[發明專利]一種多重交聯改性的核殼結構室溫自交聯丙烯酸乳液及其制備方法

在審

• 申請號: 201910047222.1
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109824818A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 袁東明;楊天朝;張延強;賈永高
• 申請（專利權）人: 鄭州中科新興產業技術研究院;南陽星港涂料有限公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F212/08;C08F220/06;C08F222/06;C08F220/20;C08F220/58;C08F220/28;C08F220/48;C08F230/02;C08F283/06;C08F2/30
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 王紅培

本發明公開了一種多重交聯改性的核殼結構室溫自交聯丙烯酸乳液及其制備方法，屬高分子合成領域。該丙烯酸乳液的合成采用預乳化?半連續種子核殼聚合工藝合成，通過對核層和殼層軟硬單體配比進行控制，并在殼層引入雙丙酮丙烯酰胺類、羥甲基丙烯酰胺類、甲基丙烯酸乙酰氧基乙酯等交聯單體，制備出了具有核殼結構的、多重交聯改性的丙烯酸乳液。本發明的丙烯酸乳液具有優異的儲運穩定性，在室溫下就可以發生多重交聯反應固化成膜，顯著提高了丙烯酸涂膜的耐水性能、機械性能，改善了涂膜對金屬、玻璃、塑膠基材的附著力具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及高分子合成技術領域，具體涉及一種多重交聯改性的核殼結構室溫自交聯丙烯酸乳液及其制備方法。

背景技術

傳統的溶劑型涂料中有機溶劑占比達到50%-80%，這些有機溶劑易揮發且不易回收，極易引起火災，爆炸，而且污染嚴重，己經成為大氣的第二污染源。隨著人們環保意思的增強和系列環保法的出臺，環境友好已成為21世紀發展的主題，涂料行業也在往節能環保的方向發展，而水性丙烯酸涂料是環保型涂料中發展比較迅速的一個領域。

丙烯酸涂料因其具有成本低、附著力好、成膜性能優異、乳液儲運穩定性好等優勢，廣泛應用于機械制造、交通運輸、輕工、化工、建筑等領域。目前國內市場上大部分水性丙烯酸樹脂屬于單組份體系，分子間只存在氫鍵、范德華力，不能形成穩定的化學鍵，普遍存在耐水性差、低溫變脆、高溫回黏等缺點，嚴重限制了其在高新技術領域的應用。

目前提高丙烯酸類乳液性能的方法主要有：（1）在丙烯酸樹脂分子鏈上引入可交聯的官能團，制備交聯型丙烯酸乳液；（2）通過在丙烯酸分子鏈上引入功能單體以提高其某方面性能；（3）采用物理機械共混的方法，向丙烯酸乳液中引入第二種甚至是第三種其他種類的樹脂，制備高分子合金以實現其物理化學性能的最優化。然而，通過引入功能單體進行改性往往只能改善涂膜的單一性能，而且成本較高；采用物理共混雖然能夠在一定程度上提高材料的性能，但是容易出現相分離，涂料的儲運穩定性較差，影響后期涂膜的性能。而采用交聯技術改性丙烯酸乳液，不僅污染小，加工過制備工藝簡單，成本低，而且在固化過程中形成三維網狀結構，使涂膜的耐水性、耐溶劑性、熱穩定性、低溫變脆、高溫回黏等缺陷同時得到改善，受到了國內外學者的普遍關注。

發明內容

本發明提出了一種多重交聯改性的核殼結構室溫自交聯丙烯酸乳液及其制備方法，采用預乳化-半連續核殼乳液聚合方式制備，使交聯基團盡可能的富集在乳膠粒子殼層，最大限度的提高交聯集團的利用率，降低交聯單體的用量，降低原料成本。

實現本發明的技術方案是：一種多重交聯改性的核殼結構室溫自交聯丙烯酸乳液，包括以下重量份的原料：乙烯基類軟單體10-30、乙烯基類硬單體5-20、功能單體1-10、交聯單體0.5-5、交聯劑0.5-5、乳化劑0.5-3、引發劑0.1-0.5、附著力促進劑1-3、去離子水35-70、碳酸氫鈉0.5-1。

所述乙烯基類軟單體選自甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸異辛酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸正辛酯中的一種或任意幾種組合；所述乙烯基類硬單體選自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈中的一種或任意幾種組合。

所述功能單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、順丁烯二酸酐、衣糖酸、甲基丙烯酸羥乙酯中的一種或任意幾種組合；所述交聯單體為雙丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酰氧基乙酯、N-羥甲基丙烯酰胺中的至少一種。

所述交聯劑為己二酸二酰肼、丁二酸二酰肼中的至少一種；所述乳化劑為烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚單磷酸、二甲基乙烯基磷酸酯中的至少兩種；所述附著力促進劑為甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯。

所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉中的至少一種。

所述交聯丙烯酸乳液的固含量為30%-65%。