[發明專利]一種蒙脫土改性交聯丙烯酸酯雜化核殼乳液的制備方法

無效

• 申請號: 201210172308.5
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102702419A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 呂滿庚;張云飛
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F212/08;C08F220/18;C08F220/28;C08F2/44;C08F2/30;C08F2/26;C08K3/34;C09D133/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明涉及丙烯酸酯雜化核殼乳液聚合技術領域，具體涉及一種蒙脫土改性交聯丙烯酸酯雜化核殼乳液的制備方法。

背景技術

聚丙烯酸酯類乳液涂膜具有涂層強度高、粘結性好、耐候性好等特點，且通過合理的玻璃化溫度設計，可以設計出在常溫條件下自干成膜的乳液，因而被廣泛應用于建筑內外墻涂料、木器漆、皮革膠粘劑等工業領域。但同時，聚丙烯酸酯類乳液也有一些缺點，一方面大多數聚丙烯酸酯類樹脂屬于熱塑性樹脂，在其線性分子上缺少交聯點，難以形成三維網狀交聯涂膜，因而在高溫下易返粘，低溫時又缺乏彈性；另一方面丙烯酸酯類的極性基團影響丙烯酸酯類聚合物的耐水性。

針對上述聚丙烯酸酯乳液的缺點，人們一方面開發了有機硅、有機氟改性丙烯酸酯樹脂，通過共聚合或物理共混將有機硅、有機氟引入聚合物中來提高涂膜的耐水性和耐熱性能。

專利CN?101781390A描述了一種建筑外墻用核殼高硅硅丙乳液的制備方法，該方法先制備含不飽和雙鍵的有機硅低聚物乳液，然后在和丙烯酸酯類單體共聚制備硅丙乳液，該乳液涂膜具有優良的耐水性和耐沾污性。

專利CN102199241A介紹了一種水性含氟丙烯酸酯乳液的制備方法，研究表明經少量丙烯酸十三氟辛酯改性后的丙烯酸酯乳膠膜吸水率顯著降低。

專利CN?1594381A利用單體溶脹聚四氟乙烯微粉，制備聚四氟乙烯改性丙烯酸酯乳液制成的乳膠膜的耐水性較好，降低了生產成本。

另一方面，通過交聯技術來解決線形丙烯酸樹脂的易高溫返粘的缺點。

專利CN101092470A描述了一種高固體含量室溫交聯聚苯乙烯-丙烯酸酯（微）乳液聚合的制備方法，該方法的突出優點是在聚合過程中引入雙丙酮丙烯酰胺功能性單體，在制備出的乳液中加入含有肼基的單體后，制備的乳膠膜耐熱性有一定的提高，一定程度上克服了丙烯酸酯類聚合物的易高溫返粘的缺點。

有機-無機復合乳液是近年來出現的一種新型復合材料，它利用物理、化學方法將無機材料和有機聚合物在一定條件下復合在一起，既保持了傳統聚合物乳液的優良特點，又兼有無機材料的優點，已成為當前乳液聚合領域的研究熱點之一。其中蒙脫土以其原料豐富、價格低廉、及其特殊的層狀結構被廣泛的應用于制備有機無機雜化納米復合材料。

目前乳液聚合中用到的蒙脫土多是經過季銨鹽類改性的，以此來提高單體的插層效果。經季銨鹽改性的蒙脫土存在一個缺點是由于疏水性強，比較難分散在水中。

專利CN1143868C報道了一種原位乳液聚合制備聚丙烯酸酯/粘土納米復合材料的方法，該方法利用蒙脫土在水中的溶脹性來制備分散性較好的雜化乳液，避免了繁瑣的鈉基蒙脫土有機化的過程。

目前結合有機無機雜化技術制備蒙脫土改性交聯丙烯酸酯雜化核殼乳液的報道還比較少。

發明內容

針對現有的聚丙烯酸酯乳膠膜耐水性較差、高溫返粘和耐熱性能較差的缺陷，本發明的首要目的在于提供一種具有網絡互穿結構的蒙脫土改性交聯丙烯酸酯雜化核殼乳液的制備方法，該方法的成本較低。

本發明的另一目的在于提供由上述方法制備得到的具有網絡互穿結構的蒙脫土改性交聯丙烯酸酯雜化核殼乳液，該乳液可以室溫成膜，乳膠膜的光澤度可以調節，乳膠膜的耐水性、耐熱性顯著提高。

本發明的再一目的在于提供上述具有網絡互穿結構的蒙脫土改性交聯丙烯酸酯雜化核殼乳液的用途。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種蒙脫土改性交聯丙烯酸酯雜化核殼乳液的制備方法，包括以下步驟：

（1）鈉基蒙脫土懸浮液的制備

取0.43-1.35%的鈉基蒙脫土、0.72-0.90%的乳化劑和0.24-0.30%的緩沖劑分散在48-60%的水中，攪拌24-72h，得到鈉基蒙脫土懸浮液：

（2）種子乳液的制備

往鈉基蒙脫土懸浮液中加入1.5-2.2%的核單體混合物，加熱升溫至70-85℃，再加入2.4-3.0%的引發劑溶液，待體系出現淡藍色時，保溫0.5h，得到種子乳液；

（3）核乳液的制備

往種子乳液中滴加13.6-20.0%的核單體混合物，1.5-2h內滴完，70-85℃保溫1h，得到深藍色的核乳液；

（4）核殼乳液的制備

往核乳液中加入2.4-3.0%的引發劑溶液；滴加15-22%的殼單體混合物，2-3h內滴完；再加入1.2-1.5%的引發劑溶液，保溫2h，然后降溫至50℃，調節pH值至6-8，過濾，得到乳白色泛藍光的蒙脫土改性交聯丙烯酸酯雜化核殼乳液；