[發明專利]一種水性丙烯酸乳液及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011117097.6
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112409531A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 周學軍
• 申請（專利權）人: 惠州市惠陽區嘉泰涂料有限公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/06;C08F220/14;C08F220/32;C08F220/58;C09D133/10
• 代理公司: 廣東創合知識產權代理有限公司 44690
• 代理人: 趙瑾

本發明屬于高分子合成技術領域。一種水性丙烯酸乳液，包括以下組分：丙烯酸軟單體、丙烯酸硬單體、功能單體、交聯單體、引發劑、乳化劑、中和劑、助劑、pH調節劑以及余量的水；其中，所述丙烯酸軟單體為2?丙烯酸?2?乙基己酯和丙烯酸異辛酯；所述丙烯酸硬單體為甲基丙烯酸異冰片酯；所述功能單體為丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯；所述交聯單體為甲基丙烯酸四氫糠基酯、雙丙酮丙烯酰胺、和己二酸二酰肼。本發明水性丙烯酸乳液具有良好的附著力、耐熱穩定和耐抗性能，將其應用于水性涂料中可提高漆膜的硬度、耐水、耐劃傷和耐化學品性能。

技術領域

本發明屬于高分子合成技術領域，具體涉及一種水性丙烯酸乳液及其制備方法和應用。

背景技術

以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等單體為主要原料合成的共聚物為并丙烯酸樹脂，丙烯酸樹脂具有良好的附著力、耐候性，以其作為成膜物質的涂料為丙烯酸樹脂涂料，丙烯酸樹脂涂料因其具有良好的耐候、耐腐蝕、耐污染性能而被廣泛應用。現有的丙烯酸樹脂主要是溶劑型，對環境污染大，而水性丙烯酸樹脂與溶劑型丙烯酸樹脂相比附著力、耐水性、耐鹽霧性、耐磨性、硬度、耐沖擊性、抗濕性、耐溶劑性能較差，自干成膜后，涂層以顆粒堆積而形成，固化溫度高，含有水性丙烯酸樹脂的涂料低溫下不易成膜，需在高溫下烘烤固化，涂料施工性能差。水性丙烯酸乳液的制備多采用離子型乳化劑，雖然乳化效果好，但對離子種類有要求，儲存穩定性差，在同類離子環境中容易出現分層現象，外加的離子型乳化劑游離于體系之外，易遷移，成膜后耐水性和耐鹽霧性差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種水性丙烯酸乳液，該水性丙烯酸乳液具有良好的附著力、耐熱穩定和耐抗性能，將其應用于水性涂料中可提高漆膜的硬度、耐水、耐劃傷和耐化學品性能。

本發明的技術方案如下：

一種水性丙烯酸乳液，包括以下按質量百分比計算的組分：丙烯酸軟單體15-20％、丙烯酸硬單體30-45％、功能單體10-15％、交聯單體10-15％、引發劑0.1-2％、乳化劑0.1-5％、中和劑0.1-5％、助劑0.1-2％、pH調節劑0.1-5％以及余量的水；

其中，所述丙烯酸軟單體為2-丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸異辛酯；所述丙烯酸硬單體為甲基丙烯酸異冰片酯；所述功能單體為丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯；所述交聯單體為甲基丙烯酸四氫糠基酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼。

進一步的，所述引發劑為過硫酸銨或過硫酸鈉。

進一步的，所述乳化劑為質量比為1-3:1的非離子型乳化劑和陰離子型表面活性劑。

進一步的，所述非離子型乳化劑為異構醇聚氧乙烯醚和十二烷基酚聚氧乙烯醚，可提高乳液的附著力和潤濕性；所述陰離子表面活性劑為1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸銨，可乳化形成粒徑小且分布均勻的乳液，反應過程中氣泡生成量少，可有效提高乳液固化膜的附著力和機械性能。

進一步的，所述助劑為十二硫醇、十六烷醇、聚丙烯酸鈉中的至少一種。

進一步的，所述中和劑為質量比2-3:2-3:1的氨水、氫氧化鈉和2-氨基-2-甲基-1-丙醇。氨水和2-氨基-2-甲基-1-丙醇具有良好的揮發性能，可提高乳液的固化速度和成膜性能，提高固化膜的平整度和光澤度；氫氧化鈉作為一種強堿可提高功能單體的水溶性，提高乳化反應效率，乳液固化后殘留在膜中影響涂膜性能。

進一步的，所述pH調節劑為碳酸氫鈉。

一種所述的水性丙烯酸乳液的制備方法，包括以下步驟：

a.將引發劑配制成濃度為1.5-2％的引發劑水溶液；

b.將交聯單體雙丙酮丙烯酰胺和助劑混合，攪拌均勻后制得混合物A；