丙烯酸丁酯单体制备工艺对其乳液聚合的影响

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1、丙烯酸丁酯单体制备工艺对其乳液聚合的影响丙烯酸丁酯单体制备工艺对其乳液聚合的影响张铁成单国荣黄志明翁志学（浙江大学高分了工程研究所，杭州，310027）摘要：用催化活性和选择性俱佳的强酸性阳离子交换树脂催化合成了丙烯酸丁酯，考察了丙烯酸丁酯单体制备工艺対其乳液聚合动力学的影响，发现利用水洗并补加引发剂可使其乳液聚介动力学与工业级丙烯酸丁酯乳液聚介动力学基本一致。川新工艺制得的压敏胶性能指标均符合使用要求。新工艺减少了酯化生产小的小和、精馆等工序，貝有节能、环保等优点。关键词：压敏胶工艺开发丙烯酸丁酯乳液聚合在我国压敏胶粘剂行业的发展中，i人J烯酸酯乳液型压敏胶粘剂占主导地位。据统计，19

2、98年我国生产的各类压敏胶带中，丙烯酸酯乳液型压敏胶带约占65%左右，其用量也随着经济的发展与口俱增［1］。因此，开发节能环保型的压敏胶生产工艺一直是研究的热点⑵。本研究从丙烯酸酯乳液压敏胶粘剂的常用主单体丙烯酸丁酯入手，选用了催化活性与选择性俱佳的强酸性阳离子交换树脂为催化剂合成了内烯酸丁酯，其酯化产物只需简单水洗后即可用于压敏胶生产，无需耕憾、中和等传统工序。工艺具有节能、环保等优点。1实验部分1.1原料正丁醇（上海东兴助剂二厂产）、环己烷（杭州双林化工试剂厂产）、对苯二酚（广州化学试剂厂产）、乳化剂（离子型与非离子型复合，上海化学试剂采购供应站）、引发剂（产地同乳化剂）均为分析纯；

3、强酸性阳离子交换树脂DOOlcc为南开人学化工厂产；M烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸疑乙酯（均为北京东方化丁厂产）均为工业级（产地？）。1.2实验工艺1.2.1酯化工艺在装有温度计、搅拌器、分水器、冋流冷凝管的250mL三颈瓶中，依次加入正丁醇、丙烯酸、阻聚剂和催化剂，搅拌并升温至反应温度，每隔一段时间取样（体系酸值按GB2895-82进行测定），反应至分水器中不再有水蒸出（或一定时间）为止。丙烯酸转化率按下式计算：i人j烯酸转化率（％）=（1—反应后体系的酸值反应前体系的酸值）100%依据醇酸靡尔比换算正丁醇的转化率（即酯化率）。1.2.2乳液合成选用在技术上较为通用的半连续乳液聚合方式，整

4、个工艺分为预乳化与聚合两部分。滴加预乳化液的七分Z—到十分Z—于聚合釜中作为种子，反应0.5h后，滴加剩余的预乳化液和引发剂，控制在3・0〜3.5h滴完，保温1h后加入后处理剂，然后加入氨水调节pH值，过滤出料得压敏胶。1.3测试1.3.1酯化产物分析测定采用美国HP6890/5973型气相色谱-质谱联用仪（产地？）分析酯化产物，升温速率10oC/min,汽化温度160°C；溶剂为正己烷；质谱采用电子轰击源，70eV。1.3.2聚合转化率的测定聚合过程中每隔一定时间抽取0.5〜1.0£乳液（试样量控制在总反应物料量的0.5%以内，避免对总物料量产生显著影响），精确称量后，立即加入适量对苯

5、二酚，称量后再加约0.2mL无水乙醇，1减压条件下将乳液干燥至恒重，用重量法测定转化率。1.3.3压每攵胶粘带粘接性能的测定初粘力按GB4852-84测定；持粘力按GB4841-84测定；180°剥离强度按GB2782-81测定。2结果与讨论2.1催化剂的选择丙烯酸酯类乳液压敏胶乳配方屮-•般加入丙烯酸作为改性剂，因此酯化T艺叮采川酸过量的方式。过量丙烯酸可作为聚合的一种原料单体。为了使粗丙烯酸丁酯经过简单处理即可进行乳液聚介，应选择一种介适的催化剂，使整个酯化工艺在内烯酸过量的悄况下具有陆化率高、后处理简单的特点。传统浓硫酸催化剂由于腐蚀性、氧化性強而不符介使用要求；阳离子交换树脂是一

6、•种非均相催化剂，具有后处理简单，催化活性高的特点［3］；十二烷基苯磺酸具有较好的催化效果，同时它可以不经处理，玄接作为乳液聚合的乳化剂参与反应。本研究先比较后2种催化剂的优劣，以确定最适合的催化剂。2.1.1催化活性的比较固定其余反应条件，选择不同的催化剂在丙烯酸过量的情况下进行酯化反应，其酯化率不同。例如，阳离子交换树脂作催化剂时，酯化率为98.7%；十二烷基苯磺酸作催化剂时，酯化率为96.0%。2种催化剂都具有较高的催化活性，阳离了交换树脂的催化活性略高于十二烷基苯磺酸。2.1.2催化选择性的比较选择性同样是衡量催化剂性能优劣的一个重要指标。在I人j烯酸过量的情况下，考察了以十二烷

7、基苯磺酸与阳离子交换树脂为催化剂的酯化反应状况，分析产物组成（见表1）O表1不同催化剂催化选择性比较％Tab.1Comparisonofselectivityofdifferentcatalysts项冃丙烯酸丁酯副产物正二丁醴丙烯酸异丁酯CH3CH2CH2CH20CH2CH2C00H（3-丁氧基丙酸名称?）十二烷基苯磺酸88.6250011.375阳离子交换树脂98.8510.5750.5740[4]（表1屮阳离子交换树脂项F1栏的