專利名稱：一種水性含氟丙烯酸酯乳液的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性含氟丙烯酸酯乳液的制備方法，所得水性含氟丙烯酸酯乳液可用于紙塑粘合劑。
背景技術(shù)：
紙塑復(fù)合制品是現(xiàn)代包裝行業(yè)應(yīng)用較廣泛的一種復(fù)合材料，利用粘合劑把聚丙烯或聚酯薄膜與紙質(zhì)印刷品復(fù)合在一起，從而使印刷品美觀大方，光亮度高，且有防水防污等特點(diǎn)。從目前的研究及使用情況看，紙塑粘合制品主要有溶劑型紙塑粘合劑、水性(或乳液型)紙塑粘合劑和固體型紙塑復(fù)膜膠。水性紙塑粘合劑具有無(wú)毒、無(wú)污染、易涂布等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為是未來(lái)紙塑粘合劑的發(fā)展趨勢(shì)。目前，紙塑復(fù)膜膠技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但紙塑膠粘劑尤其是用于紙張與塑料等低表面能材料之間的水性紙塑粘合劑還存在嚴(yán)重不足，其不足主要表現(xiàn)在初粘性差、粘接牢度不高、穩(wěn)定性差，放置不久即出現(xiàn)起泡、脫層等方面，不能適應(yīng)現(xiàn)代包裝行業(yè)的需求。為了改善水性紙塑粘合劑的初粘力、干燥速度、耐水性等，不斷研制出新組分、新配方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于公開一種耐水性好、剝離強(qiáng)度高、初粘性高、粘結(jié)穩(wěn)定性好的紙塑粘合劑用水性含氟丙烯酸酯乳液的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案(1)將反應(yīng)單體A、復(fù)合乳化劑、引發(fā)劑過硫酸鉀依次加入蒸餾水中，在70°C并持續(xù)攪拌條件下，反應(yīng)0. 5小時(shí)，得到種子乳液。(2)在上述種子乳液中，依次緩慢滴加反應(yīng)單體B和功能性單體丙烯酸、改性單體丙烯酸十三氟辛酯，然后將引發(fā)劑過硫酸鉀加入反應(yīng)體系中，在7(Γ90 V并持續(xù)攪拌條件下反應(yīng)2、小時(shí)，降溫到常溫后，用氨水調(diào)節(jié)pH值至纊9，得到水性含氟丙烯酸酯乳液。上述步驟中，反應(yīng)單體A由軟單體和硬單體組成，軟單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一種，硬單體為乙酸乙烯酯，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，氯乙烯，丙烯晴中的兩種(質(zhì)量比為1:1)，軟、硬單體質(zhì)量比為1 :1 ；反應(yīng)單體B由軟單體和硬單體組成， 軟單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一種，硬單體為乙酸乙烯酯，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯晴中的兩種(質(zhì)量比為1:1)，軟、硬單體質(zhì)量比為廣5:1 ；復(fù)合乳化劑由陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉、非離子型表面活性劑壬基酚聚氧乙烯醚和反應(yīng)性表面活性劑乙烯基磺酸鈉組成，十二烷基硫酸鈉壬基酚聚氧乙烯醚乙烯基磺酸鈉質(zhì)量比為1 :2 :5，復(fù)合乳化劑占反應(yīng)單體總質(zhì)量(反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B)的廣6%;引發(fā)劑過硫酸鉀在步驟(1)中的用量為反應(yīng)單體A質(zhì)量的0. 06、. 3%，在步驟(2)中的用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的0. ΙΟ. 7% ；功能單體丙烯酸用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的2飛％，改性單體丙烯酸十三氟辛酯用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的廣4%;(反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B)蒸餾水質(zhì)量比為 30^50:50^70 ；反應(yīng)單體A:反應(yīng)單體B質(zhì)量比為10 20:80 90。乳液的性能測(cè)試通過下列測(cè)試方法測(cè)定1.固含量稱取2g左右的乳液均勻置于干燥過的培養(yǎng)皿中，稱重后放入80°C的烘箱中烘至恒重。根據(jù)如下公司計(jì)算固含量S:
