[發明專利]一種油酸改性的無皂丙烯酸乳液的制備方法

有效

• 申請號: 202011186530.1
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112279967B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 楊永全;田海長;田曉猛;郭延恒;李寧
• 申請（專利權）人: 廣東衡光新材料科技有限公司
• 主分類號: C08F265/06
• 分類號: C08F265/06;C08F212/08;C08F220/14;C08F220/18;C08F8/14;C08F220/06;C09D151/00;C09D5/08;C09D7/61
• 代理公司: 石家莊中和昇知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 13145
• 代理人: 付會平

本發明涉及丙烯酸乳液技術領域，具體為一種油酸改性的無皂丙烯酸乳液的制備方法，包括以下步驟：a)將環氧稀釋劑和不飽和脂肪酸混合，并反應得到改性油酸；b)將乙醇升溫后向其中滴加(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯類單體和/或苯乙烯、偶氮二異丁腈和硫醇的混合溶液，反應后得到丙烯酸樹脂溶液；c)將丙烯酸樹脂溶液和改性油酸混合，并在催化劑作用下進行高溫縮合反應，得到油酸改性丙烯酸樹脂；d)將油酸改性丙烯酸樹脂、氨水、(甲基)丙烯酸酯類單體和/或苯乙烯以及去離子水混合，在引發劑作用下進行乳液聚合，得到油酸改性的無皂丙烯酸乳液。本發明解決了目前丙烯酸乳液制備過程中需要添加成膜助劑，造成VOC排量增高的問題。

技術領域

本發明涉及丙烯酸乳液技術領域，具體為一種油酸改性的無皂丙烯酸乳液的制備方法。

背景技術

乳液性涂料按照基材的不同分為聚醋酸乙烯乳液和丙烯酸乳液兩大類，但是不管哪種涂料都含有或多或少的VOC，VOC即揮發性有機化合物，對人體健康有巨大影響，當VOC達到一定濃度時，短時間內人們會感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴重時會出現抽搐、昏迷，誘發呼吸道疾病和白血病，并會傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經系統，造成記憶力減退等嚴重后果。

目前，丙烯酸乳液在聚合過程中引入難以徹底清除的小分子有機化合物，包括未反應單體、由單體引入的有機雜質、由表面活性劑或引發劑分解產生的有機物。且因丙烯酸乳液自身結構特點，不加成膜助劑則存在漆膜發粘、耐沾污性能差的缺點，加入成膜助劑后，成膜助劑能促進高分子化合物塑性流動和彈性變形，改善聚結性能，能在較廣泛施工溫度范圍內成膜的物質，而成膜助劑是一種易消失的增塑劑，加入成膜助劑后的乳膠漆絕對VOC含量較高。由此，丙烯酸乳液制備過程中使用的成膜助劑成為VOC的主要來源之一。

為實現“綠色發展”的戰略目標，國家及地方不斷出臺各項環保政策，引導企業在生產過程中和用戶在終端產品使用時降低VOC的排放。因此，開發一種制備過程中不使用成膜助劑的丙烯酸乳液，勢必將進一步提升整個行業的環保水平。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種油酸改性的無皂丙烯酸乳液的制備方法，旨在解決目前丙烯酸乳液制備過程中需要添加成膜助劑，造成VOC排量增高的問題。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種油酸改性的無皂丙烯酸乳液的制備方法，包括以下步驟：

a)將環氧稀釋劑和不飽和脂肪酸混合，并進行開環酯化反應，得到改性油酸；

b)將乙醇升溫后向其中滴加(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯類單體和/或苯乙烯、偶氮二異丁腈和硫醇的混合溶液，反應后得到丙烯酸樹脂溶液；

c)將所述丙烯酸樹脂溶液和改性油酸混合，并在催化劑作用下進行高溫縮合反應，得到油酸改性丙烯酸樹脂；

d)將所述油酸改性丙烯酸樹脂、氨水、(甲基)丙烯酸酯類單體和/或苯乙烯以及去離子水混合，在引發劑作用下進行乳液聚合，得到油酸改性的無皂丙烯酸乳液。

本發明的進一步改進在于，步驟a)中所述環氧稀釋劑為單官能團環氧稀釋劑；所述環氧稀釋劑包括丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、C12-C14脂肪縮水甘油醚、芐基縮水甘油醚中的一種或多種；所述不飽和脂肪酸包括豆油酸、亞麻油酸、桐油酸、脫水蓖麻油酸中的一種或多種。

本發明的進一步改進在于，步驟a)中所述環氧稀釋劑、不飽和脂肪酸的用量按重量份數計為：環氧稀釋劑25～55份、不飽和脂肪酸45～75份；所述步驟a)中開環酯化反應的溫度為135～160℃，反應時間為1～6h，直至pH小于10。

本發明的進一步改進在于，所述步驟b)具體為：將乙醇加熱升溫至70～80℃，向其中滴加(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯類單體和/或苯乙烯、偶氮二異丁腈與硫醇的混合溶液，滴加時間為2～5h，滴加完成后在70～80℃之間保溫2～4h，得到丙烯酸樹脂溶液。