專利名稱：一種高固含量醋酸乙烯-乙烯共聚乳液及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(以下簡稱VAE乳液)，特別涉及一種高固含量VAE乳液及其合成方法。
背景技術(shù)：
普通乳液聚合反應所得球形粒子乳液，在理論上固含量最高為74%。一般情況下當固含量超過50%時，粘度會急劇上升。這是因為在同等體積下，隨著乳液粒子數(shù)目的增加，其相互距離更近，相互作用也更強，在宏觀上表現(xiàn)為粘度快速上升，采用普通乳液聚合技術(shù)，是很難獲得高固低粘乳液的。當今高固低粘乳液制造理論主要有兩種一是增大乳液粒子直徑，減少粒子數(shù)目；二是加寬乳液粒子粒度分布，有效利用乳液空間。為實現(xiàn)加寬聚合乳液粒子粒度分布，現(xiàn)在許多制備方法都是采用二次造粒的方法，即在工藝上使用兩次聚合，讓乳膠粒子有不同的生長時間，來控制粒度分布。但這種方法采用的是連續(xù)乳液聚合工藝，它對設(shè)備要求復雜，生產(chǎn)批時較長(據(jù)美國和歐洲專利介紹，需要8-10小時)，生產(chǎn)的VAE乳液貯存時間短、不利于對光潔度要求較高的包裝行業(yè)中的應用。本發(fā)明選擇了增大乳液粒子直徑，減少粒子數(shù)目作為理論基礎(chǔ)，但在本發(fā)明的研發(fā)過程中曾一度出現(xiàn)乳液分層速度較快的現(xiàn)象，本發(fā)明人通過大量基礎(chǔ)研究、投入了大量人力、物力查明了其分層的原因體系中所選擇的保護膠體間的不相容性是乳液分層的主要原因之一，因此發(fā)明人根據(jù)以上理論基礎(chǔ)開展系列研發(fā)工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高固含量醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，本發(fā)明乳液固含量高、同時粘度也低，適用于高速卷煙膠、高速機械包裝膠等領(lǐng)域。本發(fā)明的另一目的在于提供上述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的合成方法。本發(fā)明的目的按如下方案實現(xiàn)的，其中所述原料份數(shù)除特別說明外，均為重量份數(shù)。一種高固含量醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，它是包括醋酸乙烯和乙烯單體、乳化劑、 保護膠體和引發(fā)劑為原料制得的，所述乳化劑為非離子乳化劑；所述引發(fā)劑為過氧化氫和甲醛合次硫酸鋅或甲醛合次硫酸鈉。上述非離子乳化劑為辛基酚聚氧乙烯醚，優(yōu)選為X-100或Tr-IOO ；X-100、Tr-IOO
均為市售產(chǎn)品。上述保護膠體為羥乙基纖維素和聚乙烯醇。上述聚乙烯醇優(yōu)選為聚合度為500-2000、醇解度為75-99%的一種或多種任意組合的聚乙烯醇。上述過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為2. 0-2. 5%。上述各原料的用量優(yōu)選為乳化劑為0. 2份、保護膠體0. 2份、單體為4. 8-5. 2份、引發(fā)劑為0. 59-0. 65份、去離子水為3. 8-4. 2份；其中保護膠體中的羥乙基纖維素與聚乙烯醇的重量份比為1 1 ；單體中醋酸乙烯與乙烯的重量份比為4 1;引發(fā)劑中過氧化氫與甲醛合次硫酸鋅或甲醛合次硫酸鈉的重量份比為9 1。具體地說，一種高固含量醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，它是以由如下原料制得乳化劑0. 2份，保護膠體0. 2份羥乙基纖維素為0. 1份，聚乙烯醇0. 1份；單體5. 0份醋酸乙烯4份，乙烯單體1份；引發(fā)劑0. 6份過氧化氫0. 54份，甲醛合次硫酸鋅或甲醛合次硫酸鈉0. 06份；去離子水4.0份。上述高固含量醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的制備方法，包括以下步驟進行1、乳化體系的配制將上述甲醛合次硫酸鋅、上述乳化劑、保護膠體與去離子水混合配成溶液；2、加料反應將上述配制好的乳化體系加入到反應釜中，控制溫度為60-80°C ； — 次性加入醋酸乙烯單體總重量60%的醋酸乙烯單體，然后開始連續(xù)滴加剩余醋酸乙烯單體，同時通入乙烯單體、控制壓力在6Mpa以下，然后連續(xù)滴加過氧化氫，切斷乙烯升溫，控制溫度為78-85°C、壓力5. 