一種聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液及其制備方法，由高固含量漆蠟乳液、非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、助乳化劑、單體、引發(fā)劑、pH值調節(jié)劑、抗氧化劑和水組成進行攪拌乳化，制得具有良好的貯存穩(wěn)定性、離心穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性，并且具有一定的粘度和光澤度，可廣泛應用于材料防水、農業(yè)保水和皮革紡織等行業(yè)和領域。本發(fā)明生產工藝易施、且原料天然環(huán)保，適宜大規(guī)模推廣使用。
【專利說明】一種聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及以天然可再生的植物油脂漆蠟為原料，利用聚丙烯酸對其進行改性得到高性能的聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液，可以用于材料防水、涂料、農業(yè)防水等領域的漆蠟乳液的制備方法。

【背景技術】
[0002]漆樹主要指漆樹科、漆屬(Toxicodendron)的一類植物，是我國傳統(tǒng)的經濟林之一，其栽培歷史悠久，品種資源豐富，因分泌一種天然漆(即生漆)具有獨特的優(yōu)良性而被稱為國漆或大漆，享譽國內外。漆樹的果實又稱漆籽，呈扁斜球狀，每年秋季擴10月份成熟。果皮分3層，外果皮膜質；中果皮為蠟質層，可提取漆蠟，為淺黃色或灰綠色；內核為種子，可榨取漆油。漆蠟化學成分由90%~95%三甘油酯、3%~15%游離脂肪酸、1%~2%游離脂肪醇組成，其中結合脂肪酸由70%~75%棕櫚酸、3%~5%硬脂酸、15%~35%油酸、2%~5%二元脂肪酸組成。因其具有獨特的二元酸成分，賦予漆高較高的彈性以及柔韌性，具有一般植物蠟所沒有的細膩質地和黏韌性。
[0003]漆蠟乳液具有廣泛的應用前景，可應用于農業(yè)、造紙、紡織、人造板、皮革、汽車、陶瓷、橡膠和建筑等領域。蠟乳液具有涂沫于木材、家具等產品中，能有效防止水分進入的作用，也能防止材料的變形，增加穩(wěn)定性。但是單一的植物蠟乳液具有粘性低等方面的缺陷。丙烯酸酯聚合物是一類重要的高分子材料，它是由(甲基)丙烯酸酯類單體進行聚合的產物，具有優(yōu)異的抗老化、易成膜、耐油、耐酸堿等性能，被廣泛的應用于包裝、粘合、涂料等工業(yè)中。丙烯酸乳液聚合物也廣泛應用于涂料印花、靜電植絨，織物粘合等紡織加工領域。為此本申請的發(fā)明人作了有益的探索，將漆蠟這種天然可再生資源，利用其特有的細膩質地以及拋光增亮作用，結合丙烯酸聚合物的粘彈性能。利用物理共混方法，制備漆蠟聚丙烯酸改性乳液，應用于涂料、紡織以及農業(yè)保水等方面。研究的結果將為漆蠟的深度加工利用提供新的途徑，也為開發(fā)新的高分子乳液，以及乳液性能提供理論依據(jù)。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明為了進我國漆蠟資源的高效利用，以天然綠色的漆蠟為原料，通過聚丙烯酸類單體進行改性得到性能優(yōu)良的高固含量漆蠟乳液，應用于涂料、紡織以及農業(yè)保水等方面。
[0005]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明以高固含量漆蠟乳液、非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、助乳化劑、單體、引發(fā)劑、PH值調節(jié)劑、抗氧化劑和水組成進行乳化，具體步驟為:
1.一種聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液及其制備方法:
第一步預乳化
在帶有攪拌器、溫度計和物料滴加裝置的三口圓底燒瓶中加入重量比為20-30%高固含漆蠟乳液，4-10%非離子表面活性劑，1-5%陽離子表面活性劑、0.3-2%助乳化劑和45-70%蒸懼水，在500-2500rpm/min攪拌溶解,物料均勻后,2500-4000rpm/min高剪切力作用下，緩慢加入4-6%丙烯酸類單體，乳化10-20min，得到預乳液；
第二步乳液改性聚合
向帶有攪拌器、溫度計、冷凝器和物料滴加裝置的四口圓底燒瓶中加入第一步預乳液，間歇滴加0.1-0.4%的引發(fā)劑，反應溫度為70-100 °C，反應時間200-350 min，然后冷卻至室溫，再用0.2-0.5%pH值調節(jié)劑調節(jié)pH值至6-7，加入0.4-1.1%抗氧化劑，攪拌均勻，得到聚丙烯酸類單體改性高固含量漆蠟乳液，其中固含量為60-65%，乳液粘度為15700-38500mPa*s,離心穩(wěn)定性、忙存穩(wěn)定性和稀釋穩(wěn)定性為I級。
[0006]2.高固含量漆蠟乳液的制備步驟如下:
第一步將30%的漆蠟、25%的非離子表面活性劑、10%陽離子表面活性劑和助乳化劑的5%置于裝有回流裝置的反應容器中，加熱60-100°C使其熔化，開啟攪拌，控制轉速在2500rpm/min,使物料混合均勻，制得漆蠟-乳化劑混合物；
