專利名稱：無(wú)紡布粘合劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子聚合物領(lǐng)域，具體地說是一種無(wú)紡布粘合劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的無(wú)紡布粘合劑主要有以下三種類型 一是醋丙乳液(即 醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)，二是苯丙乳液(苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)， 三是純丙乳液(全部為丙烯酸酯共聚乳液)。由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的丙烯酸酯價(jià)格 昂貴，每噸價(jià)格比醋酸乙烯高300元左右，目前國(guó)內(nèi)每年約有l(wèi)萬(wàn)噸丙烯酸酯 用于無(wú)紡布粘合劑的制備，如果全部用醋酸乙烯取代，每年可節(jié)約成本300萬(wàn) 元。由于笨乙烯對(duì)醋酸乙烯有阻聚作用，且醋酸乙烯和苯乙烯竟聚率的差距 較大，兩者很難共聚。近年來，國(guó)內(nèi)對(duì)醋酸乙烯與苯丙乳液(簡(jiǎn)稱醋苯丙乳 液)的聚合技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，公開號(hào)為CN1737022A的中國(guó)專利申請(qǐng)公 開說明書公開了一種醋苯丙乳液的制備方法，采用定位聚合技術(shù)，利用互穿 網(wǎng)絡(luò)，使苯乙烯和醋酸乙烯的分子量互相穿插，形成穩(wěn)定牢固的分子鏈，工 藝相對(duì)復(fù)雜，丙烯酸酯的用量較大，成本仍偏高；公開號(hào)為CN1513889的中國(guó) 專利公開了一種高彈性醋苯丙無(wú)^乳液的制備方法，由丙烯酸酯、醋酸乙烯、 苯乙烯類、丙烯腈單體與改性成分丙烯酸類、丙烯酰胺類等水溶性單體在引 發(fā)劑和pH緩沖劑存在下，在水介質(zhì)中聚合成所需的乳液，其主要用于制備建 筑涂料、建筑密封膠等環(huán)保涂裝材料，但產(chǎn)品仍以丙烯酸酯為主要成分，成 本較高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種 低成本、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好、粘接力強(qiáng)的醋苯丙乳液類無(wú)紡布粘合劑，將大量醋 酸乙烯加入苯丙乳液中，在保持粘合劑性能不變的情況下，以降低產(chǎn)品的生 產(chǎn)成本。為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案無(wú)紡布粘合劑，其特征在于以苯乙烯、 丙烯酸酯、功能單體和醋酸乙烯為原料，在引發(fā)劑、調(diào)節(jié)劑、緩沖劑及乳化 劑作用下，采用核-殼乳液聚合方法制備而成，原料用量按重量單位計(jì)，其組 成為苯乙烯16~30，丙烯酸酯8~12，功能單體1~2,醋酸乙烯50~70, 上述單體用量視為100份；調(diào)節(jié)劑為硫醇類化合物，其用量為O. 1~0. 3份，緩 沖劑用量為O. 30 - 0. 50份，乳化劑用量為4. 0~7. 0^P分，引發(fā)劑為過硫酸鉀或 過硫酸銨，其用量為O. 40 - 0. 80份，去離子水用量為220 270份。所述的無(wú)紡布粘合劑，乳化劑為下述化合物中的一種或任意組合陰離 子乳化劑，脂肪醇聚氧乙烯醚類、脂肪酸聚氧乙烯醚類、多元醇類非離子表 面活性劑，乳化劑優(yōu)選為陰離子乳化劑與非離子表面活性劑的混合物。所述 的陰離子乳化劑為十二烷基^f黃酸鈉、十二烷基硫酸鈉或琥珀酸二己酯磺酸 鈉，所述的非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-9、吐溫-85、平平加 0-10、平平加0-25、異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚1310、脂肪酸聚氧乙烯酯SG-IO。所述的無(wú)紡布粘合劑，功能單體為下述單體中的一種或任意組合曱基 丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、羥曱基丙烯酰胺、曱基丙烯酸羥丙 酯、丙烯酸輕丙酯、曱基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯。所述的無(wú)紡布粘合劑，丙烯酸酯為下述單體中的一種或任意組合丙烯 酸曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸d5i丁酯、丙烯酸 辛酯、丙烯酸異辛酯。