一种丙烯酸酯胶乳、制备方法以及在汽车纸质滤芯中的应用技术

本发明专利技术公开了一种丙烯酸酯胶乳、制备方法以及在汽车纸质滤芯中的应用，该胶乳产品是以丙烯酸酯类化合物和芳香族乙烯基化合物为主单体，加入乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和酰胺和硅烷，经聚合反应得到，其粒径小，分布均匀；表面张力低，疏水性强；耐老化效果好，抗黄变；气味小，安全环保，综合性能优异，特别适合用于汽车纸质滤芯的制备。

Acrylate latex, preparation method and application in paper filter element of automobile

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸酯胶乳、制备方法以及在汽车纸质滤芯中的应用
本专利技术涉及一种丙烯酸酯胶乳，具体涉及一种丙烯酸酯胶乳、制备方法以及在汽车纸质滤芯中的应用。属于汽车配件

技术介绍
滤清器是汽车内燃机的重要附件，包括空气滤清器、机油滤清器和燃油滤清器，主要作用是过滤空气、机油和燃油中的杂货，这直接关系到发动机的机动性、经济型、可靠性及使用寿命，对环境污染包括废气排放和噪音也有很大影响。随着国际上对废气排放和噪音标准的提高，对滤清器也提出了更高的要求，而滤芯作为滤清器的关键组件也越来越受到人们的重视。目前，滤清器的滤芯因使用材质不同可分为纸质滤芯、多孔陶瓷滤芯、筒式骨架外罩尼龙布滤芯、聚合粉末塑料滤芯和金属片缝隙式滤芯等，其中纸质滤芯是用微孔的滤纸经过树脂的浸渍，通过热固化处理，再用设备折叠成扇形式波纹型而成的特殊滤纸，具有价格便宜，过滤精度高，阻力小的特点。丙烯酸酯胶乳是常用的浸渍滤纸的树脂，是以(甲基)丙烯酸酯类、苯乙烯加少量羧酸及其它助剂，通过乳液聚合生成的共聚物，是一种带有蓝紫色光泽的乳白色水分散体。用传统丙烯酸酯胶乳浸渍的空气过滤纸具有疏水性差、硬挺度低、耐破度差的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种丙烯酸酯胶乳、制备方法以及在汽车纸质滤芯中的应用。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种丙烯酸酯胶乳，是以丙烯酸酯类化合物和芳香族乙烯基化合物为主单体，加入乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和酰胺和硅烷，经聚合反应得到。优选的，以重量份计，是利用以下原料制成的：丙烯酸酯类化合物120～200份，芳香族乙烯基化合物250～350份，乙烯基不饱和羧酸5～10份，乙烯基不饱和酰胺6～15份，硅烷1～5份。进一步优选的，还包括以下原料：阴离子乳化剂1～5份，非离子乳化剂0.5～1份，引发剂2～5份，链转移剂0.5～1份，pH值调节剂10～30份，去离子水补充至1000份。更进一步优选的，所述丙烯酸酯类化合物选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的任一种或几种；所述芳香族乙烯基化合物为苯乙烯或二甲基苯乙烯；所述乙烯基不饱和羧酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的任一种或几种；所述乙烯基不饱和酰胺选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺中的任一种或几种；所述硅烷选自乙烯基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的任一种或几种；所述阴离子乳化剂为长链烷基酚硫酸盐或烷基酚磺酸盐；所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾；所述链转移剂为十二烷基硫醇；所述pH值调节剂为质量浓度23～28％浓氨水。上述一种丙烯酸酯胶乳的制备方法，具体步骤如下：(1)将配方量的链转移剂和1/3配方量的去离子水，混合均匀，得到预混液；(2)向反应釜中加入配方量的阴离子乳化剂、非离子乳化剂、丙烯酸酯类化合物、芳香族乙烯基化合物、乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和酰胺、引发剂以及剩余配方量的去离子水，抽真空，升温至70～85℃，反应1～2小时；(3)向反应釜中滴加预混液，滴加时间为6～8小时，滴加温度为80～90℃，待预混液剩余总体积的5％时，加入硅烷，升温至95℃，继续反应2小时，待转化率达到99％以上，转移至脱气釜中进行汽提，汽提结束后降温至45℃，加入浓氨水调节pH值，即得所述的一种丙烯酸酯胶乳。优选的，步骤(2)中，5000～6000转/分钟剪切30～40分钟，实现混合均匀。优选的，步骤(1)中，丙烯酸酯类化合物、芳香族乙烯基化合物在投料前先进行改性处理，具体方法是：先将丙烯酸酯类化合物与芳香族乙烯基化合物搅拌混匀，然后加入有机改性的钴-二氧化钛-二氧化硅纳米材料，超声波分散均匀即可。进一步优选的，所述有机改性的钴-二氧化钛-二氧化硅纳米材料，其用量为丙烯酸酯类化合物重量的0.02～0.03份，是将钴-二氧化钛-二氧化硅纳米材料经乙烯基三乙氧基硅烷有机改性而得。更进一步优选的，有机改性的具体方法是：将钴-二氧化钛-二氧化硅纳米材料加入体积比1：9的乙烯基三乙氧基硅烷和甲苯的混合溶液中浸泡12小时，抽滤即得；钴-二氧化钛-二氧化硅纳米材料与乙烯基三乙氧基硅烷的摩尔比为1：1.2～1.5。更进一步优选的，所述钴-二氧化钛-二氧化硅纳米材料是通过以下制备方法得到的：先将钛酸酯和六水合硝酸钴加入无水乙醇中，搅拌均匀，边搅拌边滴加乙酸-乙醇-水混合液，滴加完毕后继续搅拌，静置，得到钴掺杂的二氧化钛溶胶；然后向钴掺杂的二氧化钛溶胶中加入四乙基原硅酸盐的乙醇溶液和四乙基原硅酸盐的氨水溶液，超声波振荡下微波反应，陈化，干燥，煅烧，得到钴-二氧化钛-二氧化硅复合纳米材料。更进一步优选的，所述钛酸酯选自钛酸丁酯、钛酸异丙酯或钛酸乙酯中的任一种；钛酸酯、六水合硝酸钴、无水乙醇和乙酸-乙醇-水混合液的质量体积比为1g：0.2～0.4g：8～10mL：4～6mL；所述乙酸-乙醇-水混合液中，乙酸、乙醇和水的体积比为1：10～12：2～4；滴加乙酸-乙醇-水混合液时搅拌速率为500～600转/分钟；控制在20～30分钟将乙酸-乙醇-水混合液滴加完毕；静置时间为30～35小时；四乙基原硅酸盐的乙醇溶液、四乙基原硅酸盐的氨水溶液、钴掺杂的二氧化钛溶胶的体积比为1：1.2～1.5：8～10；四乙基原硅酸盐的乙醇溶液的质量浓度为0.1～0.2g/mL，四乙基原硅酸盐的氨水溶液的质量浓度为0.06～0.08g/mL；超声波振荡下微波反应的具体工艺条件为：超声波频率为25～35kHz，微波功率为300～500W，反应时间为2～4分钟；陈化时间为30～40小时；干燥条件为：90～100℃干燥5～6小时；煅烧的工艺条件为：700～800℃煅烧8～10小时。上述一种丙烯酸酯胶乳在汽车纸质滤芯中的应用。利用上述丙烯酸酯胶乳制备得到的一种汽车纸质滤芯。上述一种汽车纸质滤芯的制备方法，是将纸质滤芯在上述丙烯酸酯胶乳中浸渍3～4小时，取出后自然风干即可。本专利技术的有益效果：本专利技术以丙烯酸酯类化合物和芳香族乙烯基化合物为主单体，加入乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和酰胺和硅烷，经聚合反应得到一种丙烯酸酯胶乳，其粒径小，分布均匀；表面张力低，疏水性强；耐老化效果好，抗黄变；气味小，安全环保，综合性能优异，特别适合用于汽车纸质滤芯的制备。在制备时，先将配方量的链转移剂与部分去离子水配制成预混液，然后将阴离子乳化剂、非离子乳化剂、丙烯酸酯类化合物、芳香族乙烯基化合物、乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和酰胺、引发剂以及剩余的去离子水混合升温反应，滴加预混液，然后加入硅烷，反应结束后降温调节pH值即可。预混液的滴加时间非常关键，滴加时间过短，迅速反应会放出大量热，局部温度过高，导致体系温度难以控制，部分单体直接逸出，损失部分单体；滴加时间过长，在滴加的微观范围内部分反应充分，但是容易交联成网状，影响产品性能。丙烯酸酯类化合物、芳香族乙烯基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯酸酯胶乳，其特征在于，是以丙烯酸酯类化合物和芳香族乙烯基化合物为主单体，加入乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和酰胺和硅烷，经聚合反应得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯胶乳，其特征在于，是以丙烯酸酯类化合物和芳香族乙烯基化合物为主单体，加入乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和酰胺和硅烷，经聚合反应得到。