S=(干燥后稱重總質(zhì)量一培養(yǎng)皿質(zhì)量)/ (干燥前稱重總質(zhì)量一培養(yǎng)皿質(zhì)量)X100%
2.剝離強(qiáng)度參照GB/T7760-2003
3.吸水率將乳液小心地涂在干凈的的玻璃板上，使其均勻平鋪，干燥成膜后稱重Hl1, 觀察膜的透明性及柔軟性，再將涂膜置于水中浸泡48小時(shí)，取出吸干表面水分后稱重m2，按下式計(jì)算膜的吸水增重率ω :co = (m2-mi)/mi X 100%。本發(fā)明有益效果
本發(fā)明具有如下有益效果所得水性含氟丙烯酸酯乳液的固含量為3(Γ50%，加入丙烯酸十三氟辛酯作為改性劑，使水的表面張力顯著降低，所得乳液具有良好的低表能材料之間的粘結(jié)力和耐水性，吸水率不超過3%，剝離強(qiáng)度為l(T30N/m。采用水作溶劑，有利于環(huán)保和改善工作環(huán)境。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步的具體說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于實(shí)施例。實(shí)施例1
在帶有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管及滴液漏斗的四口反應(yīng)瓶置于有控溫裝置的水浴中，將反應(yīng)單體A (軟單體丙烯酸乙酯，硬單體甲基丙烯酸甲酯+苯乙烯)、復(fù)合乳化劑(十二烷基硫酸鈉+壬基酚聚氧乙烯醚+乙烯基磺酸鈉)、弓丨發(fā)劑過硫酸鉀，加入蒸餾水中，在70°C 條件下，反應(yīng)0.5小時(shí)，得到種子乳液。其中引發(fā)劑占反應(yīng)單體總量的0. 12%。將反應(yīng)單體B(軟單體丙烯酸乙酯，硬單體甲基丙烯酸甲酯+苯乙烯，軟、硬單體質(zhì)量比為3:2)、功能性單體丙烯酸，改性單體丙烯酸十三氟辛酯緩慢滴加于上述種子乳液中， 然后將引發(fā)劑過硫酸鉀加入反應(yīng)體系中。在85°C條件下反應(yīng)4小時(shí)，降溫后，用氨水調(diào)節(jié) PH值至8，得到水性含氟丙烯酸酯乳液。引發(fā)劑過硫酸鉀占反應(yīng)單體質(zhì)量的0. 28%。上述復(fù)合乳化劑中十二烷基硫酸鈉壬基酚聚氧乙烯醚乙烯基磺酸鈉質(zhì)量比質(zhì)量配比為1 :2 :5，用量為反應(yīng)單體總質(zhì)量(反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B)的1%;丙烯酸用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的2%，丙烯酸十三氟辛酯用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的1%;反應(yīng)單體A:反應(yīng)單體B質(zhì)量比為10:90 ；(反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B)蒸餾水質(zhì)量比為35:65。乳液的性能測(cè)試見表1。實(shí)施例2
在帶有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管及滴液漏斗的四口反應(yīng)瓶置于有控溫裝置的水浴中，將反應(yīng)單體A (軟單體丙烯酸丁酯，硬單體乙酸乙烯酯+丙烯腈)、復(fù)合乳化劑(十二烷基硫酸鈉+壬基酚聚氧乙烯醚+乙烯基磺酸鈉)、引發(fā)劑過硫酸鉀，加入蒸餾水中，在70°C條件下，反應(yīng)0.5小時(shí)，得到種子乳液。其中引發(fā)劑占反應(yīng)單體總量的0. 18%。將反應(yīng)單體B(軟單體丙烯酸丁酯，硬單體乙酸乙烯酯+丙烯腈，軟、硬單體質(zhì)量比為2 1 )、功能性單體丙烯酸，改性單體丙烯酸十三氟辛酯緩慢滴加于上述種子乳液中，然后將引發(fā)劑過硫酸鉀加入反應(yīng)體系中。在80°C條件下反應(yīng)8小時(shí)，降溫后，用氨水調(diào)節(jié)pH值至8，得到水性含氟丙烯酸酯乳液。引發(fā)劑過硫酸鉀占反應(yīng)單體質(zhì)量的0.42 %。上述復(fù)合乳化劑中十二烷基硫酸鈉壬基酚聚氧乙烯醚乙烯基磺酸鈉質(zhì)量比質(zhì)量配比為1 :2 :5，用量為反應(yīng)單體總質(zhì)量(反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B)的2%;丙烯酸用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的3%，丙烯酸十三氟辛酯用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的2%;反應(yīng)單體A:反應(yīng)單體B質(zhì)量比為20 80 ；(反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B )蒸餾水質(zhì)量比為40 60。乳液的性能測(cè)試見表1。實(shí)施例3