所述的無(wú)紡布粘合劑，調(diào)節(jié)劑為正十二硫醇、醋酸正十二烷基硫醇酯、丁二酸單-正十二烷基^5危醇酯或乙二酸二-正十二烷基>5克醇酯。所述的無(wú)紡布粘合劑，緩沖劑為水溶性磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽、碳酸氫 鹽或碳酸鹽。本發(fā)明的另一目的在于提供了上述無(wú)紡布粘合劑的制備方法，其步驟如下將乳化劑、去離子水和緩沖劑的混合物攪拌均勻，加入苯乙烯、60-80% 的丙烯酸酯、功能單體和調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻，加入引發(fā)劑，通氮?dú)猓卦?80土5。C之間3~5小時(shí)，然后升溫至90土2。C,加入剩余的丙烯酸酯，與殘留 的苯乙烯繼續(xù)反應(yīng)；將上述得到的苯丙乳液降溫至65~70°C,加入引發(fā)劑， 然后滴加醋酸乙烯，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)1-2小時(shí)，之后降溫，出料。本發(fā)明的機(jī)理在于反應(yīng)中加入大量的乳化劑，現(xiàn)有乳液聚合技術(shù)中乳化 劑用量為單體用量的10%左右，而本發(fā)明苯丙乳液制備過程中，乳化劑用量 為單體用量的20%左右，反應(yīng)初期乳膠粒數(shù)目多，最終生成的乳膠粒粒徑小 于300nm;加入微量調(diào)節(jié)劑，可以與正在增長(zhǎng)的大分子自由基進(jìn)行反應(yīng)，將活 性鏈終止，起到降低分子量的作用，易于生成小粒徑的乳膠粒。反應(yīng)中加入 的引發(fā)劑為現(xiàn)有普通乳液聚合的2倍左右，以及在反應(yīng)后期升溫都可以加快反 應(yīng)速度，在反應(yīng)后期加入少量丙烯酸酯與殘留的苯乙烯繼續(xù)反應(yīng)，可以提高 苯乙烯的轉(zhuǎn)化率，苯乙烯轉(zhuǎn)化率在99. 8%以上。然后在上述得到的苯丙乳液中滴加醋酸乙烯單體進(jìn)行核殼乳液聚合反應(yīng)。 現(xiàn)有乳液聚合粒徑都在1000nm以上，而本發(fā)明的苯丙乳膠粒徑低于300nm，單 位體積內(nèi)乳膠粒數(shù)目明顯多余常規(guī)乳液聚合，這樣增加了乳膠粒與醋酸乙烯 單體的碰撞機(jī)會(huì)，減少了二次成核現(xiàn)象的產(chǎn)生，醋酸乙烯單體絕大部分在苯 丙乳膠粒上進(jìn)行聚合，而不是自聚，制備得到的乳液穩(wěn)定性好，室溫放置一 年不會(huì)分層。本發(fā)明將大量醋酸乙烯引入苯丙乳液中制備醋苯丙乳液類無(wú)紡布粘合 劑，而保持粘合劑性能不變，具有以下有益效果粘合劑乳液的成本低于市場(chǎng)同類產(chǎn)品，粘合力強(qiáng)，可用浸軋法生產(chǎn)滌綸無(wú)紡布，無(wú)紡布的經(jīng)向斷裂強(qiáng)力在320N以上，煒向斷裂強(qiáng)力在275N以上。本發(fā)明所述的制備方法使苯丙 乳膠粒徑低于300nm，醋酸乙烯單體絕大部分在苯丙乳膠粒上進(jìn)行聚合，得到 的乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，放置一年后不分層；苯乙烯的轉(zhuǎn)化率高，99.8%以上。 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1在1000ml四口燒瓶中依次加入1 0克AEO-9， 1 0克十二烷基硫酸鈉， 240克去離子水，0. 46克碳酸氫鈉，攪拌溶解，加入28. 4克苯乙烯，8. 0克 丙烯酸乙酯，1.6克丙烯酸，0. 15克正十二碌b醇，高速攪拌成白色乳液，加 入O. 4克過硫酸鉀，攪拌溶解，通氮?dú)?0分鐘，升溫至75。C，保溫在8(TC4 小時(shí)，然后升溫到9(TC，加入2. O克丙烯酸乙酯，繼續(xù)反應(yīng)1小時(shí)，制得半 透明狀苯丙乳液。將反應(yīng)產(chǎn)物降溫至68°C，加入O. 24克過硫酸鉀，滴加60 克醋酸乙烯單體，滴加時(shí)間控制在3. 5~4. O小時(shí)，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)1小 時(shí)。用浸軋法生產(chǎn)的無(wú)紡布徑向斷裂強(qiáng)力為332N,緯向斷裂強(qiáng)力為290N。實(shí)施例2在1000ml四口燒瓶中依次加入1. 4克十二烷基苯磺酸鈉，3. 8克異構(gòu)十 三醇聚氧乙烯醚1310, 250克去離子水，0.44克碳酸氫鈉，攪拌溶解，加入 26. 4克苯乙烯，6. O克丙烯酸丁酯，1. 6克羥曱基丙烯酰胺，0. IO克正十二 硫醇，充分?jǐn)嚢璩砂咨橐?，加入O. 4克過硫酸銨，攪拌溶解，通氮?dú)?0分 鐘，升溫到75。C，在80。C下保溫4小時(shí)，升溫至90。