[發明專利]水性反應性丙烯酸微凝膠乳液、丙烯酸酯水性烘漆及其制備方法

無效

• 申請號: 200810037721.4
• 申請日: 2008-05-20
• 公開（公告）號: CN101280040A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 張寶華;撒圣淑;潛飛;葉俊丹;楊青
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F2/24;C09D133/08;C09D5/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種水性反應性丙烯酸微凝膠乳液、丙烯酸酯水性烘漆及其制備方法。

背景技術

以(甲基)丙烯酸及其酯的共聚物為主要成膜物質的涂料通稱丙烯酸涂料。丙烯酸涂料具有涂膜豐滿，機械強度高等優點，在涂料領域具有廣泛的應用。隨著人們對環保的關注越來越多，人們希望減少溶劑型丙烯酸涂料的應用，對水性丙烯酸涂料的研究與使用更加重視。但水性丙烯酸涂料的性能還存在一些缺陷，暫時不能與溶劑型丙烯酸涂料競爭。

隨著人們環保意識的日益增加。高固體含量及水性涂料成為涂料發展的前沿方向之一。由于微凝膠是具有亞微結構的分子內交聯的聚合物顆粒，其分散液具有觸變性，用于涂料中可以顯著改善涂料的流變性能，提高涂料的固含量，微凝膠還能改善涂層外觀，提高涂料的機械性能及顏料在涂料中的分散穩定性等。國外，尤其是日、美、西歐等國已開發涂料新品種使得微凝膠在涂料行業獲得廣泛的應用。國內在這方面的相關研究也取得了一定成績。

反應性聚合物微凝膠是指表面具有不同反應基團的特殊微凝膠，通過聚合反應和后處理，可在微凝膠中引入羧基、羥基、磺酸基和氨基等反應性基團。這些殘余基團在適當的條件下可以進一步和其它單體或聚合物進行交聯反應，從而形成具有非均相結構的網狀聚合物。由于它具有良好的施工性能，涂料膜性能及耐久性能也十分優異，因此在涂料及其他領域均具有廣闊的應用前景。

微凝膠的制備可采用乳液聚合、溶液聚合、微乳液聚合、分散聚合和沉淀聚合等方法。由于乳液聚合制備微凝膠的方法操作簡單，產物性能穩定，所以是制備微凝膠最常用的方法。乳液聚合法合成微凝膠，關鍵是乳化劑。采用傳統乳化劑，反應難控制，不易制得高濃度微凝膠，產品貯存不穩定。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種水性反應性丙烯酸微凝膠乳液。

本發明的目的之二在于提供該微凝膠乳液的制備方法。

本發明的目的之三在于提供一種包含該微凝膠乳液的丙烯酸酯水性烘漆。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種水性反應性丙烯酸微凝膠乳液，其特征在于該微凝膠乳液由以下各組分通過乳液聚合而成：

a)混合單體由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯和丙烯酸組成，其質量比為丙烯酸丁酯∶丙烯酸羥乙酯∶丙烯酸＝32∶3∶0.5～32∶7∶1；

b)交聯劑為N，N亞甲基雙丙烯酰胺，其用量為混合單體總質量的0.6～1.0％；

c)表面活性劑由兩性離子型表面活性劑a一磺基琥珀酸酯、陰離子型表面活性劑AOT及非離子型表面活性劑OP-10按1∶1∶1～2∶1∶1的質量比組成，其用量為混合單體總質量的10～12％；

d)自由基引發劑，其用量為混合單體總質量的0.6～1.0％；

e)去離子水，其用量為混合單體總質量的200～250％；

得到的乳液的固含量為28～35％。

上述的水性反應性丙烯酸微凝膠乳液的制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟為：

f)預乳化單體混合物的準備：按上述的比例，將N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸以及表面活性劑OP-10的總用量的50％和去離子水總用量的30～40％，攪拌使其充分預乳化；預乳化單體混合物占全部反應物總質量的46.1％；

g)引發劑的準備：：將自由基引發劑配制成水溶液，引發劑水溶液占全部反應物的總質量的10.2％。

h)反應底液的準備：按上述比例，將兩性表面活性劑a一磺基琥珀酸酯、陰離子型表面活性劑AOT及剩余的非離子型表面活性劑OP-10溶于去離子水中，調解pH值為7.5～7.5，配制成反應底液；反應底液占全部反應物的總質量的43.7％；

i)水性反應性丙烯酸微凝膠的制備：將反應底液攪拌下加熱至回流，將預乳化混合單體混合物和引發劑溶液在2.5～3小時內緩慢滴加至反應底液中，待物料全部加完，再保溫反應30±10分鐘；乳液冷卻至室溫出料，過濾除去大顆粒凝膠，得白色帶藍光的水性反應性丙烯酸微凝膠乳液。

一種丙烯酸酯水性烘漆，采用上述的水性反應性丙烯酸微凝膠乳液與水性氨基樹脂混合而成，其特征在于水性反應性丙烯酸微凝膠乳液與水性氨基樹脂按5∶1～11∶1的質量比混合攪拌均勻后，用錐型磨磨至細度＜20μm，用100目篩網過濾，得到丙烯酸酯水性烘漆。