)Int.Cl.
C08F 220/18(2006.01)C08F 2/26(2006.01)C08F 2/30(2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 3 页
(54)发明名称
丙烯酸酯乳液的制备方法(57)摘要
本发明公开了一种丙烯酸酯乳液的制备方法，其通过如下步骤实现：一、将定量的水、单体、乳化剂和交联剂一起加入反应锅搅拌；二、再加入氧化剂继续搅拌；三、再加入还原剂和稳定剂继续搅拌，控制温度上升，通过单体聚合放热自升温，开始保温；四、再加入双氧水和叔丁基过氧化继续保温，降温至45℃以下，用氨水中和至pH氢，
为6.8-7，过滤出料，便得到本发明的丙烯酸酯乳液。采用上述方案后，与现有技术相比，本发明方法采用一次性投料工艺方案，提高工作效率，提高产品稳定性，而且本发明方法采用低温氧化还原反应，节省能源，降低环境污染；在低温条件下反应可以得到较高的分子量，提高产品质量和环保性能。CN 101693753 ACN 101693753 A
权 利 要 求 书
1/1页
1.丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：通过如下步骤实现：一、将定量的水、单体、乳化剂和交联剂一起加入反应锅，在15℃-40℃的温度下，以80-100转/分钟的速度搅拌20-30分钟；其中：水的用量为580-630重量份；单体包括5-7重量份的丙烯酸、180-200重量份的丙烯酸丁酯、40-60重量份的丙烯酸乙酯、50-60重量份的苯乙烯、30-40重量份的甲基丙烯酸甲酯和20-30重量份的丙烯晴；乳化剂包括3-4重量份的十二烷基硫酸钠、4-5重量份的异构醇聚氧乙烯醚和15-20重量份的平平加；交联剂包括4-5重量份的N-羟甲基丙烯酰胺和6-8重量份的衣康酸；
二、再加入氧化剂继续搅拌15-20分钟，此氧化剂包括上述单体用量的0.13-0.15％的过硫酸胺、上述单体用量的0.08-0.1％的过硫酸钾和上述单体用量的0.07-0.08％的过氧化二苯甲酰；
三、再加入还原剂和稳定剂继续搅拌15-20分钟后，调整反应锅的转速为50-60转/分钟，并控制温度以1℃-1.5℃/分钟上升，通过单体聚合放热自升温至70-75℃，开始保温20-30分钟；其中，还原剂包括上述单体用量的0.3-0.4％的七水合硫酸亚铁和上述单体用量的0.4-0.6％的亚硫酸氢钠；稳定剂包括上述单体用量的1-1.2％的三乙醇胺和上述单体用量的0.05-0.08％的碳酸氢钠；
四、再加入上述单体用量的0.04-0.06％的双氧水和上述单体用量的0.02-0.03％的叔丁基过氧化氢，继续保温1.5-2小时，降温至45℃以下，用氨水中和至PH为6.8-7，过滤出料，便得到本发明的丙烯酸酯乳液。
2
CN 101693753 A
说 明 书
丙烯酸酯乳液的制备方法
1/3页
技术领域
[0001]
本发明涉及丙烯酸酯乳液的制备方法。
背景技术
[0002]
现有技术中，丙烯酸酯乳液的制备方法主要有氧化还原法和半连续乳液聚合工艺
两种。
其中氧化还原法是将乳化剂、缓冲剂、氧化剂和部分丙烯酸醋混合单体及部分去
离子水加人反应釜中；搅拌，加热至聚合温度40℃，预乳化30min，然后滴加其余单体和还原剂，加热升温至50℃-60℃恒温聚合4h。而后升温到70℃-75℃，保温1h，停止搅拌，冷却至室温，加人氨水，调节PH＝7-8，出料。其缺点是能耗大，需要滴加时间长，工艺复杂，产品稳定性差。
[0004] 半连续乳液聚合工艺是将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯等单体按计量注入恒压漏斗中以备用；将十二烷基硫酸钠、0P-10碳酸氢钠加入反应釜中搅拌5-10min，边搅拌边加入1/3的混合单体，搅拌5-10min使单体充分乳化，升温至80℃在恒温下开始滴加过硫酸铵和剩余的单体，乳液逐渐变成乳白色；剩下的原料在1.5h左右滴加完毕。升温到83℃左右恒温反应4-5h，自然冷却到室温，调节pH＝8-10，出料，即得产品。其缺点是在较高的温度条件下聚合，能耗大，产品分子量相对低，需要滴加时间长，工艺复杂，产品稳定性差。