C,加入2. O克丙烯酸乙 酯，繼續(xù)反應(yīng)1.5小時(shí)，制得半透明苯丙乳液。將反應(yīng)產(chǎn)物降溫至68°C,加 入0. 2克引發(fā)劑過石克酸銨，在3. 0~ 3. 5小時(shí)內(nèi)滴加完64克醋酸乙烯，滴加 完畢后繼續(xù)反應(yīng)1.5小時(shí)。用浸軋法生產(chǎn)的無(wú)紡布徑向斷裂強(qiáng)力為342N，緯向斷裂強(qiáng)力為296N。 實(shí)施例3將1.4克十二烷基苯磺酸鈉，11.6克45%含量的琥珀酸二己酯磺酸鈉， 230克去離子水，0. 32克碳酸鈉加入1000ml四口燒瓶?jī)?nèi)，攪拌溶解，加入26. 8 克苯乙烯，7克丙烯酸甲酯，1.8克丙烯酸羥乙酯，0. 20克醋酸正十二烷基石克 醇酯，充分?jǐn)嚢璧冒咨橐?，加?.36克過^f克酸鉀，攪拌溶解，通氮?dú)?0 分鐘，升溫到80。C,保溫3. 5小時(shí)，升溫至90。C，加入2.4克丙烯酸乙酯， 保溫反應(yīng)1. 5小時(shí)，制得半透明苯丙乳液。將反應(yīng)產(chǎn)物降溫至68°C，加入0. 24 克過硫酸鉀，在3. 0-3. 5小時(shí)內(nèi)滴完62克醋酸乙烯酯，滴完后繼續(xù)反應(yīng)2.0 小時(shí)。用浸軋法生產(chǎn)無(wú)紡布，成品布徑向斷裂強(qiáng)力為325N,綿向斷裂強(qiáng)力為 282N。實(shí)施例4將8. 0克45%含量的琥珀酸二己酯磺酸鈉，2. 0克異構(gòu)十三醇聚氧乙烯 醚1310, 260克去離子水，0. 50克碳酸氫鈉加入1000ml四口燒瓶?jī)?nèi)，攪拌溶 解，加入24. 8克苯乙烯，8. O克丙烯酸異丁酯，1. 2克丙烯酸縮水甘油酯， 0. 20克醋酸正十二烷基^ii醇酯，充分?jǐn)嚢璩砂咨橐?，加?. 40克過石克酸鉀， 攪拌溶解，通氮?dú)?0分鐘，升溫到80。C,保溫3. O小時(shí)，升溫至9(TC,加 入2. 0克丙烯酸異丁酯，保溫反應(yīng)l.O小時(shí)，制得半透明苯丙乳液。反應(yīng)產(chǎn) 物降溫至68°C，加入0. 26克過硫酸鉀，在3. 0- 3. 5小時(shí)內(nèi)滴完64克醋酸乙 烯，滴完后繼續(xù)反應(yīng)1.0小時(shí)。用浸軋法生產(chǎn)無(wú)紡布，成品徑向斷裂強(qiáng)力為 320N,煒向斷裂強(qiáng)力280N。實(shí)施例5在1000ml四口燒^f瓦中依次加入3. 4克十二烷基碌u酸鈉，3. 6克平平加0 -IO， 250克去離子水，0.40克磷酸二氫鈉，攪拌溶解，加入18克苯乙烯，8. 0克丙烯酸異辛酯，1. 2克丙烯酸羥丙酯，加入0. 10克正十二^f克醇，充分 攪拌成白色乳液，加入O. 44克過硫酸鉀，攪拌溶解，通氮?dú)?0分鐘，升溫 至8(TC，保溫反應(yīng)4小時(shí)，升溫到90。C,補(bǔ)加丙烯酸異辛酯2. 8克，繼續(xù)反 應(yīng)2. O小時(shí)，制得半透明苯丙乳液。反應(yīng)產(chǎn)物降溫至68。C，加入O. 30克過硫 酸鉀，在3. 5-4. 0小時(shí)內(nèi)滴完70克醋酸乙烯，滴完后繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，降 溫，出料。用浸軋法生產(chǎn)無(wú)紡布，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力336N，煒向斷裂強(qiáng)力291N。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì) 對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明的保護(hù) 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、無(wú)紡布粘合劑，其特征在于以苯乙烯、丙烯酸酯、功能單體和醋酸乙烯為原料，在引發(fā)劑、調(diào)節(jié)劑、緩沖劑及乳化劑作用下，采用核-殼乳液聚合方法制備而成，原料用量按重量單位計(jì)，其組成為苯乙烯16～30，丙烯酸酯8～12，功能單體1～2，醋酸乙烯50～70，上述單體用量視為100份；調(diào)節(jié)劑為硫醇類化合物，其用量為0.1～0.3份，緩沖劑用量為0.30～0.50份，乳化劑用量為4.0～7.0份，引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨，其用量為0.40～0.80份，去離子水用量為220～270份。