在帶有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管及滴液漏斗的四口反應(yīng)瓶置于有控溫裝置的水浴中，將反應(yīng)單體A (軟單體丙烯酸丁酯，硬單體乙酸乙烯酯+丙烯腈)、復(fù)合乳化劑(十二烷基硫酸鈉+壬基酚聚氧乙烯醚+乙烯基磺酸鈉)、引發(fā)劑過硫酸鉀，加入蒸餾水中，在70°C條件下，反應(yīng)0. 5小時(shí)，得到種子乳液。其中引發(fā)劑占反應(yīng)單體總量的0. 24%。將反應(yīng)單體B(軟單體丙烯酸丁酯，硬單體乙酸乙烯酯+丙烯腈，軟、硬單體質(zhì)量比為4 1 )、功能性單體丙烯酸，改性單體丙烯酸十三氟辛酯緩慢滴加于上述種子乳液中，然后將引發(fā)劑過硫酸鉀加入反應(yīng)體系中。在85°C條件下反應(yīng)6小時(shí)，降溫后，用氨水調(diào)節(jié)pH值至8，得到水性含氟丙烯酸酯乳液。引發(fā)劑過硫酸鉀占反應(yīng)單體質(zhì)量的0.56 %。上述復(fù)合乳化劑中十二烷基硫酸鈉壬基酚聚氧乙烯醚乙烯基磺酸鈉質(zhì)量比質(zhì)量配比為1 :2 :5，用量為反應(yīng)單體總質(zhì)量(反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B)的3%;丙烯酸用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的5%，丙烯酸十三氟辛酯用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的3% ；反應(yīng)單體A 反應(yīng)單體B質(zhì)量比為15:85 ；(反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B)蒸餾水質(zhì)量比為45:55。乳液的性能測(cè)試見表1。實(shí)施例4
在帶有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管及滴液漏斗的四口反應(yīng)瓶置于有控溫裝置的水浴中，將反應(yīng)單體A (軟單體丙烯酸甲酯，硬單體乙酸乙烯酯+苯乙烯)、復(fù)合乳化劑(十二烷基硫酸鈉+壬基酚聚氧乙烯醚+乙烯基磺酸鈉)、引發(fā)劑過硫酸鉀，加入蒸餾水中，在70°C條件下，反應(yīng)0. 5小時(shí)，得到種子乳液。其中引發(fā)劑占反應(yīng)單體總量的0. 20%。
將反應(yīng)單體B(軟單體丙烯酸丁酯，硬單體乙酸乙烯酯+苯乙烯，軟、硬單體質(zhì)量比為3:1)、功能性單體丙烯酸、改性單體丙烯酸十三氟辛酯緩慢滴加于上述種子乳液中，然后將引發(fā)劑過硫酸鉀加入反應(yīng)體系中。在85°C條件下反應(yīng)5小時(shí)，降溫后，用氨水調(diào)節(jié)pH值至8，得到水性含氟丙烯酸酯乳液。引發(fā)劑過硫酸鉀占反應(yīng)單體質(zhì)量的0.50 %。上述復(fù)合乳化劑中十二烷基硫酸鈉壬基酚聚氧乙烯醚乙烯基磺酸鈉質(zhì)量比質(zhì)量配比為1 :2 :5，用量為反應(yīng)單體總質(zhì)量(反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B)的2%;丙烯酸用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的6% ；改性單體丙烯酸十三氟辛酯用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的2%;反應(yīng)單體 A:反應(yīng)單體B質(zhì)量比為10:90 ；(反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B)蒸餾水質(zhì)量比為40:60。乳液的性能測(cè)試見表1。表1水性含氟丙烯酸酯乳液性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種水性含氟丙烯酸酯乳液的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將反應(yīng)單體A、復(fù)合乳化劑、弓I發(fā)劑過硫酸鉀依次加入蒸餾水中，在70V并持續(xù)攪拌條件下，反應(yīng)0. 