專利名稱：聚醋酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子共聚物基納米復(fù)合材料的制備方法，具體是聚醋酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液的制備。
背景技術(shù)：
聚醋酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液是通過單體原位插層乳液聚合方法制備的賦 予基體材料新功能和改善基體材料原有性能的具有特殊結(jié)構(gòu)的納米材料。蒙脫土被插層或 被剝離后以納米級別粒子形式分散在基體材料當(dāng)中。該納米粒子在納米復(fù)合材料當(dāng)中的作 用不僅僅是增強，還具有抗菌、抗紫外、抗氧化、阻燃等特性。在涂料、通用塑料、粘接劑、航 空工業(yè)、包裝材料、醫(yī)療生物材料等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。現(xiàn)已公開的中國專利都只涉 及到用其他納米粒子來改性聚醋酸乙烯，如納米ZnO粒子(專利公開號CN101250273)，并 未涉及到蒙脫土改性聚醋酸乙烯形成納米復(fù)合乳液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供聚醋酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液的制備方法。下面是聚醋 酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液的制備步驟。(1)將蒙脫土 3 7份放在50份醋酸乙烯單體中浸泡24小時，使單體充分進(jìn)入蒙 脫土片層；(2)按單位重量，準(zhǔn)備12份聚乙烯醇與1 4份0P-10保護(hù)膠體攪拌分散于150份 蒸餾水中，升溫至90°C使其完全溶解，溶解后降至室溫，移入帶有溫度計、冷凝管、攪拌器、 滴液漏斗的反應(yīng)器中；(3)將步驟(1)浸泡好蒙脫土溶液移入反應(yīng)器；(4)稱取1 4份的引發(fā)劑過硫酸銨溶解于10份水溶液中，將其一半投入反應(yīng)器， 開動攪拌，升溫、保溫；(5)當(dāng)冷凝管回流減少時，用滴液漏斗滴加50份醋酸乙烯單體，控制在3小時左右 加完；(6)將另一半引發(fā)劑過硫酸銨投入反應(yīng)器，升溫至85°C ；(7)冷凝管無回流時，冷卻降溫至55°C，加入16份鄰苯二甲酸二丁酯、2份ph調(diào)節(jié) 劑碳酸氫鈉，保溫0.5小時；(8)冷卻至室溫，將制備的乳液過濾，所得白色乳液即為聚醋酸乙烯/蒙脫土納米 復(fù)合乳液。
具體實施例方式本發(fā)明用工業(yè)級醋酸乙烯單體和層間距為1. 906nm的有機改性蒙脫土為原料。制備聚醋酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液的原料，按單位重量份數(shù)為醋酸乙烯單 體100份，蒙脫土 3 7份，引發(fā)劑1 4份。當(dāng)蒙脫土用量高于7份時，蒙脫土難以在單體中分散，將不能形成剝離型納米復(fù)合乳液；當(dāng)蒙脫土用量低于3份時，被剝離的粒子數(shù)目太少達(dá)不到改性的目的。當(dāng)引發(fā)劑用量超過4份時，反應(yīng)瞬間完成，產(chǎn)物有大量團(tuán)聚發(fā)生， 嚴(yán)重影響蒙脫土粒子的插層或剝離效果；當(dāng)含量低于1份，則反應(yīng)不完全，大量單體存在， 導(dǎo)致產(chǎn)物穩(wěn)定性下降。本發(fā)明所采用的引發(fā)劑為過硫酸銨(無機過氧類引發(fā)劑)。本發(fā)明采用的分散介質(zhì)要求既能溶解單體、引發(fā)劑、分散穩(wěn)定劑，又不能溶解反應(yīng) 所生成的聚合物，其成分是水。