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無(wú)紡布粘合劑，其特征在于所述的乳化劑為下 述化合物中的一種或任意組合陰離子乳化劑，脂肪醇聚氧乙烯醚類、脂肪 酸聚氧乙烯醚類、多元醇類非離子表面活性劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)紡布粘合劑，其特征在于所述的乳化劑為陰 離子乳化劑與非離子表面活性劑的混合物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)紡布粘合劑，其特征在于所述的陰離子乳化 劑為十二烷基笨璜酸鈉、十二烷基硫酸鈉或琥珀酸二己酯》黃酸鈉，所述的非 離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、吐溫-85、平平加O-IO、平平加 0-25、異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚1310、脂肪酸聚氧乙烯酯SG-IO。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無(wú)紡布粘合劑，其特征在于所述的功能單體為 下述單體中的一種或任意組合曱基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、羥曱基丙烯酰胺、曱基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、曱基丙烯酸、丙烯酸、 丙烯酸羥乙酯。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無(wú)紡布粘合劑，其特征在于所述的丙烯酸酯為下述單體中的一種或任意組合丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙 烯酸異丁酯、丙烯酸^i丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸異辛酯。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無(wú)紡布粘合劑，其特征在于所述的調(diào)節(jié)劑為正 十二硫醇、醋酸正十二烷基硫醇酯、丁二酸單-正十二烷基硫醇酯或乙二酸二-正十二烷基硫醇酯。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)紡布粘合劑，其特征在于所述的緩沖劑為水溶性磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽、碳酸氫鹽或碳酸鹽。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l-8任一項(xiàng)所述的無(wú)紡布粘合劑的制備方法，其特征在 于在去離子水介質(zhì)中，先將乳化劑、苯乙烯、丙烯酸酯和功能單體進(jìn)行乳化， 然后在引發(fā)劑、調(diào)節(jié)劑和緩沖劑的存在下，合成得到苯丙半透明乳液，以此 苯丙乳液為核，滴加醋酸乙烯，最后合成得到以苯丙乳液為核、醋酸乙烯為 殼的核-殼乳液。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)紡布粘合劑的制備方法，其特征在于具體步 驟如下將乳化劑、去離子水和緩沖劑的混合物攪拌均勻，加入苯乙烯、60-80% 的丙烯酸酯、功能單體和調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻，加入引發(fā)劑，通氮?dú)?，保溫?80土5。C之間3 5小時(shí)，然后升溫至90士2。C，加入剩余的丙烯酸酯，與殘留 的苯乙烯繼續(xù)反應(yīng)；將上述得到的苯丙乳液降溫至65 70。C,加入引發(fā)劑， 然后滴加醋酸乙烯，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)l-2小時(shí)，之后降溫，出料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無(wú)紡布粘合劑及其制備方法?，F(xiàn)有醋苯丙乳液粘合劑以丙烯酸酯為主要成分，成本較高。無(wú)紡布粘合劑，本發(fā)明所述的無(wú)紡布粘合劑以苯乙烯、丙烯酸酯、功能單體和醋酸乙烯為原料，在引發(fā)劑、調(diào)節(jié)劑、緩沖劑及乳化劑作用下，采用核-殼乳液聚合方法制備得到。本發(fā)明的粘合劑成本低于市場(chǎng)同類產(chǎn)品，粘合力強(qiáng)；儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，放置一年后不分層；苯乙烯的轉(zhuǎn)化率高。
文檔編號(hào)D04H3/08GK101280163SQ20071007095
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者傅幼林, 吳建華, 王勝鵬, 相東旭, 梅 趙 申請(qǐng)人:浙江傳化股份有限公司