5 6. 5MPa，反應時間1. 5 2. 5小時進行聚合反應。具體地說，上述高固含量醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的制備方法，按以下步驟進行1、乳化體系的配制將上述甲醛合次硫酸鋅配成質(zhì)量濃度為0. 75%的水溶液加入到表面活性劑槽中，與質(zhì)量濃度為9-10%的乳化劑水溶液混合；2、加料反應將上述配制好的乳化體系從表面活性劑槽中加入到反應爸，控制溫度為60°C ；加入醋酸乙烯單體總重量60%的醋酸乙烯單體，然后開始連續(xù)滴加剩余醋酸乙烯單體，同時通入乙烯單體、控制壓力為4-6Mpa，然后連續(xù)滴加過氧化氫，切斷乙烯升溫，控制溫度為78-85°C、壓力5. 5 6. 5MPa,反應時間1. 5 2. 5小時進行聚合反應，然后脫泡、 過濾、冷卻。本發(fā)明的有益效果如下1.本發(fā)明醋酸乙烯-乙烯共聚乳液固含量在60 65%，粘度可達500 1500mpa. s，貯存時間長?？捎糜谲囁俅笥?000支/分鐘的高速卷煙膠，制盒、紙袋粘接等用高速機械包裝膠，高級音箱喇叭粘接膠，要求快干的織物涂層，以及屋面防水等應用領(lǐng)域。2.本發(fā)明VAE乳液的合成方法中選擇了兩種不相容的原料作為乳液聚合的保護膠體，配合特定的乳化劑，利用它們在聚合過程中各自形成乳膠粒，且形成的粒子粒徑不同，通過控制保護膠體不同組分的質(zhì)量比例，來控制大小粒子數(shù)量比例，實現(xiàn)了高固低粘乳液聚合的技術(shù)要求。3.本發(fā)明VAE乳液的合成方法反應效率高、操作簡便、利于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明進行具體描述，在此指出以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。實施例1一種高固含量醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的合成方法
乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚X-100 0. 2份；保戶膠體羥乙基纖維素為0. 1份，PVA-0588和PVA-1788 0. 1份；單體醋酸乙烯4份，乙烯單體1份；引發(fā)劑過氧化氫(質(zhì)量濃度2. 5% )0. 54份，甲醛合次硫酸鋅0. 06份；去離子水4. 0份。a.乳化體系的配制將上述甲醛合次硫酸鋅配成質(zhì)量濃度為0. 75%的水溶液，將上述乳化劑、保護膠體與去離子水混合配成質(zhì)量濃度為9%的水溶液，混合均勻；b.加料反應將上述配制好的乳化體系加入到反應釜中，控制溫度為70°C ；—次性加入醋酸乙烯單體總重量60%的醋酸乙烯單體，然后開始連續(xù)滴加剩余醋酸乙烯單體， 同時通入乙烯單體、控制壓力在5Mpa，然后連續(xù)滴加過氧化氫，切斷乙烯升溫，控制溫度為 80°C、壓力6. OMPa，反應時間2. 0小時進行聚合反應，產(chǎn)物通過冷卻、泄料、過濾、再冷卻至常溫，得到粘度在200 500mpa. s、固含量在63%、且乳液穩(wěn)定性好、貯存時間長的VAE乳液。實施例2一種高固含量醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的合成方法乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚Tr-IOO 0. 2份；保戶膠體羥乙基纖維素為0. 1份，PVA-0588 0. 1份；單體醋酸乙烯3. 8份，乙烯單體1. 0份；引發(fā)劑過氧化氫(質(zhì)量濃度2. 0% )0. 57份，甲醛合次硫酸鈉0. 08份；去離子水4· 2份。a.乳化體系的配制將上述甲醛合次硫酸鈉配成質(zhì)量濃度為0. 65%的水溶液，將上述乳化劑、保護膠體與去離子水混合配成質(zhì)量濃度為10%的水溶液，混合均勻；b.加料反應將上述配制好的乳化體系加入到反應釜中，控制溫度為80°C ；—次性加入醋酸乙烯單體總重量60%的醋酸乙烯單體，然后開始連續(xù)滴加剩余醋酸乙烯單體， 同時通入乙烯單體、控制壓力在4Mpa，然后連續(xù)滴加過氧化氫，切斷乙烯升溫，控制溫度為 85°C、壓力6. 5MPa，反應時間2. 5小時進行聚合反應，產(chǎn)物通過冷卻、泄料、過濾、再冷卻至常溫，得到粘度在300 600mpa. s、固含量在61 %的VAE乳液。實施例3-8 按以下組分及用量和工藝參數(shù)進行，其它均與實施例1相同。制得的 VAE乳液固含量均在60% 65%、粘度200 2000mpa. s，且貯存時間長。
