[發明專利]一種含磺酸鹽的聚丙烯酸酯水分散體及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201810154740.9
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN108359048A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 瞿金清;廖珊珊
• 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;C08F220/06;C08F220/20;C08F220/58;C08J3/07;C09D175/04;C08F228/02;C08F283/06;C08F222/02;C08L33/14;C08L33/24;C08L51/
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

本發明公開了一種含磺酸鹽的聚丙烯酸酯水分散體及其制備方法與應用，該方法為先將所有丙烯酸單體與鏈轉移劑混合制備混合液I，將乙烯基磺酸鹽單體、引發劑與有機溶劑溶解配制成混合液II，向反應釜內加入10?30％混合物I和10?20％混合物II，攪拌升溫至80?95℃反應，加入剩余混合物I和混合液II，保溫、中和與乳化得到含磺酸鹽的聚丙烯酸酯水分散體；將該水分散體與水性固化劑混配制膜，其干燥漆膜的水接觸角低于40°，光澤度大于98°，硬度達2H，親水性強、耐水性好、光澤度高、硬度高及附著力好，可用于塑料鏡片、汽車擋風玻璃等的涂裝保護，具有透明度高、防霧及易清潔作用。

技術領域

本發明涉及一種聚丙烯酸酯水分散體，特別涉及一種含磺酸鹽的聚丙烯酸酯水分散體及其制備方法與在塑料用親水涂料中的應用，屬于精細化工合成領域。

背景技術

隨著生活水平的不斷提高，提高透明材料如塑料鏡片、汽車擋風玻璃等的防霧性能，減少因霧化而帶來的不便成為了普遍需求，親水涂料作為突出的防霧材料越發引起重視。親水性防霧涂料通過改善基材表面的潤濕性，使水滴可以快速均勻鋪展在基材表面，降低基材表面的靜態水接觸角；當某表面與水分的接觸角小于40°時，一般會被認為具有親水性防霧能力；接觸角在此范圍內，雖然仍存在冷凝作用，但表面依然可保持光學透明。

親水性防霧材料主要包括親水性表面活性劑、無機親水防霧材料、有機/無機雜合型親水防霧涂料、有機聚合物親水防霧涂料；其中親水性表面活性劑雖然成本低，但組分為小分子而使得其使用壽命短，不耐擦拭；無機親水防霧材料常常需要高溫固化，固化溫度在150℃以上，不適用于塑料基材；有機/無機雜合型親水涂料貯存穩定性和透明性難以達到要求。有機聚合物親水防霧涂料具有明顯的優勢，其防霧效果好，親水性能由極性親水基團如羥基、羧基等提供；目前有機親水涂料仍存在涂膜親水但不耐水，親水性保持時間不長，多數涂膜需要高溫(100℃)以上固化，難以在塑料表面應用。

中國發明專利申請201410429192.8公開了一種水性丙烯酸防霧涂料及其制備方法，該防霧涂料由對基材有優異附著力的底層涂料和親水性的面層涂料組成，底漆和面漆皆為聚丙烯酸酯乳液，二層涂料雖能提高涂膜的附著力，但涂膜層透明性下降，而且二層涂膜增加施工成本；中國發明專利申請201410087145.X公開了一種超親水有機硅涂料的制備方法，該方法需要高溫(120℃)固化，不適用于透明塑料表面。

發明內容

本發明目的之一是克服現有技術存在的問題，提供一種含磺酸鹽的聚丙烯酸酯水分散體及其制備方法；所制得的含磺酸鹽聚丙烯酸酯水分散體制備的涂膜具有透明度高、光澤度高、親水性佳、耐水性好、涂膜親水保持時間長等優點。

本發明的目的之二是提供上述含磺酸鹽的聚丙烯酸酯水分散體在塑料用親水涂料中應用。

為了實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

一種含磺酸鹽的聚丙烯酸酯水分散體的制備方法，包括以下步驟：

(1)含磺酸鹽的聚丙烯酸酯的制備：將所有丙烯酸單體與鏈轉移劑混合制備混合液I，將乙烯基磺酸鹽單體、引發劑與有機溶劑溶解配制成混合液II，向反應釜內加入10-30％混合物I和10-20％混合物II，攪拌升溫至80-95℃反應30-60min，將剩余混合物I和混合液II分別在4-6h內加入到反應釜中，然后保溫0.5-2h，降溫至40-70℃以下，加入中和劑中和，得到含磺酸鹽的聚丙烯酸酯；

(2)水分散體的制備：加入所述含磺酸鹽的聚丙烯酸酯質量的1-3倍水乳化至固體含量為20-40％，得到含磺酸鹽的聚丙烯酸酯水分散體；

所述丙烯酸單體由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、含羥基丙烯酸單體和含羧酸的丙烯酸單體組成；

所述的甲基丙烯酸烷基酯為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸異冰片酯中的一種或多種；