[發明專利]一種丙烯酸酯聚合物乳液及其制備方法

有效

• 申請號: 201410372753.5
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104151481B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 謝德龍;廖慨;張心亞;王利寧
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/18;C08F220/28;C08F220/06;C08F220/58;C08F2/26;C08F2/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及一種丙烯酸酯聚合物乳液，特別是涉及一種丙烯酸酯聚合物乳液及其制備方法。

背景技術

可再分散聚合物乳膠粉是聚合物乳液經干燥粉化技術得到一種可自由流動的粉末，加水再分散后，可生成和原來聚合物乳液性能相同、用途相似的再生乳液。制備出這種聚合物母體乳液及其乳膠粉，并在此基礎上開發的干粉建筑涂料有重要的經濟意義和社會意義。丙烯酸酯類聚合物以其優良的耐候性、耐水性、耐酸堿性、耐玷污性、無毒、對環境友好、廉價等性能廣泛運用于建筑材料領域。制備和開發丙烯酸類聚合物乳膠成為建筑材料研究的一個新方向。但在現有丙烯酸酯常規乳液聚合中，乳化劑是低分子量雙親物質，乳化劑只是物理吸附在乳膠粒表面，在乳液噴霧干燥過程中，體系從多相變為單相，低分子量乳化劑在制備工藝中易產生遷移，脫離乳膠粒表面，造成乳膠粒表面的活性物質缺乏，使乳膠粉在水中分散時不具有再分散性能。另外，為了滿足常溫成膜性能，現有的丙烯酸酯常規乳液的玻璃化轉變溫度比較低，在噴霧干燥中會發生粘連而失去再分散性。有專利通過設計制備了內軟外硬的乳液以減少噴霧干燥過程中發生粘連來制備可再分散聚合物乳膠粉，同時為了滿足乳膠粉的再分散性，在殼層加了大量親水單體，制備的可再分散聚合物乳膠粉雖然具有很好的流動性和再分散性，但再分散液成的膜耐水性差，且在低溫下不成膜，限制了丙烯酯類可再分散乳膠粉的使用。

發明內容

本發明的目的針對上述可再分散乳膠粉使用的乳液存在的不足，提供一種組成膠粒的聚合物玻璃化溫度(Tg)從膠粒中心至表面逐漸變化，同時引入具有內增塑的交聯型功能單體的丙烯酸酯聚合物乳液；該丙烯酸酯聚合物乳液具有很好的成膜性，所成膜致密硬度高，可用于制備可再分散聚合物乳膠粉及滿足各種高性能涂料的要求。

為達到上述目的，本發明是這樣實現的：

一種丙烯酸酯聚合物乳液，由以下質量百分數的組分制成：

其中，將丙烯基酰胺引進到聚合物鏈上不僅能夠提高丙烯酸酯聚合物乳液的耐離子穩定性，同時能提高乳液與基材的粘結強度；而酰肼能與烷基羧酸反應，反應方程式如下：

一方面可以提高聚合物的交聯度和耐水性，同時提高聚合物分子鏈的柔韌性，降低乳液的最低成膜溫度，使得乳液在低溫下能夠成膜。

所述甲基丙烯酸烷基酯為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯和/或甲基丙烯酸異辛酯。

所述丙烯酸烷基酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯和/或丙烯酸異辛酯。

所述羥烷基酯為丙烯酸‐2‐羥基乙酯、丙烯酸‐3‐羥基丙酯、丙烯酸‐2‐羥基丁酯、丙烯酸‐5‐羥基戊酯、丙烯酸‐6‐羥基己酯、甲基丙烯酸‐2‐羥基乙酯和/或甲基丙烯酸‐3‐羥基丙酯。

所述烷基羧酸為甲基丙烯酸和/或丙烯酸。

所述丙烯基酰胺為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N'‐亞甲基雙丙烯酰胺、N‐羥甲基丙烯酰胺和/或N‐異丙基丙烯酰胺，其引進到聚合物鏈上不僅能夠提高丙烯酸酯聚合物乳液的耐離子穩定性，同時能提高乳液與基材的粘結強度。

所述酰肼為對甲苯磺酰肼、N,N'‐二乙酰肼、順丁烯二酰肼、己二酰肼和/或癸二酸二酰肼，酰肼能與烷基羧酸反應，反應方程式如下，一方面提高聚合物的交聯度和耐水性，同時提高聚合物分子鏈的柔韌性，降低乳液的最低成膜溫度，使得乳液在低溫下能夠成膜。

所述引發劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉和/或過硫酸銨等過硫酸鹽類引發劑。

所述乳化劑為陰離子乳化劑和非離子乳化劑復配而成，陰離子乳化劑是十二烷基二苯醚磺酸二鈉(DSB)，十二烷基苯磺酸鈉(LAS)和/或十二烷基硫酸鈉(SDS)；非離子乳化劑是吐溫20(Tween‐20)，吐溫80(Tween‐80)，聚氧乙烯仲辛酚醚‐10(OP‐10)、和/或壬基酚聚氧乙烯醚(TX‐10)，其中陰離子乳化劑是為了提高乳液的機械穩定性，而非離子乳化劑是為了提高乳液的離子穩定性兩者的比例為1：1‐4：1。

所述水優選為去離子水。

丙烯酸酯聚合物乳液中組成膠粒的聚合物玻璃化溫度(Tg)從膠粒中心至表面逐漸變化，同時引入具有內增塑和交聯功能的的酰肼。

所述丙烯酸酯聚合物乳液的制備方法，其包括的步驟如下：