用單體原位插層乳液聚合法制備聚醋酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液的步驟為(1)將蒙脫土 3 7份放在50份醋酸乙烯單體中浸泡24小時，使單體充分進(jìn)入蒙 脫土片層；(2)按單位重量，準(zhǔn)備12份聚乙烯醇與1 4份0P-10保護(hù)膠體攪拌分散于150份 蒸餾水中，升溫至90°C使其完全溶解，溶解后降至室溫，移入帶有溫度計、冷凝管、攪拌器、 滴液漏斗的反應(yīng)器中；(3)將步驟(1)浸泡好蒙脫土溶液移入反應(yīng)器；(4)稱取1 4份的引發(fā)劑過硫酸銨溶解于10份水溶液中，將其一半投入反應(yīng)器， 開動攪拌，升溫、保溫；(5)當(dāng)冷凝管回流減少時，用滴液漏斗滴加50份醋酸乙烯單體，控制在3小時左右 加完；(6)將另一半引發(fā)劑過硫酸銨投入反應(yīng)器，升溫至85°C ；(7)冷凝管無回流時，冷卻降溫至55°C，加入16份鄰苯二甲酸二丁酯、2份ph調(diào)節(jié) 劑碳酸氫鈉，保溫0.5小時；(8)冷卻至室溫，將制備的乳液過濾，所得白色乳液即為聚醋酸乙烯/蒙脫土納米 復(fù)合乳液。下面是更為具體的實施示例實施例1 稱取0. 075kg的Tj-2型蒙脫土，于1. 25L醋酸乙烯單體中浸泡24小時，使單體充 分進(jìn)入蒙脫土層間，待用。稱取0.3kg聚乙烯醇溶于3. 75L蒸餾水及0.025kg OP-IO乳化 劑中(升溫至90°C溶解)，將溶解好的聚乙烯醇與浸泡好的醋酸乙烯單體移入反應(yīng)器，加入 0. 015kg過硫酸銨(溶解于0. 25L蒸餾水)，開動攪拌，加熱恒溫槽至反應(yīng)溫度(65°C )，保溫 30分鐘。然后滴加1. 25L新鮮蒸餾的醋酸乙烯單體(在2小時左右加完)。加完單體后再 稱取0. 015kg過硫酸銨(溶解于0. 25L蒸餾水)投入反應(yīng)器，繼續(xù)加熱，逐步升溫至85°C， 至無回流為止，停止加熱，保溫0. 5小時，冷卻至50°C，加入0. 0125kg碳酸氫鈉(溶于0. 3L 蒸餾水)，再加入0. 4L鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌冷卻后，所得白色乳液即為聚醋酸乙烯/蒙 脫土納米復(fù)合乳液。實施例2 稱取0. 125kg的Tj-2型蒙脫土，于1. 25L醋酸乙烯單體中浸泡48小時，使單體充 分進(jìn)入蒙脫土層間，待用。稱取0.3kg聚乙烯醇溶于3. 75L蒸餾水及0.05kg OP-IO乳化劑 中(升溫至90°C溶解)，將溶解好的聚乙烯醇與浸泡好的醋酸乙烯單體移入反應(yīng)器，加入 0. 02kg過硫酸銨(溶解于0. 3L蒸餾水)，開動攪拌，加熱恒溫槽至反應(yīng)溫度(70°C )，保溫30分鐘。然后滴加1. 25L新鮮蒸餾的醋酸乙烯單體(在2. 5小時左右加完)。加完單體后 再稱取0. 02kg過硫酸銨(溶解于0. 3L蒸餾水)投入反應(yīng)器，繼續(xù)加熱，逐步升溫至85°C， 至無回流為止，停止加熱，保溫0. 5小時，冷卻至50°C，加入0. 0125kg碳酸氫鈉(溶于0. 3L 蒸餾水)，再加入0. 4L鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌冷卻后，所得白色乳液即為聚醋酸乙烯/蒙 脫土納米復(fù)合乳液。實施例3 稱取0. 15kg的Tj-2型蒙脫土，浸泡于1. 25L醋酸乙烯單體中72小時，使單體充 分進(jìn)入蒙脫土層間，待用。稱取0.3kg聚乙烯醇溶于3. 75L蒸餾水及0.075kg OP-IO乳化 劑中(升溫至90°C溶解)，將溶解好的聚乙烯醇與浸泡好的醋酸乙烯單體移入反應(yīng)器，加入 0. 025kg過硫酸銨(溶解于0. 3L蒸餾水)，開動攪拌，加熱恒溫槽至反應(yīng)溫度(75°C )，保溫 30分鐘。然后滴加1. 25L新鮮蒸餾的醋酸乙烯單體(在3小時左右加完)。加完單體后再 稱取0. 025kg過硫酸銨(溶解于0. 3L蒸餾水)投入反應(yīng)器，繼續(xù)加熱，逐步升溫至85°C， 至無回流為止，停止加熱，保溫0. 5小時，冷卻至50°C，加入0. 0125kg碳酸氫鈉(溶于0. 3L 蒸餾水)，再加入0. 4L鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌冷卻后，所得白色乳液即為聚醋酸乙烯/蒙 脫土納米復(fù)合乳液。實施例4
