專利名稱：一種水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水性隔離劑，特別涉及ー種水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人們環(huán)保意識(shí)的日漸提高，高VOC含量的溶劑型涂料已經(jīng)越來越不能滿足人類日常生活、生產(chǎn)的需要，涂料水性化已成為目前涂料發(fā)展的必然趨勢。隔離劑是生產(chǎn)壓敏膠帯、不干膠制品的關(guān)鍵材料之一，其性能好壞直接影響到壓敏膠帶、不干膠制品的質(zhì)量和使用效果。水性隔離劑根據(jù)其主要成分可以分為水性有機(jī)硅隔離劑、水性含氟隔離劑、水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑。水性有機(jī)硅類隔離劑雖然具有優(yōu)異的隔離性能，但其容易滲透到基材內(nèi)部，因此需要在基材背面預(yù)先涂覆ー層PE等材料以防止硅的遷移。水性含氟類隔離劑因其極高的成本，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。相對(duì)而言，水性長鏈 丙烯酸酯類隔離劑原材料易得，價(jià)格便宜、且具有良好的隔離效果。但是由于提供隔離性能的長鏈烷基酯具有強(qiáng)疏水作用，因此傳統(tǒng)的乳液聚合無法得到性能優(yōu)異的產(chǎn)品。細(xì)乳液聚合是ー種新型的聚合方法，1973年，Ugelstad等首次提出這ー概念。細(xì)乳液聚合體系中，在乳化劑和助乳化劑的共同作用下，形成穩(wěn)定的亞微米粒子(100 500nm),使單體液滴的表面積大大的增加，從而大部分的乳化劑都吸附到這些液滴的表面，致使沒有足夠的游離乳化劑形成膠束或穩(wěn)定均相成核。此時(shí)液滴成為成核的主要場所。因此，將細(xì)乳液聚合應(yīng)用到長鏈烷基酯類隔離劑的制備中，可以提高長鏈烷基酯參與反應(yīng)的程度，大大提高產(chǎn)品性能。由于細(xì)乳液聚合理論起步較晚，并且受到制備條件的約束，其應(yīng)用領(lǐng)域還沒有被完全開發(fā)。本發(fā)明創(chuàng)新性的采用細(xì)乳液聚合方法制備水性長鏈烷基酯類隔離劑，不僅拓寬了細(xì)乳液聚合的應(yīng)用范圍，并且制備出了性能優(yōu)異的水性長鏈烷基酯類隔離劑。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用細(xì)乳液聚合制備長鏈丙烯酸酯類隔離劑的方法，得到的聚合物具有粒徑小、儲(chǔ)存穩(wěn)定性高、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)較低的涂膜量便可起到良好的隔離效果。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)—種水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的制備方法，包括以下步驟(I)按以下重量百分比稱量原料單體29. 1% 47% ；乳化劑O. 3% 1.0%;引發(fā)劑O. 3% 1.0%;緩沖劑O. 3% I. 0% ；去離子水 50 70%;其中単體包括含有長鏈烷基単體和含有短鏈烷基単體，長鏈烷基単體與短鏈烷基単體的重量之比為O. 7 2. 6 ;所述含有長鏈烷基的単體為至少含有一個(gè)可聚合自由基的長鏈丙烯酸或甲基丙烯酸單體；所述含有短鏈烷基的単體為烷基鏈少于12的単體或単體混合物；(2)將單體、乳化剤、緩沖劑加入到去離子水中，在4(T50°C恒溫條件下預(yù)乳化3(T40min,得到預(yù)乳液；(3)對(duì)步驟(2)得到的預(yù)乳液進(jìn)行超聲乳化，得到細(xì)乳液；(4)將步驟(3)得到的細(xì)乳液倒入反應(yīng)器中，并加入引發(fā)劑，在75 85°C下恒溫反應(yīng)6 7h得到水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑。所述含有長鏈烷基單體為甲基丙烯酸月桂酷、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸十八 烷基酯、丙烯酸十八烷基酯中的一種或者任意組合。所述含有短鏈烷基的單體為甲基丙烯酸甲酷、丙烯酸丁酷、苯こ烯、丙烯腈、丙烯酸中的ー種或任意組合。所述緩沖劑為碳酸氫鈉。 所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀的ー種或兩種以上的混合物。所述乳化劑為十_■燒基硫酸納、十_■燒基橫酸納或十TK燒基硫酸納。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(I)本發(fā)明的制備方法原材料易得，エ藝簡單，操作方便，反應(yīng)時(shí)間短、轉(zhuǎn)化率可達(dá)98%，適用范圍廣泛。