本发明专利技术公开了一种核壳结构聚合物粒子的含水分散体及其制成的水性热封树脂组合物。所述核壳结构聚合物粒子的含水分散体的制备方法为：先制备含有玻璃化转变温度低于0℃的第一聚合物粒子的含水分散体；再在所述第一聚合物粒子表面形成接枝的壳层，得到所述具有核壳结构聚合物粒子的含水分散体；所述壳层的玻璃化转变温度在60℃～120℃。将该水性热封树脂组合物应用于纸基制品时，能形成一层连续致密的膜层，阻碍水和油脂对纸基纤维的渗透；该膜层在第二次成型加工中仍然具有热封功能，可以对制品进行热粘接或者热密封包装；该膜层在60℃以下具有抗粘连性，不影响正常的生产、储存和运输。和运输。
【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构聚合物粒子的含水分散体及其制成的水性热封树脂组合物
[0001]本专利技术涉及高分子聚合物领域，具体涉及一种核壳结构聚合物粒子的含水分散体及其制成的水性热封树脂组合物。
技术介绍
[0002]PE淋膜纸表面具有较好的阻隔性，同时具有热封功能，广泛应用于纸和纸板包装材料中。但是由于PE淋膜纸不可回收、PE塑料不能自然降解，对环境产生危害。因此，开发可替代PE淋膜纸的新型环保材料具有重要的意义。
[0003]纸和纸板属于多孔性纤维材料，对水分、油脂、气体等具有一定程度的渗透性，不能直接用来包装水分、油脂含量较高及阻隔性要求较高的物品，同时在一些应用领域比如纸杯、咖啡杯、方便面碗、热封餐盒等还要求具有热封功能。
[0004]现有技术中为了改善纸基膜的性能，有将涂料涂覆于纸基的表面。CN108192017A有报道一种纳米核壳乳液来改善墙纸的纸基的弹性，并赋予墙面防潮、防霉等效果。但现有技术的乳液只具有一般的阻隔性能，不具备热封功能，不能满足市场上对具有热封性能的环保型阻隔材料的需求。
技术实现思路
[0005]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种核壳结构聚合物粒子的含水分散体。以该核壳结构聚合物粒子的含水分散体搭配热塑性树脂形成的组合物涂覆于纸基上能同时赋予纸基良好的阻隔性和热封性能。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种含有所述核壳结构聚合物粒子的含水分散体的水性热封树脂组合物。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供所述水性热封树脂组合物的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供所述水性热封树脂组合物的使用方法。
[0009]本专利技术的上述目的通过如下技术方案予以实现：
[0010]一种核壳结构聚合物粒子的含水分散体，所述核壳结构聚合物粒子的含水分散体通过如下方法制备得到：
[0011]S1.在乳液聚合条件下使第一单体a在链转移剂存在的条件下反应，形成含有第一聚合物粒子的含水分散体；
[0012]所述第一聚合物粒子的玻璃化转变温度低于0℃；
[0013]S2.在乳液聚合条件下使S1.所述第一聚合物粒子的含水分散体与第二单体b接触反应，在所述第一聚合物粒子表面形成接枝的壳层，得到所述具有核壳结构聚合物粒子的含水分散体；
[0014]所述壳层的玻璃化转变温度在60℃～120℃；
[0015]第一单体a与第二单体b的质量比为30:70～40:60。
[0016]所述核壳结构聚合物粒子设计为软核硬壳的结构，相较于单一结构的聚合物粒子，核壳结构粒子已经被证实可以有效解决乳液胶膜最低成膜温度高、热粘冷脆、疏水性差等一系列问题。本专利技术中，核层由第一单体a与链转移剂接触聚合形成玻璃化转变温度较低的聚合物，壳层由第二单体b聚合形成玻璃化转变温度较高的聚合物，并且核层单体质量低于壳层单体质量，核层分子量低于壳层分子量，这种结构设计能防止核/壳乳液聚合时出现“相反转”的现象。该核壳结构聚合物粒子的软核有助于提高成膜性，硬壳有助于提高阻隔性和抗粘连性，同时该聚合物粒子形成的膜层在加热状态下(60℃以上)还具有一定的热粘性能。专利技术人发现，以该核壳结构聚合物粒子的含水分散体搭配热塑性树脂形成的组合物涂覆于纸基上能同时赋予纸基良好的阻隔性和热封性能。
[0017]优选地，所述核壳结构聚合物粒子的平均粒径D50为100～200nm，所述核壳结构聚合物粒子的重均分子量Mw为20万～40万，重均分子量Mw和数均分子量Mn之比以Mw/Mn计为2.0～3.0。
[0018]控制第一聚合物粒子的玻璃化转变温度能使核壳结构聚合物粒子具有较好的初粘性、成膜性及附着力。控制壳层的玻璃化转变温度能使核壳结构聚合物粒子具有较好的内聚力和耐热性，对抗粘连起很重要作用，同时能改善水性热封树脂组合物的耐液体渗透性能。
[0019]优选地，所述第一聚合物粒子的玻璃化转变温度为
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10℃～
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60℃。
[0020]为了更容易地获得所述玻璃化转变温度的第一聚合物粒子，优选地，所述第一单体a选自均聚物玻璃化转变温度Tg低于0℃的丙烯酸酯类单体。
