[发明专利]高效节能制备高固含量反相乳液聚合物的方法

权利要求书

1.一种制备反相乳液聚合物的方法，包括：采用包括氧化剂、还原剂的复合引发剂，由控制还原剂的加入速度使得升温速度≤2℃/分钟，并且使得反应最高温度≤50℃，将油相和水相I形成的乳液进行反应得到聚合物种子乳液的步骤；以及在控制反应温度平稳和偶氮引发剂存在下，将水相Ⅱ加入到聚合物种子乳液进行反应，得到所述反相乳液聚合物的步骤；

具体包括以下步骤：

a)将所需量的油和复合乳化剂，配成均匀的油相；预留全部油相的10~30%用于后续聚合过程中的添加；

b)将种子乳液聚合所用聚合单体、任选的助剂、任选的助乳化剂和水混合均匀，配成pH值为3~8的水相Ⅰ；

c)将水相Ⅰ和油相配成乳液，除氧；

d)将步骤c）得到的乳液，在所需量的氧化还原引发剂存在下，进行反应，控制还原剂加入速度，使得反应升温速度≤2℃/分钟，并且使得反应最高温度≤50℃，温度到达最高峰后保温继续反应至少0.5小时，得到所述的聚合物种子乳液；

e)将后续半连续聚合所用聚合单体、任选的助剂、任选的助乳化剂、偶氮引发剂和水混合均匀，配成pH值为3~8的水相Ⅱ；所述水相Ⅱ的组成任选与组成Ⅰ相同，或任选含有不同的离子单体或其他不同单体的聚合单体，所述水相II中的聚合单体可在已形成的聚合物种子乳液上进行反应形成核壳结构的聚合物或微球；

将水相Ⅱ连续加入所述的聚合物种子乳液，通过控制水相II的加入速度和/或冷却装置控制反应温度平稳，进行反应至少2小时，得到所述反相乳液聚合物；其中，任选的若反应过程中粘度过高，则停止水相II的加入，将预留的部分油相一次性或分批加入反应体系中，混合均匀后，再连续补加剩余水相Ⅱ，加完后继续保温反应至少0.5小时。

2.根据权利要求1所述的制备反相乳液聚合物的方法，其特征在于，以重量份数计，所述油相的量为10~35份；所述水相I和水相II总的量为60~80份，其中所述水相I和水相II质量比为1：3~3：1，所述水相I和水相II中均含有聚合单体，所述聚合单体在相应的水相I和水相II中的质量百分含量独立选为50~70%；所述复合引发剂的量0.01～1.0份，以上述全部聚合单体重量百分比计，包含以下组分：

a) 0.001～0.5％的氧化剂；

b) 0.001～1.0％的还原剂；

c) 0.02~1.0％的偶氮引发剂；其中，所述氧化剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化苯甲酰中的至少一种；所述还原剂选自亚硫酸钠、亚硫酸钾，亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、硫代硫酸钠、氯化亚铁中的至少一种；所述偶氮引发剂选自2,2’-偶氮(2-甲基丙基脒)二盐酸盐、2,2’-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备反相乳液聚合物的方法，其特征在于，所述水相I和/或水相II中含有占聚合单体总量0～1.0%的交联剂；所述交联剂选自为亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、聚乙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1所述的制备反相乳液聚合物的方法，其特征在于，所述油相中的油选自脂肪烃、芳烃、卤代烃中的一种或两种以上的混合物，以重量百分数计，用量占整个反应体系的10~35%。

5.根据权利要求1所述的制备反相乳液聚合物的方法，其特征在于，所述油相和水相I形成的乳液采用包含主乳化剂和助乳化剂的复合乳化体系进行乳化，所述主乳化剂的量为占整个乳液体系的1~5份，所述复合乳化体系的亲水亲油平衡值在4~8之间。

6.根据权利要求5所述的制备反相乳液聚合物的方法，其特征在于，所述主乳化剂包含任意选自亲油的失水山梨醇单油酸酯乳化剂、亲水的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚或异构脂肪醇醚乳化剂中的一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求5所述的制备反相乳液聚合物的方法，其特征在于，所述助乳化剂选自醇类或盐类，用量占整个乳液体系的0.5~5份。