(2)本發(fā)明制備的長鏈丙烯酸酯類隔離劑綜合性能優(yōu)異形成的聚合物粒徑小、穩(wěn)定性高，可以一定的比例分散于水中，形成不同固含量的乳液分散體，可滿足不同生產(chǎn)方式和生產(chǎn)要求，使用較少涂膜量便可以達(dá)到良好的隔離效果。(3)本發(fā)明在制備長鏈丙烯酸酯類隔離劑的過程中不添加任何有機(jī)溶剤，為水性體系，無毒環(huán)保，且反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，具有低VOC排放的環(huán)保優(yōu)勢，對(duì)人體和環(huán)境的危害小。(4)本發(fā)明在制備過程中不需要添加助乳化剤，同時(shí)細(xì)乳液的穩(wěn)定作用很強(qiáng)。助乳化劑是影響細(xì)乳液穩(wěn)定的重要因素，其作用機(jī)理為強(qiáng)疏水的助乳化劑在單體液滴內(nèi)產(chǎn)生滲透壓，抑制了由液滴間Laplace壓カ導(dǎo)致的小液滴向大液滴擴(kuò)散的速率，從而消除Ostwald陳化效應(yīng),賦予了細(xì)乳液足夠的動(dòng)カ穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明,助乳化劑的親水性越差，其對(duì)細(xì)乳液的穩(wěn)定作用越強(qiáng)。在本發(fā)明中，提供隔離性能的丙烯酸長鏈烷基酯具有極強(qiáng)的疏水性，具備助乳化劑的作用，因此不添加其他助乳化劑也能獲得很強(qiáng)的穩(wěn)定性。(5)本發(fā)明制備的長鏈丙烯酸酯類隔離劑不含硅，因而不存在硅的遷移問題，穩(wěn)定性高。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例I(I)按以下重量百分比稱量原料去離子水50%、甲基丙烯酸月桂酷9. 8%、丙烯酸異冰片酯9. 8%、甲基丙烯酸甲酯8. 2%、丙烯酸丁酯8. 2%、丙烯腈5. 9%、丙烯酸5. 1%、十二烷基硫酸鈉1%、碳酸氫鈉1%、過硫酸銨O. 5%、過硫酸鈉O. 5% ；(2)在燒杯中加入去離子水、甲基丙烯酸月桂酷、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸甲酷、丙烯酸丁酷、丙烯腈、丙烯酸、十二烷基硫酸鈉、碳酸氫鈉，50°C條件下攪拌20min，制得預(yù)乳液A ；(3)將預(yù)乳液A置于超聲細(xì)胞粉碎機(jī)中，冰水浴條件下乳化5min，制得細(xì)乳液B ；(4)將上述細(xì)乳液B倒入裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)馔?、溫度?jì)的四ロ燒瓶中，升溫至75°C后加入過硫酸銨和過硫酸鈉，保溫反應(yīng)6h，得到長鏈丙烯酸酯類隔離劑。測試本實(shí)施例制備的長鏈丙烯酸酯類隔離劑的隔離效果方法如下將長鏈丙烯酸酯類隔離劑涂覆在基材上，涂膜厚度為30 μ m，然后置于120°C烘箱中，干燥固化2min。本實(shí)施例制備的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的性能見表I。
實(shí)施例2(I)按以下重量百分比稱量原料去離子水50%、甲基丙烯酸月桂酷9. 8%、甲基丙烯酸十八烷基酯9. 8%、甲基丙烯酸甲酯8. 2%、丙烯酸丁酯8. 2%、苯こ烯5. 9%、丙烯酸5. 1%、十二烷基磺酸鈉1%、碳酸氫鈉1%、過硫酸鈉O. 3%、過硫酸銨O. 5%、過硫酸鉀O. 4% ；(2)在燒杯中加入去離子水、甲基丙烯酸月桂酷、甲基丙烯酸十八烷基酷、甲基丙烯酸甲酷、丙烯酸丁酷、苯こ烯、丙烯酸、十二烷基磺酸鈉、碳酸氫鈉，50°C條件下攪拌30min,制得預(yù)乳液A ；(3)將預(yù)乳液A置于超聲細(xì)胞粉碎機(jī)中，冰水浴條件下乳化5min，制得細(xì)乳液B;(4)將上述細(xì)乳液B倒入裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)馔?、溫度?jì)的四ロ燒瓶中，升溫至80°C后加入過硫酸鈉、過硫酸銨和過硫酸鉀，保溫反應(yīng)6h，得到長鏈丙烯酸酯類隔離齊 。測試本實(shí)施例制備的長鏈丙烯酸酯類隔離劑的隔離效果方法如下將長鏈丙烯酸酯類隔離劑涂覆在基材上，涂膜厚度為60 μ m，然后置于120°C烘箱中，干燥固化2min。實(shí)施例3 (I)按以下重量百分比稱量原料去離子水60%、甲基丙烯酸月桂酷11%、丙烯酸十八烷基酯12. 5%、丙烯酸丁酯8. 6%、苯こ烯5. 9%、丙烯酸I. 1%、十六烷基硫酸鈉O. 3%、碳酸氫鈉O. 3%、過硫酸銨O. 