一種具有橋架粒子的丙烯酸酯膠乳的製作方法

2023-10-10 12:07:09 1

本發明涉及一種丙烯酸酯膠乳，尤其是涉及一種具有橋架粒子的丙烯酸酯膠乳。本發明屬於合成高分子塗料領域。

背景技術：

丙烯酸酯膠乳由於具有優異的耐候性、耐化學品性和保光保色性，因此被廣泛應用於膠黏劑、塗料等領域，但自身也存在一定的局限性，如耐水性不佳、硬度、附著力較低等。因此，丙烯酸酯膠乳的改性受到學者們的高度重視。目前主要採用改性的方法提高其性能，如有機氟改性、交聯改性、納米粒子改性等。公開號cn102766241a的專利公開了一種核殼結構納米二氧化矽/聚丙烯酸酯乳液的製備方法。該納米二氧化矽聚丙烯酸酯乳液粒子具有低乳化劑、核殼結構明顯、性狀穩定等特點。公開號cn102649835a的專利公開了一種有機無機雜化高矽含量丙烯酸酯乳液及其製備方法。該方法將含羥基的親水性單體與經矽烷偶聯劑改性的鹼性矽溶膠進行偶聯，再以陰離子型、非離子型和反應性乳化劑復配作為乳化體系，與丙烯酸酯單體進行原位聚合，製得的乳液外觀良好，且具有較好的儲存穩定性以及較低的表面性能和吸水率。但其製備工藝較為複雜，矽烷偶聯劑成本相對較高，並且經其它改性劑改性的丙烯酸酯乳液還存在穩定性差、附著力、硬度不佳等問題，所以尋找相對廉價的、性能優異的改性劑是研究的重點。當前由於環境汙染日益突出，採用天然環保改性劑來修飾丙烯酸酯膠乳以提高其性能已成為一種趨勢。如公開號cn102234371a的專利公開了基於天然植物油的聚合物體系、乳液及其合成方法和應用，該發明採用活丙烯酸酯類單體、有機矽類單體、氟碳類單體及可自乳化性單體的一種或多種，或活性單體的低聚物對聚天然植物油進行改性製得聚合物體系來合成乳液並涉及其合成方法和應用。公開號cn102010477a的專利公開了一種低吸水率不飽和長鏈脂肪酸酯改性丙烯酸酯乳液及其製備方法，該方法採用不飽和長鏈脂肪酸醇酯和(甲基)丙烯酸酯反應合成具有低吸水率的丙烯酸酯乳液。這些專利使用天然原料，可以減少能耗和對環境的汙染，但這些天然物質使用量較多，影響產物的穩定性，同時由於其結構因素，不能形成橋架聚丙烯酸酯粒子，從而影響了膠乳性能的提升。

技術實現要素：

針對現有丙烯酸酯乳液存在的硬度和附著力不佳的缺陷，本發明的提出一種具有橋架粒子的丙烯酸酯膠乳。本發明的具有橋架粒子的丙烯酸酯膠乳具有優異的漆膜機械性能。

實現本發明目的的技術手段如下。

一種具有橋架粒子的丙烯酸酯膠乳，用於該膠乳合成的功能性單體之一是漆酚，其在所有組分中的質量份數為0.4-7。

所述的具有橋架粒子的丙烯酸酯膠乳，還包括以下組分及相應的質量份數：丙烯酸酯類軟單體：36-60；丙烯酸酯類硬單體：25-45；引發劑：0.35-0.78；乳化劑：1.2-3.6；碳酸氫鈉：0.12-0.42；水：110-124。

所述的丙烯酸酯類軟單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的至少一種；所述的丙烯酸酯類硬單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的至少一種。

所述的乳化劑為陰離子型與非離子型的復配型乳化劑，其中陰離子型乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種，非離子型乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的至少一種。

