專利名稱：一種新型環(huán)保丙烯腈乳液、其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型環(huán)保聚合物乳液，特別是丙烯腈乳液、其制備方法和用途，屬于高分子領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)中，聚合物乳液主要是聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯乳液、丁苯乳液、醋酸乙烯和丙烯酸酯或乙烯等其它不飽和單體共聚以及以及聚氨酯的乳液，上述聚合物膠乳都是采用乳液聚合的方法得到的，反應(yīng)一般以過硫酸鹽或過氧化氫為引發(fā)劑。為了使聚合反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，可以采用在反應(yīng)過程中逐步加入單體和引發(fā)劑的方法，也可以先將單體在乳化劑存在下乳化，再加入引發(fā)劑引發(fā)聚合的方法，前者能夠很好控制熱量平衡，使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，但操作煩瑣，后者由于在誘導(dǎo)期過后反應(yīng)激烈，難以得到高品質(zhì)的乳液；另外上述產(chǎn)品存在有異味和成本高的問題，容易對(duì)環(huán)境造成污染。聚合物乳液主要用做乳液漆的基料，但由聚合物乳液制備的乳液漆由于受基料的限制，存在耐水、耐光、耐堿性差的缺點(diǎn)。因此尋找制備方法簡單、成本低、性能優(yōu)異、無毒、無污染的聚合物乳液是一個(gè)非常有意義的課題。
聚丙烯腈主要用做纖維，通常采用本體或懸浮的方法聚合。CN85102368和CN85104179中公開了通過乳液聚的方法制備氯丁二烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯和丙烯腈等單體的共聚物，用于皮革的整理劑、建筑、纖維、紡織印染黏合劑，但乳液聚合得到的聚丙烯腈乳液尚未見報(bào)道。
本發(fā)明的目的在于提供一種新型環(huán)保型聚合物乳液，特別是聚丙烯腈乳液。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種新型環(huán)保聚合物乳液，特別是丙烯腈乳液的制備方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種新型環(huán)保聚合物乳液，特別是丙烯腈乳液在黏合劑、涂料方面的用途。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為將丙烯腈單體在水溶液中，乳化劑和引發(fā)劑存在下乳液聚合，得到聚丙烯腈乳液。
上述反應(yīng)的工藝可以采用反應(yīng)過程中逐步加入單體和引發(fā)劑的方法，也可以采用先將單體在水溶液中乳化，再加入引發(fā)劑引發(fā)聚合的方法。
上述單體和水的比例為1∶2-8。
上述引發(fā)劑的用量為單體的0.05-2％。
上述反應(yīng)的溫度控制在40-95℃。
上述反應(yīng)的引發(fā)劑可以選用過硫酸類引發(fā)劑，如過硫酸鉀、過硫酸氨；也可以選用過氧化氫，以及適合本發(fā)明的其他水溶性過氧化物引發(fā)劑；還可以選用氧化還原引發(fā)劑如過硫酸鹽-重亞硫酸鈉以及適合本發(fā)明的其它氧化還原引發(fā)體系；特別是加入氟硅酸鈉的氧化還原引發(fā)體系，反應(yīng)容易控制。
上述反應(yīng)的乳化劑可以選用陰離子、陽離子以及非離子型表面活性劑，如烷基酚聚氧乙烯醚、OP/TX-10、平平加、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、滲透劑T、聚乙烯醇等。
上述反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為2-8小時(shí)。
如果需要，上述反應(yīng)中可以加入消泡劑和防腐殺菌劑。
所得產(chǎn)物的黏度為1000-10000CPS。
由于在水溶液中，丙烯腈以及低分子量聚丙烯腈在酸性條件下很容易水解，所以通過上述反應(yīng)方法得到的聚丙烯腈乳液實(shí)際為聚丙烯腈和聚丙烯酸的共聚物乳液，結(jié)構(gòu)可以示意如下 這種具有丙烯腈和丙烯酸共聚結(jié)構(gòu)的聚丙烯腈乳液，兼有二者性能的優(yōu)點(diǎn)，用做乳液漆的基料，所制得的乳液漆的性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的各種乳液漆，產(chǎn)品無毒無味，制備方法簡單，成本低于現(xiàn)有的乳液漆。
本發(fā)明的聚丙烯腈乳液還可以代替白乳液或聚乙烯醇用于粘接木材、紙張和纖維制品；還可以作為水泥、混凝土的界面劑；還可以用于刮涂仿磁、大白、水泥膩?zhàn)拥龋送膺€可以用作電子工業(yè)黏合劑。
總之，本發(fā)明采用乳液聚合的方法，制備了一種新型環(huán)保聚丙烯腈乳液，在制備過程中，即可以采用在反應(yīng)過程中逐步加入單體和引發(fā)劑的方法，也可以采用先將單體在水溶液中乳化，再加入引發(fā)劑引發(fā)聚合的方法；得到的聚合物乳液可以用做乳液漆的基料；粘接木材、紙張和纖維制品的黏合劑；還可以代替聚乙烯醇、EVA膠作為水泥、混凝土的界面劑；此外還可以用于刮涂仿磁、大白、水泥膩?zhàn)拥?，性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的各種乳液和黏合劑。
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。
實(shí)施例一將純度為99％的聚丙烯腈100kg加入反應(yīng)釜中，加入200kg水，攪拌下升溫，至40℃，加入過硫酸氨0.05kg，亞硫酸鈉0.05kg，辛基酚聚氧乙烯醚2kg，反應(yīng)8小時(shí)，用氫氧化鈉調(diào)整PH至中性，得到黏度為9000CPS的聚丙烯腈乳液。