第二步往反應容器中加入30%的去離子水，分二次加入，開啟循環(huán)水；第一次加7JC,攪拌乳化，制得油包水型漆蠟初乳；然后再加入余量的水，攪拌，乳化轉相，繼續(xù)乳化40-120min,得到高固含量漆蠟乳液。
[0007]3.非離子表面活性劑選自吐溫60、吐溫80、司班80、茶皂素、皂莢皂苷、無患子皂苷和蔗糖酯中的一種或幾種。單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異辛酯的一種或幾種。引發(fā)劑選自過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨的一種或幾種。助乳化劑選自甲醇、乙醇、丙三醇、正丁醇中的一種或幾種。陽離子表面活性劑為具有抑菌作用的季銨鹽類表面活性劑 。PH值調節(jié)劑選自氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水、三乙胺中的一種或幾種?？寡趸瘎┻x自維生素C、維生素E和沒食子酸中的一種或幾種。
[0008]有益效果:
本發(fā)明以漆籽中漆蠟為原料，制備天然漆蠟乳液，制備得到的產品具有良好的乳液性能，且樣品來源天然無毒副作用，生物易降解，在涂料、紡織以及農業(yè)保水等方面具有很好的應用前景；
本發(fā)明不僅拓寬了天然乳液的原料來源，也進一步擴大了漆籽的用途，為漆樹整體資源的高值化利用提供了一種途徑。
[0009]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1高固含量漆蠟乳液和聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液的紅外光譜圖；
圖2高固含量漆蠟乳液(左)和聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液(右)電鏡。

【具體實施方式】
[0010]以下實施例為本發(fā)明的一些舉例，不應被看做是對本發(fā)明的限定。
[0011]實施例1高固含量漆蠟乳液的制備
第一步將30%的漆蠟、25%的復配乳化劑(吐溫60+司班80+茶皂素)、10%季銨鹽類表面活性劑和5%的乙醇置于裝有回流裝置的反應容器中，加熱60_100°C使其熔化，開啟攪拌，控制轉速在2500rpm/min,使物料混合均勻，制得漆臘_乳化劑混合物；
第二步往反應容器中加入30%的去離子水，分二次加入，開啟循環(huán)水；第一次加水，攪拌乳化，制得油包水型漆蠟初乳；然后再加入余量的水，攪拌，乳化轉相，繼續(xù)乳化40-120min,得到高固含量漆蠟乳液。
[0012]實施例2聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液的制備第一步預乳化
在帶有攪拌器、溫度計和物料滴加裝置的三口圓底燒瓶中加入重量比為20-30%高固含漆蠟乳液，4-10%非離子表面活性劑，1-5%陽離子表面活性劑、0.3-2%助乳化劑和45-70%蒸懼水，在500-2500rpm/min攪拌溶解,物料均勻后,2500-4000rpm/min高剪切力作用下，緩慢加入4-6%丙烯酸類單體，乳化10-20min，得到預乳液；
第二步乳液改性聚合
向帶有攪拌器、溫度計、冷凝器和物料滴加裝置的四口圓底燒瓶中加入第一步預乳液，間歇滴加0.1-0.4%的引發(fā)劑，反應溫度為70-100 °C，反應時間200-350 min，然后冷卻至室溫，再用0.2-0.5%pH值調節(jié)劑調節(jié)pH值至6-7，加入0.4-1.1%抗氧化劑，攪拌均勻，得到聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液，其中固含量為60-65%，乳液粘度為15700-38500mPa*s,離心穩(wěn)定性、忙存穩(wěn)定性和稀釋穩(wěn)定性為I級。
[0013]實施例3
在所形成的每10g的重量的聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液中所包含:
高固含量漆蠟乳液20g;
司班804g;
吐溫604g;
茶皂素2g;
季銨鹽類表面活性劑Ig;
甲醇0.5g;
丙烯酸6g;
過硫酸鈉0.2g;
氫氧化鈉0.5g;
Vc0.8g;
蒸餾水60g。
[0014]實施例4
在所形成的每10g的重量的聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液中所包含:
高固含量漆蠟乳液25g;
司班803g;
吐溫803g;
茶皂素4g;
季銨鹽類表面活性劑3g;
乙醇I g;
甲基丙烯酸酯4g;
過硫酸鉀0.3g;
碳酸鈉0.5g;
VeIg;
蒸懼水55.4g。
[0015]實施例5在所形成的每10g的重量的聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液中所包含: 高固含量漆蠟乳液30g;
司班803g;
蔗糖酯3g;
皂莢皂苷4g;
季銨鹽類表面活性劑5g;
