一种提高单体转化率的丙烯酸酯类乳液制备方法及制备的丙烯酸酯类乳液

摘要

本发明公开了一种丙烯酸酯类乳液的制备方法。将丙烯酸酯类单体按配方比例在配料罐或釜中混合均匀形成单体混合物待用，在反应釜内打入规定量的去离子水和规定比例的乳化剂制成乳化液，并使反应釜内搅拌均匀的乳化液达到工艺要求的温度和压力，然后将已配制好的单体混合物加入反应釜内，调整搅拌转速为工艺要求转速，待反应釜内温度、压力条件达到引发剂加入条件时，加入引发剂开始引发反应制成丙烯酸酯类乳液。本发明方法能提高丙烯酸酯类乳液聚合单体转化率及减少空气中残余单体气味。

说明书

技术领域

本发明涉及高分子乳液聚合物技术领域，具体涉及丙烯酸酯类乳液聚合物及制备方法。

背景技术

高分子乳液聚合目前广泛应用在塑料，橡胶，涂料，合成纤维等许多工业化生产技术领域，是一种相当重要的化学生产加工技术。具体有塑料助剂中丙烯酸酯的乳液聚合，橡胶合成中丁苯橡胶，纺织印染助剂，建筑用内外墙涂料生产中的乳液聚合。 

现有的丙烯酸酯类乳液生产方法，大多采用搪瓷反应釜或不锈钢反应釜外冲氮气的常压聚合反应，此反应存在的主要问题是需要充氮气置换釜内多余空气以便促进反应的正常进行，但乳液聚合反应是一种慢引发，快增长的反应机理，有时间反应时间会很长，这样一来通过常压冲氮气的方式来控制反应， 不可避免的会产生浪费，常出现尚未反应的单体被带出釜外的情况，这样既浪费原料单体，很难提高收率，又会因单体被排出釜外而污染环境，是一种不环保，有不利提高收率的操作方法。 

发明内容

本发明需解决的技术问题在于提供一种成本低且能提高乳液聚合转化率和产品收率，又能达到更好的环保技术要求的丙烯酸酯类乳液制备方法。 

本发明采取的技术方案为： 

一种提高单体转化率的丙烯酸酯类乳液制备方法

（1）将丙烯酸酯类单体按配方比例在配料罐或釜中混合均匀形成单体混合物待用，

（2）在反应釜内打入规定量的去离子水和规定比例的乳化剂制成乳化液，并使反应釜内搅拌均匀的乳化液达到工艺要求的温度和压力，然后将已配制好的单体混合物加入反应釜内，调整搅拌转速为工艺要求转速，

(3)待反应釜内温度、压力条件达到引发剂加入条件时，加入引发剂开始引发反应制成丙烯酸酯类乳液。

上述技术方案中，步骤(1)所述的丙烯酸酯类单体是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯 、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯中的两种或多种的混合单体，步骤（2）中的乳化液所要达到工艺的温度条件是常温，压力条件为负压，压力范围-0.08MPa--0 MPa。 

  

所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，十二烷基磺酸钠，的一种和几种液体和固体的混合物； 所述的引发剂为过硫酸钾，过硫酸铵，过硫酸钠、氧化二异丙苯DCP和过氧化苯甲酰中的一种或两种。

     本发明相比现有技术具有以下显著效果： 

与现有技术相比，所生产的聚合物乳液转化率达到99-100%，而且聚合过程中基本不用氮气等保护气，既降低了生产成本有保护了环境，达到了清洁生产之要求，符合并属于国家鼓励化工生产有利于提高企业竞争力和提高其经济效益。

本发明丙烯酸酯类乳液制备方法的显著效果在于：（1）所述操作方法不改变现有生产工艺条件和设备，不需要其他投资，（2）所用原材料与现有工艺配方相同而且操作简便，利于职工身体健康，生产中可避免因氮气泄露等造成人员伤害。（2）提高了单体转化率，降低了生产成本。操作更简便。减少了空气污染，同时实现资源循环利用，利于环境保护。 

本发明公开的制备方法是一种能提高丙烯酸酯类乳液聚合单体转化率及减少空气中残余单体气味的方法工艺简洁，操作方便、生产的成品材料综合性能优异，此方法可用于塑料，橡胶，涂料，纺织印染等乳液聚合之生产操作领域。 

具体实施方式

本发明丙烯酸酯类乳液制备方法所采用的原料的比例按质量百分比含量计算包括有：丙烯酸酯类单体混合物40-50%，乳化剂0.8-2.0%，引发剂0.1-0.2％，余量为水。  