2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯胶乳，其特征在于，以重量份计，是利用以下原料制成的：丙烯酸酯类化合物120～200份，芳香族乙烯基化合物250～350份，乙烯基不饱和羧酸5～10份，乙烯基不饱和酰胺6～15份，硅烷1～5份。


3.根据权利要求2所述的一种丙烯酸酯胶乳，其特征在于，还包括以下原料：阴离子乳化剂1～5份，非离子乳化剂0.5～1份，引发剂2～5份，链转移剂0.5～1份，pH值调节剂10～30份，去离子水补充至1000份。


4.根据权利要求3所述的一种丙烯酸酯胶乳，其特征在于，所述丙烯酸酯类化合物选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的任一种或几种；所述芳香族乙烯基化合物为苯乙烯或二甲基苯乙烯；所述乙烯基不饱和羧酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的任一种或几种；所述乙烯基不饱和酰胺选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺中的任一种或几种；所述硅烷选自乙烯基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的任一种或几种；所述阴离子乳化剂为长链烷基酚硫酸盐或烷基酚磺酸盐；所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾；所述链转移剂为十二烷基硫醇；所述pH值调节剂为质量浓度23～28%浓氨水。


5.权利要求1～4中任一项所述的一种丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁子豪，郭伟，刘江，程昌华，刘海琴，范开成，
申请(专利权)人：日照广大建筑材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37