稱取0. 175kg的Tj-2型蒙脫土，浸泡于1. 25L醋酸乙烯單體中96小時，使單體充 分進(jìn)入蒙脫土層間，待用。稱取0.3kg聚乙烯醇溶于3. 75L蒸餾水及0.08kg OP-IO乳化劑 中(升溫至90°C溶解)，將溶解好的聚乙烯醇與浸泡好的醋酸乙烯單體移入反應(yīng)器，加入 0. 03kg過硫酸銨(溶解于0. 3L蒸餾水)，開動攪拌，加熱恒溫槽至反應(yīng)溫度(80°C )，保溫 30分鐘。然后滴加1. 25L新鮮蒸餾的醋酸乙烯單體(在3. 5小時左右加完)。加完單體后 再稱取0. 03kg過硫酸銨(溶解于0. 3L蒸餾水)投入反應(yīng)器，繼續(xù)加熱，逐步升溫至85°C， 至無回流為止，停止加熱，保溫0. 5小時，冷卻至50°C，加入0. 0125kg碳酸氫鈉(溶于0. 3L 蒸餾水)，再加入0. 4L鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌冷卻后，所得白色乳液即為聚醋酸乙烯/蒙 脫土納米復(fù)合乳液。
權(quán)利要求
聚醋酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液的制備方法，其步驟為(1)將蒙脫土3～7份放在50份醋酸乙烯單體中浸泡24～96小時，使單體充分進(jìn)入蒙脫土片層；(2)按單位重量，準(zhǔn)備12份聚乙烯醇與1～4份OP-10保護(hù)膠體攪拌分散于150份蒸餾水中，升溫至90℃使其完全溶解，溶解后降至室溫，移入帶有溫度計、冷凝管、攪拌器、滴液漏斗的反應(yīng)器中；(3)將步驟(1)浸泡好蒙脫土溶液移入反應(yīng)器；(4)稱取1～4份的引發(fā)劑過硫酸銨溶解于10份水溶液中，將其一半投入反應(yīng)器，開動攪拌，升溫、保溫；(5)當(dāng)冷凝管回流減少時，用滴液漏斗滴加50份醋酸乙烯單體，控制在3小時左右加完；(6)將另一半引發(fā)劑過硫酸銨投入反應(yīng)器，升溫至85℃；(7)冷凝管無回流時，冷卻降溫至55℃，加入16份鄰苯二甲酸二丁酯、2份ph調(diào)節(jié)劑碳酸氫鈉，保溫0.5小時；(8)冷卻至室溫，將制備的乳液過濾，所得白色乳液即為聚醋酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液。
全文摘要
聚醋酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液的制備方法，首先將蒙脫土3～7份放在50份醋酸乙烯單體中浸泡24小時；其次按單位重量，準(zhǔn)備12份聚乙烯醇與1～4份保護(hù)膠體攪拌分散于150份蒸餾水中，升溫至90℃使其完全溶解，溶解后降至室溫，移入反應(yīng)器中；然后將第一步浸泡好蒙脫土溶液移入反應(yīng)器；稱取1～4份的引發(fā)劑過硫酸銨溶解于10份水溶液中，將其一半投入反應(yīng)器，開動攪拌，升溫、保溫；當(dāng)冷凝管回流減少時，用滴液漏斗滴加50份醋酸乙烯單體，控制在3小時左右加完；將另一半引發(fā)劑過硫酸銨投入反應(yīng)器，升溫至85℃；冷凝管無回流時，冷卻降溫至55℃，加入16份鄰苯二甲酸二丁酯、2份pH調(diào)節(jié)劑碳酸氫鈉，保溫0.5小時；冷卻至室溫，將制備的乳液過濾，所得白色乳液即為聚醋酸乙烯/蒙脫土納米復(fù)合乳液。
文檔編號C08F118/08GK101817900SQ20091011732
公開日2010年9月1日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者成佳輝, 楊娟, 楊瑞成, 楊釩, 陳奎 申請人:蘭州理工大學(xué)