[发明专利]一种改性羧基丁苯乳胶及其制备方法

说明书

本发明涉及聚合物领域，具体地，涉及一种改性羧基丁苯乳胶及其制备方法。所述改性羧基丁苯乳胶的制备方法包括以下步骤：(1)在引发剂的存在下，将含有丁二烯、苯乙烯、丙烯酸、缓聚剂、分子量调节剂、水、pH缓冲剂、螯合剂和乳化剂的混合体系依次在55‑60℃和65‑75℃下进行聚合反应；(2)将聚合反应产物与含有腈基功能性单体、苯乙烯和丁二烯的油相以及含有水、引发剂、乳化剂和分子量调节剂的水相进行混合，并将所得混合物依次在75‑80℃和85‑90℃下进行聚合反应。采用本发明提供的方法制备得到的改性羧基丁苯乳胶不仅粒径小，而且还具有优异的稳定性以及极高的粘结强度。

技术领域

本发明涉及聚合物领域，具体地，涉及一种改性羧基丁苯乳胶及其制备方法。

背景技术

羧基丁苯乳胶是以丁二烯、苯乙烯加少量羧酸及其它助剂为原料，通过乳液聚合生成的共聚物，其为一种乳白色水分散体。根据粒径不同造成对光线折射率的影响，羧基丁苯乳胶带有不同光泽。羧基丁苯乳胶具有较高的粘结力和结膜强度、机械及化学稳定性好、流动性和贮存稳定性均佳、填充量大等优点，被广泛应用于造纸、地毯、纺织、饰品环保、建筑装饰等行业。近年来，随着涂布及印刷技术的发展，许多可赋予涂层特殊性能的极性单体被引入丁苯等黏合剂的聚合生产中，如用不饱和羧酸酯类单体提高涂层附着性、耐光性及印刷光泽，用丙烯腈提高印刷光泽和油墨凝固性。

然而，针对目前的专利申请以及文献涉及的羧基丁苯乳胶的制备方法，很少利用腈基(-CN)改性，且一般方法均为共混，采用共混法只能适用于一般材料，并不能使材料在分子尺度上引入强极性基团，然而在一些特定场合例如造纸、地毯背胶、粘合剂等方面，一般需要羧基丁苯乳胶具有很强的粘接性能，所以就需要对羧基丁苯乳胶进行极性化改性，但目前此类专利申请基本没有涉及该方面，所涉及的改性方法也只是将二元羧酸(例如衣康酸等)引入分子链上，限制了改性羧基丁苯乳胶的性能以及用途，同时，采用传统聚合方法很难控制乳胶的粒径和表面极性基团的引入量。

例如，CN1891728A公开了一种新型羧基丁苯乳胶的制备方法，以脂肪族共轭二烯烃、芳香族乙烯基化合物为主单体，加入C₃-C₅的乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和羧酸酯、乙烯基不饱和羧酸酰胺和乙烯基不饱和腈类单体进行改性；乳化剂包括烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐等阴离子乳化剂和烷基芳基聚氧乙烯醚类非离子乳化剂，阴离子乳化剂至少选用烷基芳基聚氧乙烯醚硫酸盐和烷基二苯醚二磺酸盐中的一种；过硫酸盐为引发剂，烷基硫醇类为分子量调节剂，采用乳液聚合中所需的电解质、螯合剂、pH缓冲剂。上述方法通过利用分批加料方式合成表面张力高、粒径小的新型羧基丁苯乳胶。然而，该方法合成的乳胶粒径较大且不能调节，这样会使得乳胶粒径分布集中，从而会影响乳胶的流动性、机械稳定性和化学稳定性。

发明内容

本发明的目的是为了克服采用现有的方法制备得到的改性丁苯乳胶的粒径较大以及稳定性差的缺陷，而提供一种新的改性羧基丁苯乳胶、一种改性羧基丁苯乳胶的制备方法以及由该方法制备得到的改性羧基丁苯乳胶。

为了实现上述目的，本发明提供了一种改性羧基丁苯乳胶，其中，所述改性羧基丁苯乳胶中的改性羧基丁苯聚合物含有苯乙烯结构单元、丁二烯结构单元、丙烯酸结构单元和衍生自腈基功能性单体的结构单元，且所述改性羧基丁苯乳胶的平均粒径为40-90nm。

本发明还提供了一种改性羧基丁苯乳胶的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)在引发剂的存在下，将含有丁二烯、苯乙烯、丙烯酸、缓聚剂、分子量调节剂、水、pH缓冲剂、螯合剂和乳化剂的混合体系依次在55-60℃下进行第一聚合反应和在65-75℃下进行第二聚合反应；

(2)将第二聚合反应产物与含有腈基功能性单体、苯乙烯和丁二烯的油相以及含有水、引发剂、乳化剂和分子量调节剂的水相进行混合，并将所得混合物依次在75-80℃下进行第三聚合反应和在85-90℃下进行第四聚合反应。

本发明还提供了由上述方法制备得到的改性羧基丁苯乳胶。