[0003]
发明内容
本发明的目的是提供一种丙烯酸酯乳液的制备方法，其可节省能源，降低环境污染，提高产品质量，达到高效环保；而且工艺流程较为简单，工作效率较高。[0006] 本发明的技术方案是这样的：丙烯酸酯乳液的制备方法，通过如下步骤实现：[0007] 一、将定量的水、单体、乳化剂和交联剂一起加入反应锅，在15℃-40℃的温度下，以80-100转/分钟的速度搅拌20-30分钟；其中：水的用量为580-630重量份；单体包括5-7重量份的丙烯酸、180-200重量份的丙烯酸丁酯、40-60重量份的丙烯酸乙酯、50-60重量份的苯乙烯、30-40重量份的甲基丙烯酸甲酯和20-30重量份的丙烯晴；乳化剂包括3-4重量份的十二烷基硫酸钠、4-5重量份的异构醇聚氧乙烯醚和15-20重量份的平平加；交联剂包括4-5重量份的N-羟甲基丙烯酰胺和6-8重量份的衣康酸；[0008] 二、再加入氧化剂继续搅拌15-20分钟，此氧化剂包括上述单体用量的0.13-0.15％的过硫酸胺、上述单体用量的0.08-0.1％的过硫酸钾和上述单体用量的0.07-0.08％的过氧化二苯甲酰；[0009] 三、再加入还原剂和稳定剂继续搅拌15-20分钟后，调整反应锅的转速为50-60转/分钟，并控制温度以1℃-1.5℃/分钟上升，通过单体聚合放热自升温至70-75℃，开始保温20-30分钟；其中，还原剂包括上述单体用量的0.3-0.4％的七水合硫酸亚铁和上述单体用量的0.4-0.6％的亚硫酸氢钠；稳定剂包括上述单体用量的1-1.2％的三乙醇胺和上述单
[0005]
3
CN 101693753 A
说 明 书
2/3页
体用量的0.05-0.08％的碳酸氢钠；[0010] 四、再加入上述单体用量的0.04-0.06％的双氧水和上述单体用量的0.02-0.03％的叔丁基过氧化氢，继续保温1.5-2小时，降温至45℃以下，用氨水中和至PH为6.8-7，过滤出料，便得到本发明的丙烯酸酯乳液。[0011] 采用上述方案后，本发明根据氧化还原反应电荷守恒规律，合理选用了氧化还原引发剂体系以及用量，氧化还原引发体系是通过电子授受而产生游离基的体系，由于过氧化物中加人了还原剂，使得由过氧化物生成自由基的活化能降低，可在较低温度(18-20℃)之间产生活性自由基，引发聚合反应，提高聚合速率。利用氧化还原引发剂，并控制氧化还原反应历程，从而控制引发速率，可以有效地控制乳液聚合中的自由基自聚合反应的历程，降低反应温度减少副反应的发生，而且所得聚合物的平均聚合度和相对分子质量较大，从而达到制得的丙烯酸酯乳液较大的质量提升。而且本发明优化改进了工艺流程，采用一次性投料方案，提高工作效率，达到均恒的乳化体系，提高乳液平均聚合度，所得聚合物外观理想；通过设备的冷却系统的改进，有效控制反应温度，使得乳液在较低温度下反应减少副反应的发生，尤其对环保指标有较为显著的效果。与现有技术相比，本发明方法采用一次性投料工艺方案，提高工作效率，提高产品稳定性，而且本发明方法采用低温氧化还原反应，节省能源，降低环境污染；在低温条件下反应可以得到较高的分子量，提高产品质量和环保性能。
具体实施方式
[0012] 实施例一：
[0013] 本发明的丙烯酸酯乳液的制备方法，通过如下步骤实现：[0014] 一、将定量的水、单体、乳化剂和交联剂一起加入反应锅，在15℃-40℃的温度下，以100转/分钟的速度搅拌25分钟；其中：水的用量为620重量份，单体包括7重量份的丙烯酸，200重量份的丙烯酸丁酯，40重量份的丙烯酸乙酯，50重量份的苯乙烯、30重量份的甲基丙烯酸甲酯和20重量份的丙烯晴；乳化剂包括3重量份的十二烷基硫酸钠、4重量份的异构醇聚氧乙烯醚和15重量份的平平加；交联剂包括5重量份的N-羟甲基丙烯酰胺和6重量份的衣康酸；[0015] 二、再加入氧化剂继续搅拌15分钟，此氧化剂包括上述单体用量的0.13％的过硫酸胺、上述单体用量的0.08％的过硫酸钾和上述单体用量的0.07％的过氧化二苯甲酰；[0016] 三、再加入还原剂和稳定剂继续搅拌15分钟后，调整反应锅的转速为50-60转/分钟，并控制温度以1℃/分钟上升，通过单体聚合放热自升温至70-75℃，开始保温20分钟；其中，还原剂包括上述单体用量的0.3％的七水合硫酸亚铁和上述单体用量的0.4％的亚硫酸氢钠；稳定剂包括上述单体用量的1％的三乙醇胺和上述单体用量的0.05％的碳酸氢钠；
