[發明專利]一種醇酸-丙烯酸酯雜化乳液的制備方法

有效

• 申請號: 201310733101.5
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103709334A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 王兆安;姜顯華;曹緒梅;劉洪海;李振華
• 申請（專利權）人: 青島樂化科技有限公司
• 主分類號: C08F283/01
• 分類號: C08F283/01;C08F2/30;C08F2/26;C08G63/49;C09D151/08
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及一種乳液制備方法，特別是涉及一種醇酸-丙烯酸酯雜化乳液的制備方法，屬于高分子化學及乳液聚合技術領域。

背景技術

涂料及涂裝行業所排出的揮發性有機化合物（VOC），包括能引起大氣層氧化容量和酸度變化（導致酸雨），及產生光化學煙霧的碳氫化合物、有機鹵化物、有機硫化物等。環保法規的日趨完善，環保意識的不斷增強，將無毒、廉價的水引入涂料中，既能節省資源，降低成本，又可降低VOC的排放，這使得水性涂料得以迅猛發展。

醇酸樹脂具有氧化自交聯、涂層豐滿、裝飾性好、易施工的特點，綜合性能好，并以植物油——可再生資源為原料，具有可持續發展和“綠色”特性，在涂料行業占有舉足輕重的地位，用量最大。我國醇酸樹脂產量在120萬噸/年以上，主要以200#汽油為溶劑，傳統的醇酸樹脂涂料含有40%以上的烴溶劑，生產、施工大約消耗100萬噸/年以上的有機溶劑，既污染環境又浪費能源。

根據《中國涂料行業“十二五”規劃》關于涂料行業的發展方向：第一是清潔生產，第二是循環經濟，第三是環境友好，第四是節能減排。醇酸樹脂水性化則是醇酸樹脂的主要發展趨勢之一。單一的水溶性醇酸樹脂或乳液性醇酸樹脂雖然具有成膜性好、光澤高等優點，但其涂膜干燥慢，硬度低，現在大多用改性的方法來提高水性醇酸樹脂的性能，其中以丙烯酸樹脂改性的方式研究較多，可以將醇酸乳液的高光澤、滲透性及丙烯酸乳液的快干性、耐候性等優點相結合。

但現在公開的丙烯酸改性醇酸雜化乳液研究成果中，主要采用預乳化半連續滴加工藝合成，乳液體系中醇酸樹脂所占比例較少，乳液固含量低，不僅成本高，成膜性也不理想，成膜過程需要加入常規的乳液成膜助劑。因此研究固含量高、醇酸樹脂含量高、不用成膜助劑及干性快的雜化乳液，對水性醇酸樹脂在工業涂料中的應用推廣、降低涂料行業成本、減少VOC排放方面更有現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種醇酸-丙烯酸酯雜化乳液的制備方法，該方法制備的醇酸-丙烯酸酯雜化乳液具有成膜快，不需添加成膜助劑等優點。

本發明所采用的技術解決方案是：

一種醇酸-丙烯酸酯雜化乳液的制備方法，包括以下步驟：

（1）醇酸樹脂制備：以干性油與季戊四醇為原料制得含有不飽和雙鍵的氣干性醇酸樹脂，油度在45～65%，酸值≤12mgKOH/g，黏度7～8s（在25℃以格式管測定）；

（2）醇酸樹脂預乳化：向步驟（1）制備的醇酸樹脂中加入油性醇酸樹脂催干劑、油性引發劑及乙烯基單體，攪拌混合均勻；然后加入去離子水、乳化劑及水性引發劑，在室溫下經乳化機高速乳化，乳化過程中，容器浸在冰水中，保持恒定溫度，得醇酸樹脂預乳液，備用；

（3）乙烯基單體預乳化：將乳化劑、乙烯基單體、去離子水混合均勻后，經乳化機高速分散10～20分鐘，得到乙烯基單體預乳液，備用；

（4）醇酸-丙烯酸酯雜化乳液制備：采用種子乳液聚合方法，在裝有冷凝器、機械攪拌器、氮氣通入管、分液漏斗及溫度計的四口瓶中，先通入氮氣清除空氣，然后將NaHCO3、去離子水、乳化劑加入四口瓶中，在攪拌下升溫至70℃，加入乙烯基單體預乳液，保溫5min后，加入水性引發劑，得到呈藍光的種子乳液；接著升溫至80℃，在保溫下滴加入醇酸樹脂預乳液，然后90℃保溫1h；再降溫至65℃，先加入叔丁基過氧化氫，保溫20min，再加入甲醛合次硫酸氫鈉，保溫30in，進行單體消除反應；最后降溫至30℃，用pH調節劑調節乳液pH值至7-8，過濾，包裝。

優選的，步驟（1）中所述氣干性醇酸樹脂的制備步驟如下：

（101）醇解：將精制豆油與季戊四醇在220℃～240℃進行酯交換反應，至取樣測定質量百分比濃度95%乙醇25℃容忍度為（3～5）:1作為醇解終點；

（102）酯化：步驟（101）完成后，繼續加入苯二甲酸酐與二甲苯，在200℃保溫1h，然后升溫到215～220℃保溫2h，測酸值、黏度，當酸值≤12mgKOH/g，并在25℃以格式管測定黏度為7～8s后，立即停止加熱，開始降溫，溫度降至150℃，減壓蒸出醇酸樹脂中的二甲苯；再降溫至60℃，抽出醇酸樹脂，在氮氣保護下加入醇酸樹脂重量7～10%的疏水劑，攪拌稀釋，過濾備用。

上述精制豆油與季戊四醇的質量比優選為（3～4）:1；苯二甲酸酐、二甲苯的加入量與季戊四醇的質量比優選為（1.5～2）:（0.2～0.3）:1。

步驟（102）中，所述疏水劑優選為十六烷、正癸烷、十六烷醇或聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種組合。