[0021]为了更容易地获得所述玻璃化转变温度的壳层，优选地，所述第二单体b选自均聚物玻璃化转变温度Tg大于或等于0℃的乙烯基类单体。
[0022]更具体地，所述第一单体a选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸2
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乙基己酯或甲基丙烯酸月桂酯中的一种或几种。
[0023]更具体地，所述第二单体b选自苯乙烯、α
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甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸或甲基丙烯酸中的一种或几种。
[0024]不同种类的第一单体a或第二单体b，对核层或壳层的玻璃化转变温度是有影响。但本领域技术人员可以根据实验尝试或依据不同的单体搭配获得具有本专利技术所述玻璃化转变温度的核层或壳层。
[0025]所述核壳结构聚合物粒子的含水分散体的制备方法，可以采用自由基聚合方法。具体地，可选用常规的乳液聚合方式。采用乳液聚合时，先将第一单体a和第二单体b分别用乳化剂在聚合介质中进行预乳化，然后在聚合介质的存在下、惰性气体气氛中，加入预乳化液和引发剂使聚合得以进行。
[0026]所述乳化剂，可以是非离子乳化剂或阴离子乳化剂。具体地，所述非离子乳化剂可以列举脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚、烷基苯基聚氧化乙烯醚、烷基聚氧化烯聚氧乙烯醚等；阴离子乳化剂可以列举十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、十二醇聚醚硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基二苯醚磺酸钠或二辛基琥珀酸钠中任意一种或其混合物。
[0027]在本专利技术所述核壳结构聚合物粒子的含水分散体的自由基聚合过程中，S1.中，添加相对于第一单体a的质量0.5～2％的乳化剂。S2.中，添加相对于第二单体b的质量0.5～2％的乳化剂。
[0028]所述引发剂可以是本领域常用的引发剂。所述引发剂优选为无机过氧化物。所述无机过氧化物可以列举过氧化氢、过硫酸钾或过硫酸铵等。
[0029]在本专利技术所述核壳结构聚合物粒子的含水分散体的自由基聚合过程中，S1.中，添加相对于第一单体a的质量0.5～1％的引发剂。S2.中，添加相对于第二单体b的质量0.5～1％的引发剂。
[0030]在形成核壳结构聚合物粒子的过程中，为了更好地控制核层的分子量，优选添加链转移剂。作为链转移剂，可以列举烷基硫醇化合物，如十二烷基硫醇、丁基硫醇或辛基硫醇等。
[0031]优选地，在本专利技术所述核壳结构聚合物粒子的自由基聚合过程中，所述链转移剂的用量为第一单体a质量的0.5％～0.8％。
[0032]在形成核壳结构聚合物粒子的过程中，选用去离子水作为聚合介质。S1.中，添加相对于第一单体a的质量100～本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种核壳结构聚合物粒子的含水分散体，其特征在于，所述核壳结构聚合物粒子的含水分散体通过如下方法制备得到：S1.在乳液聚合条件下使第一单体a在链转移剂存在的条件下反应，形成含有第一聚合物粒子的含水分散体；所述第一聚合物粒子的玻璃化转变温度低于0℃；S2.在乳液聚合条件下使S1.所述第一聚合物粒子的含水分散体与第二单体b接触反应，在所述第一聚合物粒子表面形成接枝的壳层，得到所述具有核壳结构聚合物粒子的含水分散体；所述壳层的玻璃化转变温度在60℃～120℃；第一单体a与第二单体b的质量比为30:70～40:60。2.根据权利要求1所述核壳结构聚合物粒子的含水分散体，其特征在于，所述核壳结构聚合物粒子的平均粒径D50为100～200nm，所述核壳结构聚合物粒子的重均分子量Mw为20万～40万，重均分子量Mw和数均分子量Mn之比以Mw/Mn计为2.0～3.0。3.根据权利要求1所述核壳结构聚合物粒子的含水分散体，其特征在于，所述第一单体a选自均聚物玻璃化转变温度Tg低于0℃的丙烯酸酯类单体；所述第二单体b选自均聚物玻璃化转变温度Tg大于或等于0℃的乙烯基类单体。4.根据权利要求1所述核壳结构聚合物粒子，其特征在于，所述第一单体a为丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸2
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乙基己酯或甲基丙烯酸月桂酯中的一种或几种；所述第二单体b为苯乙烯、α
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甲基苯乙烯、甲基...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟时，林观生，石建伟，韩泽明，
申请(专利权)人：广州熵能创新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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