其中，乳化剂作为表面活性剂，与去离子水油溶性单体有很好的协调作用用做为表面活性剂可以很好地改善乳液聚合体系表面张力，调节剂，引发剂、抗氧剂等助剂可根据需求选择添加。

实施例1

按以下质量百分比组成进行配比：甲基丙烯酸甲酯78%，丙烯酸丁酯22%，十二烷基硫酸钠1.1%，调节剂0.1%，引发剂0.1%制备时，首先将上述物料加入到各自的配料釜和反应釜中，其中引发剂需要经稀释后在反应开始前加入，将甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯，调节剂等按工艺要求及配方比例在进入反应釜前与配料罐或釜中混合均匀待用，

（2）将反应釜内打入规定量的去离子水和规定要求的乳化剂，并使反应釜内搅拌均匀的乳化液达到规定要求的温度和压力（负压）然后将以配制好的原料单体混合料，依次加入该反应釜内，调整搅拌转速为工艺要求转速。待釜内物料温度，真空度达到引发条件时，按工艺加入规定引发剂，引发反应。反应温度控制为40-85度，反应过程中控制好撤温和反应时间，产品的特性粘度等工艺指标。

上述制得的丙烯酸酯类乳液聚合物的性能指标如下表所示： 

 表 1    技术指标要求

从上述表格数据中可以看出，利用本发明专利所述方法和配方比例制得的丙烯酸酯类聚合物都具有较好的性能。

实施例2

按以下质量百分比组成进行配比甲基丙烯酸甲酯83%，丙烯酸丁酯17%，十二烷基硫酸钠1,1%，调节剂0,0%，引发剂0.1%制备时，首先将上述物料加入到各自的配料釜和反应釜中，其中引发剂需要经稀释后在反应开始前加入，将甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯，调节剂等按工艺要求及配方比例在进入反应釜前与配料罐或釜中混合均匀待用，

（2）将反应釜内打入规定量的去离子水和规定要求的乳化剂，并使反应釜内搅拌均匀的乳化液达到规定要求的温度和压力（负压）然后将以配制好的原料单体混合料，依次加入该反应釜内，调整搅拌转速为工艺要求转速。待釜内物料温度，真空度达到引发条件时，按工艺加入规定引发剂，引发反应。反应温度为40-85度，反应过程中控制好撤温和反应时间，产品的特性粘度等工艺指标。

上述制得的丙烯酸酯类乳液聚合物性能如下表所示： 

 表 2   技术指标要求

实施例3

按以下质量百分比组成进行配比甲基丙烯酸甲酯88%，丙烯酸丁酯12%，十二烷基硫酸钠1,1%，调节剂0,0%，引发剂0.01-0.05%制备时，首先将上述物料加入到各自的配料釜和反应釜中，其中引发剂需要经稀释后在反应开始前加入，将甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯，调节剂等按工艺要求及配方比例在进入反应釜前与配料罐或釜中混合均匀待用，

（2）将反应釜内打入规定量的去离子水和规定要求的乳化剂，并使反应釜内搅拌均匀的乳化液达到规定要求的温度和压力（负压）然后将以配制好的原料单体混合料，依次加入该反应釜内，调整搅拌转速为工艺要求转速。(3)待釜内物料温度，真空度达到引发条件时，按工艺加入规定引发剂，引发反应。反应温度为40-85度，反应过程中控制好撤温和反应时间，产品的特性粘度等工艺指标。

上述制得的丙烯酸酯类乳液聚合物性能如下表所示： 

表 3  技术指标要求

实施例4

按以下质量百分比组成进行配比甲基丙烯酸甲酯88%，丙烯酸丁酯12%，十二烷基硫酸钠1,1%，调节剂0,0%，引发剂0.01-0.05%制备时，首先将上述物料加入到各自的配料釜和反应釜中，其中引发剂需要经稀释后在反应开始前加入，将甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯，调节剂等按工艺要求及配方比例在进入反应釜前与配料罐或釜中混合均匀待用，

（2）将反应釜内打入规定量的去离子水和规定要求的乳化剂，并使反应釜内搅拌均匀的乳化液达到规定要求的温度和压力（负压）然后将以配制好的原料单体混合料，依次加入该反应釜内，调整搅拌转速为工艺要求转速。反应温度为40-85度，反应过程中控制好撤温和反应时间，产品的特性粘度等工艺指标。上述制得的丙烯酸酯类乳液聚合物性能如下表所示：

表 4  技术指标要求

上述仅为本发明优选实施例，这些实施例仅仅用于解释本发明而不能理解为对本发明的限制，在不背离本发明权利要求中所请求保护的范围的情况下，可以对上述实施方案进行各种改进和变化。