3% ；(2)在燒杯中加入，去離子水、甲基丙烯酸月桂酷、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸丁酷、苯こ烯、丙烯酸、十六烷基硫酸鈉、碳酸氫鈉，在45°C條件下攪拌35min，制得預(yù)乳液A ;(3)將預(yù)乳液A置于超聲細(xì)胞粉碎機(jī)中，冰水浴條件下乳化5min，制得細(xì)乳液B ；(4)將上述細(xì)乳液B倒入裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)馔贰囟扔?jì)的四ロ燒瓶中，升溫至85°C后加入過硫酸銨，保溫反應(yīng)7h，得到長鏈丙烯酸酯類隔離劑。測試本實(shí)施例制備的長鏈丙烯酸酯類隔離劑的隔離效果方法如下將長鏈丙烯酸酯類隔離劑涂覆在基材上，涂膜厚度為30 μ m，然后置于120°C烘箱中，干燥固化2min。本實(shí)施例制備的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的性能見表I。實(shí)施例4 (I)按以下重量百分比稱量原料去離子水60%、丙烯酸異冰片酯28. 55%、丙烯酸甲酷6. 1%、丙烯腈4. 9%、十二烷基磺酸鈉O. 15%、碳酸氫鈉O. 7%、過硫酸銨O. 7% ；(2)在燒杯中加入去離子水、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸甲酷、丙烯腈、十二烷基磺酸鈉、碳酸氫鈉，50°C條件下攪拌40min,制得預(yù)乳液A ；(3)將預(yù)乳液A置于超聲細(xì)胞粉碎機(jī)中，冰水浴條件下乳化5min，制得細(xì)乳液B ；
(4)將上述細(xì)乳液B倒入裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)馔?、溫度?jì)的四ロ燒瓶中，升溫至80°C后加入過硫酸銨，保溫反應(yīng)6h，得到長鏈丙烯酸酯類隔離劑。測試本實(shí)施例制備的長鏈丙烯酸酯類隔離劑的隔離效果方法如下將長鏈丙烯酸酯類隔離劑涂覆在基材上，涂膜厚度為30 μ m，然后置于120°C烘箱中，干燥固化2min。本實(shí)施例制備的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的性能見表I。實(shí)施例5 (I)按以下重量百分比稱量原料去離子水70%、甲基丙烯酸月桂酷6%、丙烯酸異冰片酯6%、丙烯酸甲酯11. 2%、丙烯腈5. 9%、十六烷基硫酸鈉O. 3%、碳酸氫鈉O. 3%、過硫酸鉀O. 3% ；(2)在燒杯中加入去離子水、甲基丙烯酸月桂酷、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸甲酷、丙烯腈、十六烷基硫酸鈉、碳酸氫鈉，50°C條件下攪拌35min，制得預(yù)乳液A ;(3)將預(yù)乳液A置于超聲細(xì)胞粉碎機(jī)中，冰水浴條件下乳化5min，制得細(xì)乳液B ；·(4)將上述細(xì)乳液B倒入裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)馔?、溫度?jì)的四ロ燒瓶中，升溫至80°C后加入過硫酸鉀，保溫反應(yīng)6h，得到長鏈丙烯酸酯類隔離劑。測試本實(shí)施例制備的長鏈丙烯酸酯類隔離劑的隔離效果方法如下將長鏈丙烯酸酯類隔離劑涂覆在基材上，涂膜厚度為60 μ m，然后置于120°C烘箱中，干燥固化2min。本實(shí)施例制備的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的性能見表I。實(shí)施例6 (I)按以下重量百分比稱量原料70%去離子水、11. 1%甲基丙烯酸月桂酷、8. 9%丙烯酸甲酷、5. 9%丙烯腈、I. 1%丙烯酸、1%十二烷基硫酸鈉、1%碳酸氫鈉、1%過硫酸銨；(2)在燒杯中加入去離子水、甲基丙烯酸月桂酷、丙烯酸甲酷、丙烯腈、丙烯酸、十二燒基硫酸鈉、碳酸氫鈉，50°C條件下攪拌30min,制得預(yù)乳液A ；(3)將預(yù)乳液A置于超聲細(xì)胞粉碎機(jī)中，冰水浴條件下乳化5min，制得細(xì)乳液B;(4)將上述細(xì)乳液B倒入裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)馔贰囟扔?jì)的四ロ燒瓶中，升溫至80°C后加入過硫酸銨，保溫反應(yīng)6h，得到長鏈丙烯酸酯類隔離劑。測試本實(shí)施例制備的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的隔離效果方法如下將長鏈丙烯酸酯類隔離劑涂覆在基材上，涂膜厚度為90 μ m，然后置于120°C烘箱中，干燥固化2min。本實(shí)施例制備的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的性能見表I。實(shí)施例7:(I)按以下重量百分比稱量原料去離子水70%、丙烯酸十八烷基酯11. 1%、丙烯酸甲酷8. 9%、丙烯腈5. 9%、丙烯酸I. 1%、十二烷基硫酸鈉1%、碳酸氫鈉1%、0. 