乳化剂对丙烯酸酯微乳液聚合过程的影响

第41卷第9期涂料工业Vol．41No．92011年9月PAINT＆COATINGSINDUSTRYSep．2011

乳化剂对丙烯酸酯微乳液聚合过程的影响

王玉标，刘国军，刘素花，于晓茹，罗茜（大连工业大学化工与材料学院，辽宁大连116034）

摘要：采用半连续单体滴加法合成了粒径约40nm分布均一的丙烯酸酯微乳液。考察了乳化剂的种类、配比、

用量及反应型乳化剂V－20S的引入对乳液及涂膜性能的影响，跟踪测试了乳液聚合过程中粒径的变化，探讨了聚合过程中不同阶段的粒径大小和分布变化。结果表明：以MS－1/SDS/OP－10为乳化剂且质量比为0.7∶0.2∶0.5所制备微乳液性能较好，反应型乳化剂V－20S用量为0.6%，乳化剂总用量为3%时，合成出的乳液粒径为43.1nm，乳液聚合稳定性好，涂膜附着力为1级，耐水时间超过500h。

关键词：丙烯酸酯；乳液聚合；微乳液；乳化剂；粒径

中图分类号：TQ630.4+3文献标识码：A文章编号：0253－4312（2011）09－0013－05

Effectof

ProcessofAcrylicMicroemulsion

WangYubiao，LiuGuojun，LiuSuhua，YuXiaoru，LuoXi

（SchoolofChemistryandMaterials，DalianPolytechnicUniversity，Dalian，Liaoning116034，China）

Abstract：Polyacrylatemicroemulsionwithparticlesizeabout40nmwassynthesizedbymonomerdrop-

pingsemi－continuousemulsionpolymerizationprocess．Theeffectsofemulsifiertype，emulsifierratioandfunctionalemulsifierV－20Sontheemulsionstability，particlesizeandfilmpropertieswereinvestigated．Thechangeofparticlsizeduringtheemulsionpolymerizationprocesswasexamined．TheresultsindicatedthatwhenMS－1/SDS/OP－10emulsifierratiowas0.7∶0.2∶0.5，theresultedmicroemulsionshowedgoodproperties．AsV－20S0.6%andtotalemulsifier3%，theparticlesizeoftheresultedmicroemulsionwas43.1nm．Thefilmshowedgoodstability，adhesion1level，andwaterresistanceover500h．

KeyWords：acrylate；emulsionpolymerization；microemulsion；emulsifier；particlesize

丙烯酸酯微乳液具有平均粒径小、润湿性优良、渗透能力密欧化学试剂开发中心：脂肪醇聚氧烯醚硫酸钠（AES）、正十强且稳定性高等性能。乳化剂是影响微乳液聚合的重要因素二烷基苯磺酸钠（SDBS）：工业级，广州双键化工；聚氧乙烯之一，乳化剂的种类、用量直接影响到聚合反应速率、乳胶粒（20）失水山梨醇单硬脂酸酯（吐温60）、烷基酚烯丙基聚醚硫粒径、乳液的耐电解质、聚合稳定性、黏度等性能［1］。丙烯酸酸盐（V－20S）：工业级，北京东方化工有限公司；十二烷基硫酯微乳液所形成的涂膜具有类似于玻璃的极好透明性，但存醇、过硫酸铵、亚硫酸氢钠和碳酸氢钠：分析纯，大连星岛精细在耐水性差等缺点，引入一定的反应型乳化剂可提高微乳液化工厂；去离子水：自制。

的涂膜耐水性［2］。1.2合成方法

本文研究了不同乳化剂种类、配比、用量以及引入功能乳

化剂对丙烯酸酯乳液及涂膜性能的影响，通过乳液聚合过程采用半连续单体滴加法，水浴温度60℃时先将部分乳化对乳胶粒粒径的变化进行动态跟踪，并探讨了聚合过程中不剂、缓冲剂加入到带有恒压滴液漏斗、温度计、搅拌器和冷凝同阶段的粒径分布和粒径增长率。管的反应釜中，加入去离子水，使其完全溶解。然后加入部分

混合单体，高速搅拌15min，再加入部分引发剂，水浴开始升

1实验部分温，形成明显蓝色乳液。80℃时，均匀滴加混合单体，补加引

发剂和剩余乳化剂的混合溶液，将其在4.5～5h内滴完，保温

1.1实验原料2h。然后降温出料。

甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸

（MAA）：2化学纯，北京东方化工有限公司；十二烷基硫酸钠测试表征

（SDS）、壬基酚聚氧乙烯（10）醚－2－磺酸基琥珀酸单酯二钠2.1粒径分析

盐（MS－1）、烷基酚聚氧乙烯醚（OP－10）：工业级，天津市科采用英国MALVERN仪器公司的激光粒度分析仪

13探索开发