5小時(shí)，得到種子乳液；(2)在上述種子乳液中，依次緩慢滴加反應(yīng)單體B和功能性單體丙烯酸、改性單體丙烯酸十三氟辛酯，然后將引發(fā)劑過硫酸鉀加入上述反應(yīng)體系中，在7(T90°C并持續(xù)攪拌條件下反應(yīng)2、小時(shí)，降溫到常溫后，用氨水調(diào)節(jié)pH值至纊9，得到水性含氟丙烯酸酯乳液；上述步驟(1)中，反應(yīng)單體A由質(zhì)量比為1 :1的軟單體與硬單體組成，軟單體是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一種，硬單體是質(zhì)量比為1:1的下列乙酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯晴中的兩種；上述步驟(2)中，反應(yīng)單體B由質(zhì)量比為廣5:1的軟單體與硬單體組成，軟單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一種，硬單體是質(zhì)量比為1:1的下列乙酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯晴中的兩種；上述步驟(1)中復(fù)合乳化劑由陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉、非離子型表面活性劑壬基酚聚氧乙烯醚和反應(yīng)性表面活性劑乙烯基磺酸鈉組成，十二烷基硫酸鈉壬基酚聚氧乙烯醚乙烯基磺酸鈉的質(zhì)量比為1 :2 :5，復(fù)合乳化劑占反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體B總質(zhì)量的廣4%。
2.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)劑過硫酸鉀在步驟(1) 中的用量為反應(yīng)單體A質(zhì)量的0. 06、. 3%，在步驟(2)中的用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的 0. 14 0. 7%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于上述步驟(2)中功能性單體丙烯酸用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的2飛％，改性單體丙烯酸十三氟辛酯用量為反應(yīng)單體B質(zhì)量的廣4%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于上述步驟中反應(yīng)單體A+反應(yīng)單體 B:蒸餾水的質(zhì)量比為3(Γ50:5(Γ70 ；反應(yīng)單體Α:反應(yīng)單體B的質(zhì)量比為10 20:80 90。
5.一種權(quán)利要求1所述制備方法制備的水性含氟丙烯酸酯乳液作為紙塑粘合劑的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性含氟丙烯酸酯乳液的制備方法及其應(yīng)用，先采用反應(yīng)單體A包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯與丙烯酸丁酯中的一種作為軟單體，乙酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯晴中的兩種作為硬單體、復(fù)合乳化劑、引發(fā)劑過硫酸鉀，制備種子乳液；然后加入復(fù)合反應(yīng)單體B包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯與丙烯酸丁酯中的一種作為軟單體，乙酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯晴中的兩種作為硬單體和功能性單體丙烯酸、改性單體丙烯酸十三氟辛酯和引發(fā)劑過硫酸鉀，通過乳液聚合得到水性含氟丙烯酸酯乳液；本發(fā)明制備的水性含氟丙烯酸酯乳液具有良好的耐水性和剝離強(qiáng)度，可應(yīng)用于低表能材料的粘合，尤其是水性紙塑粘合劑的主要成分。
文檔編號(hào)C08F220/18GK102199241SQ20111007967
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者康正, 易國(guó)斌, 易運(yùn)梅, 王慧娟 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)