[0017] 四、再加入上述单体用量的0.04％的双氧水和上述单体用量的0.02％的叔丁基过氧化氢，继续保温1.5小时，降温至45℃以下，用氨水中和至PH为6.8-7，过滤出料，便得到本发明的丙烯酸酯乳液。[0018] 实施例二：
[0019] 本发明的丙烯酸酯乳液的制备方法，通过如下步骤实现：
4
CN 101693753 A[0020]
说 明 书
3/3页
一、将定量的水、单体、乳化剂和交联剂一起加入反应锅，在15℃-40℃的温度下，
以90转/分钟的速度搅拌30分钟；其中：水的用量为580重量份，单体包括6重量份的丙烯酸，190重量份的丙烯酸丁酯，50重量份的丙烯酸乙酯，60重量份的苯乙烯、35重量份的甲基丙烯酸甲酯和25重量份的丙烯晴；乳化剂包括4重量份的十二烷基硫酸钠、4.5重量份的异构醇聚氧乙烯醚和18重量份的平平加；交联剂包括4.5重量份的N-羟甲基丙烯酰胺和8重量份的衣康酸；[0021] 二、再加入氧化剂继续搅拌18分钟，此氧化剂包括上述单体用量的0.14％的过硫酸胺、上述单体用量的0.09％的过硫酸钾和上述单体用量的0.08％的过氧化二苯甲酰；[0022] 三、再加入还原剂和稳定剂继续搅拌18分钟后，调整反应锅的转速为50-60转/分钟，并控制温度以1.2℃/分钟上升，通过单体聚合放热自升温至70-75℃，开始保温25分钟；其中，还原剂包括上述单体用量的0.35％的七水合硫酸亚铁和上述单体用量的0.5％的亚硫酸氢钠；稳定剂包括上述单体用量的1.1％的三乙醇胺和上述单体用量的0.06％的碳酸氢钠；
[0023] 四、再加入上述单体用量的0.05％的双氧水和上述单体用量的0.025％的叔丁基过氧化氢，继续保温1.8小时，降温至45℃以下，用氨水中和至PH为6.8-7，过滤出料，便得到本发明的丙烯酸酯乳液。[0024] 实施例三：
[0025] 本发明的丙烯酸酯乳液的制备方法，通过如下步骤实现：[0026] 一、将定量的水、单体、乳化剂和交联剂一起加入反应锅，在15℃-40℃的温度下，以100转/分钟的速度搅拌20分钟；其中：水的用量为630重量份，单体包括5重量份的丙烯酸，180重量份的丙烯酸丁酯，60重量份的丙烯酸乙酯，55重量份的苯乙烯、40重量份的甲基丙烯酸甲酯和30重量份的丙烯晴；乳化剂包括3.5重量份的十二烷基硫酸钠、5重量份的异构醇聚氧乙烯醚和20重量份的平平加；交联剂包括4重量份的N-羟甲基丙烯酰胺和7重量份的衣康酸；[0027] 二、再加入氧化剂继续搅拌20分钟，此氧化剂包括上述单体用量的0.15％的过硫酸胺、上述单体用量的0.1％的过硫酸钾和上述单体用量的0.075％的过氧化二苯甲酰；[0028] 三、再加入还原剂和稳定剂继续搅拌20分钟后，调整反应锅的转速为50-60转/分钟，并控制温度以1.5℃/分钟上升，通过单体聚合放热自升温至70-75℃，开始保温30分钟；其中，还原剂包括上述单体用量的0.4％的七水合硫酸亚铁和上述单体用量的0.6％的亚硫酸氢钠；稳定剂包括上述单体用量的1.2％的三乙醇胺和上述单体用量的0.08％的碳酸氢钠；
四、再加入上述单体用量的0.06％的双氧水和上述单体用量的0.03％的叔丁基
过氧化氢，继续保温2小时，降温至45℃以下，用氨水中和至PH为6.8-7，过滤出料，便得到本发明的丙烯酸酯乳液。
[0029]
5
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容