權(quán)利要求
1.一種高固含量醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，它是包括醋酸乙烯和乙烯單體、乳化劑、保護膠體和引發(fā)劑為原料制得的，所述乳化劑為非離子乳化劑；所述引發(fā)劑為過氧化氫和甲醛合次硫酸鋅或甲醛合次硫酸鈉。
2.如權(quán)利要求1所述的乳液，其特征在于所述非離子乳化劑為辛基酚聚氧乙烯醚。
3.如權(quán)利要求1或2所述的乳液，其特征在于所述保護膠體為羥乙基纖維素和聚乙烯醇。
4.如權(quán)利要求3所述的乳液，其特征在于所述聚乙烯醇為聚合度為500-2000、醇解度為75-99%的一種或多種任意組合的聚乙烯醇。
5.如權(quán)利要求1或2所述的乳液，其特征在于所述過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為 2. 0-2. 5%。
6.如權(quán)利要求4所述的乳液，其特征在于所述過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為 2. 0-2. 5%。
7.如權(quán)利要求6所述的乳液，其特征在于所述各原料的用量為乳化劑為0.2份、保護膠體0. 2份、單體為4. 8-5. 2份、引發(fā)劑為0. 59-0. 65份、去離子水為3. 8-4. 2份；其中保護膠體中的羥乙基纖維素與聚乙烯醇的重量份比為1 1 ；單體中醋酸乙烯與乙烯的重量份比為4 1 ；引發(fā)劑中過氧化氫與甲醛合次硫酸鋅或甲醛合次硫酸鈉的重量份比為9 1。
8.如權(quán)利要求1或2所述的乳液，其特征在于它是以由如下原料制得乳化劑0. 2份，保護膠體0. 2份羥乙基纖維素為0. 1份，聚乙烯醇0. 1份；單體5. 0份醋酸乙烯4份，乙烯單體1份；引發(fā)劑0. 6份過氧化氫0. 54份，甲醛合次硫酸鋅或甲醛合次硫酸鈉0. 06份；去離子水4.0份。
9.如權(quán)利要求1-8任一項所述乳液的合成方法，包括以下步驟進行a.乳化體系的配制將所述甲醛合次硫酸鋅、所述乳化劑、保護膠體與去離子水混合配成溶液；b.加料反應將所述配制好的乳化體系加入到反應釜中，控制溫度為60-80°C；—次性加入醋酸乙烯單體總重量60%的醋酸乙烯單體，然后開始連續(xù)滴加剩余醋酸乙烯單體，同時通入乙烯單體、控制壓力在6Mpa以下，然后連續(xù)滴加過氧化氫，切斷乙烯升溫，控制溫度為78-85°C、壓力5. 5 6. 5MPa，反應時間1. 5 2. 5小時進行聚合反應。
10.如權(quán)利要求9所述的合成方法，按以下步驟進行a.乳化體系的配制將所述甲醛合次硫酸鋅配成質(zhì)量濃度為0.75%的水溶液加入到表面活性劑槽中，與質(zhì)量濃度為9-10%的乳化劑和保護膠體水溶液混合；b.加料反應將所述配制好的乳化體系從表面活性劑槽中加入到反應釜，控制溫度為 600C ；加入醋酸乙烯單體總重量60%的醋酸乙烯單體，然后開始連續(xù)滴加剩余醋酸乙烯單體，同時通入乙烯單體、控制壓力為4-6Mpa，然后連續(xù)滴加過氧化氫，切斷乙烯升溫，控制溫度為78-85°C、壓力5. 5 6. 5MPa,反應時間1. 5 2. 5小時進行聚合反應，然后脫泡、過濾、 冷卻。
全文摘要
一種高固含量醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，它是包括醋酸乙烯和乙烯單體、乳化劑、保護膠體和引發(fā)劑為原料制得的，所述乳化劑為非離子乳化劑；所述引發(fā)劑為過氧化氫和甲醛合次硫酸鋅或甲醛合次硫酸鈉。本發(fā)明醋酸乙烯-乙烯共聚乳液固含量在60～65％，粘度可達500～1500mpa.s，貯存時間長，可用于車速大于8000支/分鐘的高速卷煙膠，制盒、紙袋粘接等用高速機械包裝膠，高級音箱喇叭粘接膠，要求快干的織物涂層，以及屋面防水等應用領(lǐng)域；本發(fā)明VAE乳液的合成方法反應效率高、操作簡便、利于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08F210/02GK102372814SQ20101026012
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者劉紅衛(wèi), 葉勇, 吳輝江, 曹勇, 游江陵, 董澤明, 謝衛(wèi)東 申請人:中國石化集團四川維尼綸廠, 中國石油化工集團公司