丙三醇Ig;
丙烯酸酯5g;
過硫酸銨0.2g;
氨水0.3g;
沒食子酸0.4g; 蒸餾水48.lg。
[0016]實施例6
在所形成的每10g的重量的聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液中所包含: 高固含量漆蠟乳液20g;
司班80Ig;
蔗糖酯Ig;
無患子阜苷2g;
季銨鹽類表面活性劑4g;
丙三醇2g;
丙烯酸乙酯4g;
過硫酸銨0.3g;
氨水0.2g;
沒食子酸1.1g;
蒸懼水64.5g。
[0017]實施例7
在所形成的每10g的重量的聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液中所包含: 高固含量漆蠟乳液25g;
司班802g;
蔗糖酯2g;
茶皂素2g;
季銨鹽類表面活性劑2g;
正丁醇2g;
丙烯酸異辛酯4g;
過硫酸銨0.4g;
三乙胺0.5g;
Vc0.8g;
蒸懼水57.3g。
[0018]實施例8采取實施例3-7得到的聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液進行固含量、粘度、離心穩(wěn)定性、貯存穩(wěn)定性和稀釋穩(wěn)定性測定，其結果由下表所示:
表1乳液的性能。

【權利要求】
1.一種聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液及其制備方法，其特征在于包括如下步驟: 第一步預乳化 在帶有攪拌器、溫度計和物料滴加裝置的三口圓底燒瓶中加入重量比為20-30%高固含漆蠟乳液，4-10%非離子表面活性劑，1-5%陽離子表面活性劑、0.3-2%助乳化劑和45-70%蒸懼水，在500-2500rpm/min攪拌溶解,物料均勻后,2500-4000rpm/min高剪切力作用下，緩慢加入4-6%丙烯酸類單體，乳化10-20min，得到預乳液； 第二步乳液改性聚合 向帶有攪拌器、溫度計、冷凝器和物料滴加裝置的四口圓底燒瓶中加入第一步預乳液，間歇滴加0.1-0.4%的引發(fā)劑，反應溫度為70-100 °C，反應時間200-350 min，然后冷卻至室溫，再用0.2-0.5%pH值調節(jié)劑調節(jié)pH值至6-7，加入0.4-1.1%抗氧化劑，攪拌均勻，得到聚丙烯酸類單體改性高固含量漆臘乳液，其中固含量為60-65%，乳液粘度為15700-38500mPas,離心穩(wěn)定性、忙存穩(wěn)定性和稀釋穩(wěn)定性為I級。
2.根據(jù)權利要求1所述一種聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液及其制備方法，其特征在于高固含量漆蠟乳液的制備步驟如下: 將重量比為30%~50%的漆蠟、25%~40%的非離子表面活性劑、10%~20%陽離子表面活性劑和3~10%助乳化劑置于裝有回流裝置的反應容器中，加熱60-100°C使其熔化，在2500~4000rpm/min攪拌,使物料混合均勻,加入10~20%的去離子水,攪拌乳化,制得油包水型漆蠟初乳；再加入10~20%的去離子水，在2500~4000rpm/min攪拌40_120min，得到高固含量漆蠟乳液。
3.根據(jù)權利要求1和2所述非離子表面活性劑選自吐溫60、吐溫80、司班80、茶皂素、皂莢皂苷、無患子皂苷和蔗糖酯中的一種或幾種。
4.根據(jù)權利要求1和2所述陽離子表面活性劑為季銨鹽類表面活性劑。
5.根據(jù)權利要求1和2所述助乳化劑選自甲醇、乙醇、丙三醇、正丁醇中的一種或幾種。
6.根據(jù)權利要求1所述一種聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液及其制備方法，其特征在于丙烯酸類單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異辛酯的一種或幾種 。
7.根據(jù)權利要求1所述一種聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液及其制備方法，其特征在于引發(fā)劑選自過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨的一種或幾種。
8.根據(jù)權利要求1所述一種聚丙烯酸類單體改性高固含漆蠟乳液及其制備方法，其特征在于PH值調節(jié)劑選自氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水、三乙胺中的一種或幾種。
9.根據(jù)權利要求1所述一種聚丙烯酸改性高固含量漆蠟乳液及其制備方法，其特征在于抗氧化劑選自維生素C、維生素E和沒食子酸中的一種或幾種。
【文檔編號】C08F220/10GK104177559SQ201410401709
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權日:2014年8月15日
【發(fā)明者】王成章, 陳虹霞, 葉建中, 周昊, 陶冉, 張宇思 申請人:中國林業(yè)科學研究院林產化學工業(yè)研究所