所述的引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨中的至少一種。

一種具有橋架粒子的丙烯酸酯膠乳的製備方法，取五分之一的丙烯酸酯類軟單體和丙烯酸酯類硬單體、二分之一的水、三分之一的引發劑和乳化劑和全部的碳酸氫鈉混合乳化製得預乳化液；將預乳化液於81-86℃下攪拌反應0.5h得到淡藍色乳液；然後在3h內緩慢滴加由剩餘的丙烯酸酯類軟單體、丙烯酸酯類硬單體、水、引發劑、乳化劑和全部的漆酚混合乳化得到的乳液；滴加完畢後繼續恆溫反應2h，然後升溫3-5℃保溫1h，降溫，出料得丙烯酸酯膠乳。

本發明具有的有益效果為：

本發明將漆酚作為功能單體加入到丙烯酸酯乳液體系中，利用其具有的多種官能團和乳化劑的性質，在聚合過程中形成橋架粒子，漆酚改性丙烯酸酯膠乳塗膜後的附著力和硬度可由不加漆酚的丙烯酸酯膠乳的6級和b提升到2級和3h。此外，本發明乳液聚合工藝過程簡單，反應易於控制，合成的丙烯酸酯膠乳穩定性好，凝膠量極少。以再生資源漆酚作為改性劑也使丙烯酸酯膠乳更為綠色環保。

附圖說明

丙烯酸酯膠乳的透射電鏡照片。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護範圍並不限於此。

實施例1

將8.4g丙烯酸丁酯、8g甲基丙烯酸甲酯、57.5g去離子水、0.14g過硫酸鉀、0.24g碳酸氫鈉、0.2g十二烷基苯磺酸鈉和0.8g壬基酚聚氧乙烯醚混合併18000rpm高速攪拌5min製得預乳化液；將預乳化液於85℃下攪拌反應0.5h得到淡藍色乳液，然後在3h內緩慢滴加由31.6g丙烯酸丁酯、32g甲基丙烯酸甲酯、57.5g去離子水、0.28g過硫酸鉀、0.4g十二烷基苯磺酸鈉和1.6g壬基酚聚氧乙烯醚和1.1g漆酚經18000rpm高速攪拌混合乳化得到的乳液；滴加完畢後繼續恆溫反應2h，然後升溫至88℃保溫1h，溫度降至室溫，出料得產品。

實施例2

將20kg丙烯酸乙酯、10kg甲基丙烯酸甲酯、124kg去離子水、0.4kg過硫酸鉀、0.8kg碳酸氫鈉、0.4kg十二烷基硫酸鈉和1.2kg辛基酚聚氧乙烯醚混合併18000rpm高速攪拌5min製得預乳化液；將預乳化液於82℃下攪拌反應0.5h得到淡藍色乳液，然後在3h內緩慢滴加由80kg丙烯酸乙酯、40kg甲基丙烯酸甲酯、124kg去離子水、0.8kg過硫酸鉀、0.8kg十二烷基硫酸鈉和2.4kg辛基酚聚氧乙烯醚和12.6kg漆酚經18000rpm高速攪拌混合乳化得到的乳液；滴加完畢後繼續恆溫反應2h，然後升溫至87℃保溫1h，溫度降至室溫，出料得產品。

實施例3

將12g丙烯酸丁酯、8g甲基丙烯酸甲酯、60g去離子水、0.12g過硫酸鉀、0.12g碳酸氫鈉、0.2g十二烷基硫酸鈉和0.6g壬基酚聚氧乙烯醚混合併18000rpm高速攪拌5min製得預乳化液；將預乳化液於84℃下攪拌反應0.5h得到淡藍色乳液，然後在3h內緩慢滴加由48g丙烯酸丁酯、32g甲基丙烯酸甲酯、60g去離子水、0.24g過硫酸鉀、0.4g十二烷基苯磺酸鈉和1.2g壬基酚聚氧乙烯醚和0.4g漆酚經18000rpm高速攪拌混合乳化得到的乳液；滴加完畢後繼續恆溫反應2h，然後升溫至88℃保溫1h，溫度降至室溫，出料得產品。

