[發(fā)明專利]一種水性丙烯酸乳液及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010745378.X
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111944103B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 孟凱;王旭朋;宋延林;張瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08F285/00
• 分類號: C08F285/00;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/58;C08F220/40;C09D151/00
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;喬雪微

1.一種水性丙烯酸乳液，以重量份計，由以下組分制備而得：甲基丙烯酸2-4份、硬單體45-50份、軟單體19-30份、功能單體15-18份、交聯(lián)單體5-8份、引發(fā)劑0.5-1份、乳化劑2-6份、緩沖劑0.5-1份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.4-0.8份、第一交聯(lián)劑0.5-1份、第二交聯(lián)劑0.5-1份、pH值調(diào)節(jié)劑3-5份、聚氨酯大單體2-3.2份、改性SiO₂顆粒1-1.5份、水120-150份和消泡劑0.5-1份；

其中，所述硬單體的Tg＞50℃，所述軟單體的Tg＜50℃；

其中，所述改性SiO₂顆粒由以下方法處理得到：在反應釜中加入70wt%的乙醇、30wt%的去離子水，再加入未處理的SiO₂顆粒和硅烷偶聯(lián)劑，在30℃進行攪拌，反應1-4h結(jié)束后，將反應所得產(chǎn)物進行離心分離、并用乙醇反復洗滌，在室溫干燥后，即可得到改性SiO₂顆粒；

其中，所述聚氨酯大單體由以下方法制備得到：將占反應原料總量0.01-0.05wt%的二月桂酸二丁基錫、50-70wt%的二元醇、20-30wt%的二異氰酸酯加入到反應釜中，在反應溫度為80-90℃下反應2-3h，然后將占反應原料總量5-12wt%的一元醇和5-10wt%的丙烯酸羥乙酯混合物加入到上述反應釜中反應2-3h，降溫出料，得到聚氨酯大單體；

其中，所述水性丙烯酸乳液由以下方法制得：

（1）將乳化劑、緩沖劑、第一部分引發(fā)劑和水進行第一混合，得到混合液；

（2）將第一部分甲基丙烯酸、第一部分硬單體、改性SiO₂顆粒和第二部分引發(fā)劑引入所述混合液，得到第一溶液；

（3）將第二部分甲基丙烯酸、第一部分軟單體、功能單體、第一部分交聯(lián)單體、第二部分硬單體、第一部分第一交聯(lián)劑、第一部分鏈轉(zhuǎn)移劑、聚氨酯大單體和第三部分引發(fā)劑引入所述第一溶液，得到第二溶液；

（4）將第三部分硬單體、第二部分軟單體、第二部分交聯(lián)單體、第二部分第一交聯(lián)劑、第二部分鏈轉(zhuǎn)移劑和第四部分引發(fā)劑引入所述第二溶液，得到第三溶液；

（5）將第二交聯(lián)劑、pH值調(diào)節(jié)劑和消泡劑引入所述第三溶液，得到水性丙烯酸乳液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸乳液，其中，所述水性丙烯酸乳液中含有乳膠粒子，所述乳膠粒子具有核層、中間層和殼層，所述核層的Tg為110-120℃，所述中間層的Tg為15-25℃，所述殼層的Tg為50-65℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性丙烯酸乳液，其中，所述核層由核層單體在所述改性SiO₂顆粒的表面經(jīng)引發(fā)劑引發(fā)聚合而得，所述核層單體含有甲基丙烯酸和硬單體。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性丙烯酸乳液，其中，所述中間層由中間層單體經(jīng)引發(fā)劑引發(fā)聚合而得，所述中間層單體含有甲基丙烯酸、軟單體、功能單體、硬單體、交聯(lián)單體、第一交聯(lián)劑和聚氨酯大單體。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性丙烯酸乳液，其中，所述殼層由殼層單體經(jīng)引發(fā)劑引發(fā)聚合而得，所述殼層單體含有硬單體、軟單體、交聯(lián)單體和第一交聯(lián)劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性丙烯酸乳液，其中，在所述乳膠粒子中，所述核層、中間層和殼層的重量比為0.5-1.5：4：4.5-5.5。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項所述的水性丙烯酸乳液，其中，所述硬單體選自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯和苯乙烯中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水性丙烯酸乳液，其中，所述軟單體選自丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯和丙烯酸異辛酯中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水性丙烯酸乳液，其中，所述功能單體選自丙烯酸四氫呋喃酯、甲基丙烯酸四氫糠基酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和叔碳酸乙烯酯中的至少一種。