實(shí)施例二將純度為99％的聚丙烯腈100kg加入反應(yīng)釜中，加入400kg水，攪拌下升溫，至95℃，加入過硫酸鈉0.5kg，偏重亞硫酸鈉0.5kg，聚乙烯醇5kg，反應(yīng)2小時(shí)，得到黏度為3000CPS的聚丙烯腈乳液。
實(shí)施例三將純度為99％的聚丙烯腈100kg加入反應(yīng)釜中，加600kg水，攪拌下升溫，至60℃，加入過硫酸鉀1kg，亞硫酸鈉1kg，OP-102kg，平平加0.5kg，反應(yīng)4小時(shí)，用氫氧化鈉調(diào)整PH至中性，得到黏度為2000CPS的聚丙烯腈乳液。
實(shí)施例四將純度為99％的聚丙烯腈100kg加入反應(yīng)釜中，加入800kg水，攪拌下升溫，至80℃，加入過氧化氫1kg，十二烷基苯酸鈉2kg，反應(yīng)2小時(shí)，得到黏度為1000CPS的聚丙烯腈乳液。
實(shí)施例五將純度為99％的聚丙烯腈100kg加入反應(yīng)釜中，加入300kg水，攪拌下升溫，至60℃，加入乙酸乙酯70kg，偏重亞硫酸鈉1kg，氟硅酸鈉0.5kg，辛基酚聚氧乙烯醚2kg，反應(yīng)4小時(shí)，得到黏度為3000CPS的聚丙烯腈乳液。
實(shí)施例六將純度為99％的聚丙烯腈100kg加入反應(yīng)釜中，加入400kg水，攪拌下升溫，至65℃，加入乙酸乙酯50kg，偏重亞硫酸鈉0.5kg，氟硅酸鈉0.5kg，辛基酚聚氧乙烯醚3kg，反應(yīng)6小時(shí)，加入消泡劑0.5kg和防腐殺菌劑0.5kg得到黏度為4000CPS的聚丙烯腈乳液。
實(shí)施例七在反應(yīng)釜中加入400kg水和4kg聚乙烯醇，攪拌下升溫，至65℃，將20kg純度為99％的聚丙烯腈和0.2kg過硫酸氨加入反應(yīng)釜，反應(yīng)0.5小時(shí)后將80kg聚丙烯腈和0.2kg過硫酸氨在2小時(shí)內(nèi)連續(xù)加入反應(yīng)釜，反應(yīng)0.5小時(shí)后加入0.1kg過硫酸氨，反應(yīng)0.5小時(shí)，調(diào)整PH至中性得到黏度為10000CPS的聚丙烯腈乳液。
實(shí)施例八聚丙烯腈乳液用作黏合劑，粘結(jié)皮革、織物、紙張等，粘結(jié)性能如下剪切強(qiáng)度(兆帕)干濕實(shí)施例2 6.9 2.0實(shí)施例4 6.1.0 1.9實(shí)施例5 8.0 3.5實(shí)施例6 8.7 3.6實(shí)施例7 7.2 3.1
實(shí)施例九聚內(nèi)烯腈乳液用作涂料的性能
權(quán)利要求
1．一種制備新型環(huán)保型聚丙烯腈乳液的方法，其特征在于采用乳液聚合的方法聚合丙烯腈單體，聚合過程中可以先將單體在水溶液中乳化，再加入引發(fā)劑引發(fā)聚合，也可以在反應(yīng)過程中連續(xù)加入單體和引發(fā)劑聚合。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于單體和水的比例為1∶2-8
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于上述引發(fā)劑的用量為單體的0.05-2％。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于反應(yīng)的溫度為40-95℃。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于反應(yīng)的引發(fā)劑可以選用過硫酸類引發(fā)劑，如過硫酸鉀、過硫酸氨；也可以選用過氧化氫，以及適合本發(fā)明的其他水溶性過氧化物引發(fā)劑；還可以選用氧化還原引發(fā)劑如過硫酸鹽-重亞硫酸鈉以及適合本發(fā)明的其它氧化還原引發(fā)體系；特別是加入氟硅酸鈉的氧化還原引發(fā)體系，反應(yīng)容易控制。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于乳化劑可以選用陰離子、陽離子以及非離子型表面活性劑，如烷基酚聚氧乙烯醚、OP/TX-10、平平加、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、滲透劑T、聚乙烯醇等。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于上述反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為2-8小時(shí)。
8．一種新型環(huán)保型聚丙烯腈乳液，其特征在于采用乳液聚合的方法聚合丙烯腈單體，得到黏度為1000-10000CPS的聚合物乳液。
9．一種新型環(huán)保型聚丙烯腈乳液用于黏合劑和涂料基料。
全文摘要
本發(fā)明采用乳液聚合的方法,制備了一種新型環(huán)保聚丙烯腈乳液,在制備過程中,即可以采用在反應(yīng)過程中逐步加入單體和引發(fā)劑的方法,也可以采用先將單體在水溶液中乳化,再加入引發(fā)劑引發(fā)聚合的方法;得到的聚合物乳液可以用做乳液漆的基料;粘接木材、紙張和纖維制品的黏合劑;還可以代替聚乙烯醇、EVA膠作為水泥、混凝土的界面劑;此外還可以用于刮涂仿磁、大白、水泥膩?zhàn)拥?性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的各種乳液和聚乙烯醇以及107膠。
文檔編號(hào)C08F120/00GK1296021SQ9912383
公開日2001年5月23日 申請(qǐng)日期1999年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月15日
發(fā)明者馬萬龍 申請(qǐng)人:馬萬龍