實施例4

將10.8g丙烯酸丁酯、3g甲基丙烯酸甲酯、5g甲基丙烯酸乙酯、60g去離子水、0.26g過硫酸銨、0.42g碳酸氫鈉、0.3g十二烷基苯磺酸鈉、0.1g壬基酚聚氧乙烯醚和0.6g辛基酚聚氧乙烯醚混合併18000rpm高速攪拌5min製得預乳化液；將預乳化液於86℃下攪拌反應0.5h得到淡藍色乳液，然後在3h內緩慢滴加由43.2g丙烯酸丁酯、12g甲基丙烯酸甲酯、20g甲基丙烯酸乙酯、60g去離子水、0.52g過硫酸鉀、0.6g十二烷基苯磺酸鈉、0.2g壬基酚聚氧乙烯醚和1.2g辛基酚聚氧乙烯醚和7g漆酚經18000rpm高速攪拌混合乳化得到的乳液；滴加完畢後繼續恆溫反應2h，然後升溫至89℃保溫1h，溫度降至室溫，出料得產品。

實施例5

將8g丙烯酸丁酯、3g丙烯酸乙酯、7.2g甲基丙烯酸甲酯、58g去離子水、0.14g過硫酸鉀、0.36g碳酸氫鈉、0.2g十二烷基硫酸鈉和0.6g壬基酚聚氧乙烯醚混合併18000rpm高速攪拌5min製得預乳化液；將預乳化液於81℃下攪拌反應0.5h得到淡藍色乳液，然後在3h內緩慢滴加由32g丙烯酸丁酯、12g丙烯酸乙酯、28.8g甲基丙烯酸甲酯、58g去離子水、0.28g過硫酸鉀、0.4g十二烷基硫酸鈉和1.2g壬基酚聚氧乙烯醚和2.6g漆酚經18000rpm高速攪拌混合乳化得到的乳液；滴加完畢後繼續恆溫反應2h，然後升溫至86℃保溫1h，溫度降至室溫，出料得產品。

實施例6

將28g丙烯酸丁酯、32g甲基丙烯酸甲酯、240g去離子水、0.72g過硫酸鉀、1.28g碳酸氫鈉、1.2g十二烷基苯磺酸鈉和3.2g壬基酚聚氧乙烯醚混合併18000rpm高速攪拌5min製得預乳化液；將預乳化液於85℃下攪拌反應0.5h得到淡藍色乳液，然後在3h內緩慢滴加由112g丙烯酸丁酯、128g甲基丙烯酸甲酯、240g去離子水、1.44g過硫酸鉀、2.4g十二烷基硫酸鈉和6.4g壬基酚聚氧乙烯醚和19.2g漆酚經18000rpm高速攪拌混合乳化得到的乳液；滴加完畢後繼續恆溫反應2h，然後升溫至88℃保溫1h，溫度降至室溫，出料得產品。

實施例7

將21.6kg丙烯酸丁酯、27kg甲基丙烯酸乙酯、165kg去離子水、0.45kg過硫酸鉀、1.08kg碳酸氫鈉、0.6kg十二烷基苯磺酸鈉和1.5kg壬基酚聚氧乙烯醚混合併18000rpm高速攪拌5min製得預乳化液；將預乳化液於85℃下攪拌反應0.5h得到淡藍色乳液，然後在3h內緩慢滴加86.4kg丙烯酸丁酯、108kg甲基丙烯酸乙酯、165kg去離子水、0.9kg過硫酸鉀、1.2kg十二烷基苯磺酸鈉和3kg辛基酚聚氧乙烯醚和10.2kg漆酚經18000rpm高速攪拌混合乳化得到的乳液；滴加完畢後繼續恆溫反應2h，然後升溫至88℃保溫1h，溫度降至室溫，出料得產品。

所述的實施例為本發明的優選的實施方式，但本發明並不限於上述實施方式，在不背離本發明的實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型，均屬於本發明的保護範圍。

實施例乳液塗膜性能