[發明專利]一種六方氮化硼改性丙烯酸酯核殼乳液的制備方法

在審

• 申請號: 201910828163.1
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110467706A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 張旗;劉詩;劉治田;王成;劉曉
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C08F285/00
• 分類號: C08F285/00;C08F292/00;C08F220/18;C08F220/14;C08F220/06;C09D151/00;C09D5/18
• 代理公司: 33246 浙江千克知識產權代理有限公司
• 代理人: 裴金華<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明提供一種六方氮化硼改性丙烯酸酯核殼乳液的制備方法，屬于高分子乳液技術領域，包括以下步驟，（1）將核單體混合物、殼單體混合物分別單獨加入乳化劑溶液中，得到核預乳化液、殼預乳化液；（2）將緩沖劑水溶液、1/4?1/3體積的引發劑溶液、2/5?1/2體積的核預乳化液混合，得種子乳液；(3)向種子乳液中同時滴加剩余的核預乳化液、1/4?1/3體積的引發劑溶液，升溫、保溫，得到核層乳液；(4)向核層乳液中同時加入剩下的引發劑溶液和殼預乳化液，升溫，冷卻后得核殼乳液。本發明制備的丙烯酸酯核殼乳液，內軟外硬結構的乳膠粒子成膜后，殼層“硬”單體鋪展在涂膜表面形成一層堅硬的“保護層”，使水分難以侵入，降低吸水率、提高了乳液的防水性，成膜溫度低。

技術領域

本發明屬于高分子乳液技術領域，具體涉及一種六方氮化硼改性丙烯酸酯核殼乳液的制備方法。

背景技術

丙烯酸酯乳液作為一種丙烯酸酯類單體通過乳液聚合自聚或共聚得到的產物，作為水性成膜物廣泛應用于水性涂料中。成膜物是構成涂膜的物質，能將涂料中各個成分融合一起。成膜物的性質對涂料涂膜的性能發揮起決定性作用，要保證涂層的各個理化性能優異。乳液有較強的粘結力，當涂層干燥固化后，在被保護基材上形成一層保護膜。一般傳統的乳液作為成膜物往往會有各種缺陷、如成膜溫度高、附著力、防水性差等，如專利CN109929067A中公開了一種使用常規方法制備核殼結構丙烯酸乳液的制備方法，雖然其VOC低，較為環保，但仍克服不了普通丙烯酸乳液成膜溫度高、防水性差的缺點，為了提高聚合物乳液的機械性能、耐水性能，降低成膜物溫度，可采用乳液聚合方法對乳液進行改性，利用其核層和殼層不同的玻璃化溫度，使低玻璃化溫度的軟相能夠在成膜時變形；高玻璃化溫度的硬相賦予涂膜較高的硬度，從而提高涂膜的綜合性能。

常用的核殼乳液聚合的方法有間歇法、半連續法和平衡溶脹法。其中半連續法是一種饑餓態加料方式，種子乳膠粒表面及其內部的殼層單體濃度均很低，適宜合成核殼結構乳液，得到了廣泛應用，如專利CN108997519A中提到的一種耐水性超細粒徑丙烯酸酯乳液就是使用半連續法得到的，雖然乳液粒徑小，但是固含量不夠高，會影響乳液的綜合性能。有研究表明，在乳液聚合過程中添加一些無機物可以提高乳液性能，如專利106750038 B中，采用蓖麻油改性乳液，提高涂料耐鹽霧性能、耐腐蝕性能，但制備蓖麻油改性單體時需要真空脫水，對反應條件及設備嚴苛，專利CN 102391412 B的有機硅改性丙烯酸酯核殼乳液就是用有機硅對丙烯酸酯核殼乳液進行改性，雖然改性后性能大大的提高，但是由于有機硅價格較貴，不適宜廣泛應用。專利CN102174143 B的含氟丙烯酸乳液，改性后固含量大于45%，涂膜接觸角大于100⁰，但是含鹵族元素氟，不能應用于水性環保涂料中。

發明內容

有鑒于此，為了克服丙烯酸酯在使用過程中成膜溫度高、膠膜硬度低、耐水性差等缺點，本發明提供一種六方氮化硼改性丙烯酸酯核殼乳液的制備方法，該方法制備工藝簡單、成膜溫度低，制得的乳液具有良好的耐水性、熱穩定性。

本發明為一種六方氮化硼改性丙烯酸酯核殼乳液的制備方法，包括以下步驟：

（1）預乳化液的制備:將濃度為0.02-0.03g/ml的乳化劑溶液，分成第一乳化

劑溶液、第二乳化劑溶液、第三乳化劑溶液，將由軟單體、硬單體、改性六方氮化硼組成的核單體混合物加入第一乳化劑溶液，在室溫下充分攪拌，進行乳化，制得1.5-2g/ml核預乳化液；將由軟單體、硬單體、交聯單體組成的殼單體混合物加入第二乳化劑溶液，在室溫下充分攪拌，進行乳化，1.2-1.5g/ml殼預乳化液，預乳化的時間為40-60min；將緩沖劑溶解到第三乳化劑溶液，制得0.01-0.02g/ml緩沖劑水溶液；將引發劑溶解于去離子水中，制得0.02-0.03g/ml引發劑溶液；