[发明专利]一种超疏水聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种空气过滤纸用超疏水聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法和应用，该聚丙烯酸酯乳液包括A、B两组分，各组分按重量份计：A组分包括混合单体30~46份，丙烯酸0.5~3.0份，乙烯基三乙氧基硅烷1~4份，功能性单体0.5~3.0份，水45~60份，复合乳化剂0.5~3.0份、水溶性引发剂0.1~1.0份，采用种子乳液聚合得到聚丙烯酸酯乳液；B组分包括改性纳米氧化锌1~4份，所述改性纳米氧化锌是利用硅烷类偶联剂对氧化锌表面进行化学改性。本发明的聚丙烯酸酯复合乳液，通过功能性单体及乙烯基三乙氧基硅烷单体、改性氧化锌提高复合乳液的疏水性能。使用该疏水聚丙烯酸酯乳液浸渍玻璃纤维过滤纸，干燥得到空气过滤纸的具有疏水性好、低克重、强度高的优点，并具有很好的透气性。

技术领域

本发明涉及高分子合成领域，具体涉及一种超疏水空气过滤纸用聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法及其应用。

背景技术

空气过滤纸是以玻璃纤维为主要原材料，采用湿法成型工艺加工成原纸，再经水性树脂浸渍池上浆工艺，后经高温烘干定型而成。玻璃纤维空气过滤纸广泛用于各种过滤器的过滤层，是过滤功能的重要组成部分。可用于过滤大气中尘埃和各种气溶胶粒子，在工业生产、空气压缩机压缩空气过滤、空调过滤、吸尘器、防毒面具等方面有广泛的应用。性能优良的空气过滤纸应具有较高的过滤精度、相对较低的过滤阻力和较高的纳污能力。玻纤空气过滤纸能够从气体中除去有害粉尘、烟雾、毒雾等，还能阻隔细菌，微生物和病毒，这对国防装备的改进，环境保护，人类的健康，机械设备的保养，精细加工产品及电子产品的保证是必不可少的，对国防建设和国民经济的发展具有重要的意义。

目前常用的水乳型浸渍树脂主要包括醋丙乳液、苯丙乳液、纯丙乳液、聚丙烯酸酯乳液及其改性产品等。丙烯酸酯乳液具有优良的耐候性、成膜性和粘结性，在涂料、粘合剂等方面应用比较广泛，但同时存在缺陷，如疏水性、湿透性等缺点，丙烯酸酯浸渍空气过滤纸产品，在比较潮湿的环境中，空气过滤纸易吸水变软，强度变差，导致过滤效率下降，同时纸的寿命缩短，不能满足空气过滤纸的应用需求。将有机硅氧烷单体作为改性助剂直接加入丙烯酸酯乳液中改性，通过化学反应将有机硅氧烷引入到丙烯酸酯分子链上，使得极性相差很大的有机硅氧烷和丙烯酸酯聚合物分子间形成化学键，化学改性明显提高了两相之间的相容性，一定程度上控制了有机硅分子的表面迁移性。

发明内容

为了克服现有技术疏水性的不足，本发明的目的在于提供一种玻璃纤维空气过滤纸浸渍用的超疏水聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法，该聚丙烯酸酯复合乳液具有良好的耐水性，干燥后能够形成超疏水表面，经该聚丙烯酸酯复合乳液浸渍的玻璃纤维过滤纸，具有超疏水性能，良好的过滤效率，同时具有很好的透气性。

本发明所涉及的具体技术方案如下：

一种空气过滤纸用超疏水聚丙烯酸酯复合乳液，其包括以下按重量份计的各组分：混合单体30～46份，丙烯酸0.5～3.0份，乙烯基三乙氧基硅烷1.0～4.0份，功能性单体0.5～3.0份，水45～60份，复合乳化剂0.5～3.0份、水溶性引发剂0.1～1.0份。

作为本发明优选的实施方式，所述混合单体选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的一种或两种以上。

作为本发明优选的实施方式，所述功能性单体选自N-甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺的一种。

作为本发明优选的实施方式，所述水溶性引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。

作为本发明优选的实施方式，复合乳化剂为OP、OS、SDS、RP90中的任意两种以上的混合。

作为本发明优选的实施方式，改性纳米纳米氧化锌，所用的硅烷类偶联剂为偶联剂KH570、KH550中一种。

本发明还提供了一种如上所述的空气过滤纸用超疏水聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法，其包括以下步骤：

a)将反应所需单体在单口烧瓶中混合混匀，放置备用；