3%過硫酸銨；(2)在燒杯中加入去離子水、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸甲酷、丙烯腈、丙烯酸、十二燒基硫酸鈉、碳酸氫鈉，50 °C條件下攪拌35min,制得預(yù)乳液A ；(2)將預(yù)乳液A置于超聲細(xì)胞粉碎機(jī)中，冰水浴條件下乳化5min，制得細(xì)乳液B;(3)將上述細(xì)乳液B倒入裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)馔贰囟扔?jì)的四ロ燒瓶中，升溫至80°C后加入過硫酸銨，保溫反應(yīng)6h，得到長鏈丙烯酸酯類隔離劑。測試本實(shí)施例制備的長鏈丙烯酸酯類隔離劑的隔離效果方法如下將長鏈丙烯酸酯類隔離劑涂覆在基材上，涂膜厚度為120 μ m，然后置于120°C烘箱中，干燥固化2min。本實(shí)施例制備的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的性能見表I。
表I所得長鏈烷基酯類隔離劑的各項(xiàng)性能參數(shù)

權(quán)利要求
1.ー種水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)按以下重量百分比稱量原料 單體29. 1% 47% ； 乳化剤O. 3% I. 0% ； 引發(fā)劑O. 3% I. 0% ； 緩沖劑O. 3% I. 0% ； 去尚子水50 70% ； 其中単體包括含有長鏈烷基単體和含有短鏈烷基単體，長鏈烷基単體與短鏈烷基単體的重量之比為O. 7 2. 6 ;所述含有長鏈烷基的単體為至少含有一個(gè)可聚合自由基的長鏈丙烯酸或甲基丙烯酸單體；所述含有短鏈烷基的単體為烷基鏈少于12的単體或単體混合物； (2)將單體、乳化剤、緩沖劑加入到去離子水中，在4(T50°C恒溫條件下預(yù)乳化.3(T40min,得到預(yù)乳液； (3)對(duì)步驟(2)得到的預(yù)乳液進(jìn)行超聲乳化，得到細(xì)乳液； (4)將步驟(3)得到的細(xì)乳液倒入反應(yīng)器中，并加入引發(fā)劑，在75 85°C下恒溫反應(yīng).6~7h得到水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的制備方法，其特征在于，所述含有長鏈烷基單體為甲基丙烯酸月桂酷、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十八烷基酯中的一種或者任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的制備方法，其特征在于，所述含有短鏈烷基的單體為甲基丙烯酸甲酷、丙烯酸丁酷、苯こ烯、丙烯腈、丙烯酸中的ー種或任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的制備方法，其特征在于，所述緩沖劑為碳酸氫鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的制備方法，其特征在于，所述弓I發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀的ー種或兩種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的制備方法，其特征在于，所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉或十六烷基硫酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑的制備方法，包括以下步驟(1)將單體、乳化劑、引發(fā)劑加入到去離子水中，在40~50℃恒溫條件下預(yù)乳化20~40min，得到預(yù)乳液；(2)對(duì)步驟(1)得到的預(yù)乳液進(jìn)行超聲乳化，得到細(xì)乳液；(3)將步驟(2)得到的細(xì)乳液倒入反應(yīng)器中，在75~85℃下恒溫反應(yīng)6~7h得到水性長鏈丙烯酸酯類隔離劑。本發(fā)明中，利用丙烯酸長鏈烷基酯自身極強(qiáng)的疏水性而具備助乳化劑的功能，不添加其他助乳化劑。本發(fā)明制得的水性隔離劑無硅、不易遷移，而且穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)化率高、隔離效果優(yōu)異。此外，本發(fā)明所述的水性隔離劑不僅原材料易得、制備工藝簡單，而且VOC排放量極低，具備環(huán)保優(yōu)勢。
文檔編號(hào)C08F212/08GK102675527SQ201210157228
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者涂偉萍, 王愛麗, 王 鋒, 胡劍青 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)