[发明专利]一种基于脒类化合物制备可逆凝聚与再分散胶乳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可逆凝聚与再分散胶乳的制备方法，尤其涉及一种将含脒基化合物作为共聚单体或反应型乳化剂、链转移剂、引发剂等助剂，通过乳液聚合制备可逆凝聚与再分散的聚合物胶乳的方法。

背景技术

合成胶乳是聚合物产品的重要组成部分，被广泛应用于纸张、纺织品、涂料、胶粘剂、密封胶等工业领域，每年全球胶乳生产量数以千万吨计。随着现代科学和技术的发展，胶乳在生物医学、先进材料、信息等新领域也逐渐得到了应用，前景广阔。合成胶乳是通过单体在水中经表面活性剂（乳化剂）作用分散成乳液的聚合反应得到的产物，其中水占胶乳体积的45-60%，即使少量高固体含量的胶乳，也含水约26-40%，大量水的存在无疑增加胶乳的运输和储存成本、延长胶乳干燥时间。合成胶乳的稳定性非常重要，它直接影响到胶乳的制备及使用，同时影响胶乳的凝聚与可再分散。专利CN1217733公开了一种在水溶液中可再分散的聚合物粉末、该粉末在化妆品或药物制剂中或植物保护制剂中的应用以及一种制备在水溶液中可再分散的聚合物粉末的方法，该聚合物粉末含有含自由酸基或碱基的共聚物，通过在干燥之前加入缓冲剂调节pH值实现胶乳的再分散。专利CN1325921公开了一种制备表面吸附聚乙烯醇树脂的可再分散的合成树脂粉末，该粉末具有极好的再分散性、抗粘连性、成膜性能和防水性，可以容易地分散到水中形成乳液以及还可用作水泥和砂浆的掺和物。专利CN101173021公开了一种丙烯酸系核壳聚合物乳液和可再分散乳胶粉及其制备方法，该可再分散乳胶粉是由丙烯酸系核壳聚合物乳液、保护胶体、抗结块剂，通过乳液的喷雾法制备得到，其固含量高（接近100％），可降低输送、储存的难度，可使用纸质包装，降低包装成本，并且储存稳定性好，储存期长，不会因水的冻结或挥发而变质，可在水中迅速溶解，均匀分散，重新形成具有原母体聚合物乳液同样性能的乳胶液。专利 CN101168585公开了一种疏水性可再分散乳胶粉的制备方法，是由原料乳液100份，聚乙烯醇4～10份，抗结块剂3～15份组成，可在建筑混凝土和砂浆中使用，能明显提高建筑混凝土、砂浆的可加工性、耐水性、耐候性。

最近，Liu和Jessop等在Science期刊上发表了题为“可切换表面活性剂”的研究报道，他们发现通过简单、环境友好的触发条件，能够可逆调控如式1 所

示的十六烷基和十二烷基脒的表面活性：脒在水中与二氧化碳反应生成碳酸氢盐，具有表面活性；使用氮气 、氩气或空气脱除二氧化碳，脒失去表面活性。 

式1. “可切换”脒类表面活性剂的活性（右）与失活（左）状态：

。

他们应用十二烷基脒为表面活性剂进行了苯乙烯水相微悬浮聚合，制备得到重均粒径为17微米的聚苯乙烯微悬浮液，微悬浮液通氩气发生凝聚。但没有报道凝聚的聚合物粒子是否可再分散形成稳定的微悬浮液，且微悬浮聚合合成的聚合物粒子的粒径在亚微米到微米级范围，有别于乳液聚合合成的几十到几百纳米的胶乳粒径，直接将长链烷基脒用于乳液聚合尚有困难。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于脒类化合物制备可逆凝聚与再分散胶乳的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种制备可逆凝聚与再分散胶乳的方法，包括以下步骤：

（1）单体乳液的配置：将一定量的含脒基化合物溶于水，一次性或逐渐加入一定量的单体，充分搅拌预乳化，含脒基化合物的量为单体乳液总质量的0.1~5%，单体质量为单体乳液总质量的10~55%；

（2）乳液聚合：将引发剂加入到步骤（1）所述的单体乳液体系中，引发剂用量为乳液总质量的0.1~2%，加热开始反应，反应一段时间后，便可以得到高转化率的聚合物胶乳；

（3）聚合物胶乳的可逆凝聚与再分散：往步骤（2）得到的聚合物胶乳中通氮气、氩气或空气，同时加热；或者往步骤（2）得到的聚合物胶乳中加入少量碱溶液至pH达到9~10，便可以实现乳胶粒子的凝聚，向已发生凝聚的的胶乳中通二氧化碳气体，便可以实现再分散为稳定的胶乳。

一种制备可逆凝聚与再分散胶乳的方法，包括以下步骤：

（1）单体乳液的配置：将一定量的含脒基化合物及表面活性剂溶于水，一次性或逐渐加入一定量的单体，充分搅拌预乳化，含脒基化合物的量为单体乳液总质量的0.1~5%，表面活性剂用量为单体乳液总质量的0.1~5%，单体质量为单体乳液总质量的10~55%；