专利名称：一种常温自交联丙烯酸乳液及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种丙烯酸乳液，特别是涉及一种常温自交联丙烯酸乳液。本发明还涉及上述常温自交联丙烯酸乳液的制备方法。
背景技术：
乳液的种类很多，如醋丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液、有机硅改性乳液等。常温自交联丙烯酸乳液通常的制备方法是重量百分比50 52%的去离子水、 35 45%的丙烯酸单体、2 3%的乳化剂，在0.2 0.4%引发剂的体系下，经自由基聚合反应得到。近几年来，随着人们对环保意识的提高及国家对环保要求的强制政策，涂料行业向水性涂料、高固含涂料等涂料转型是一个必然趋势。水性涂料常规用丙烯酸乳液成膜后耐水性欠佳，且存在高温回粘、低温变脆等问题，因此，为更好地满足顾客需求、保证市场需求，研发耐水、耐油等性能优异的水性成膜物，是摆在每个工程技术人员和企业面前的重要课题。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种在保证最终产品的质量与同类产品相比没有任何降低的情况下，耐水、耐油性更好，大大改善了高温回粘、低温变脆问题的常温自交联丙烯酸乳液。本发明的一种常温自交联丙烯酸乳液，其由下述原料通过自由基引发聚合而成 所述原料及其重量份数配比如下50 52份去离子水、2 3份乳化剂RN-30、12 16份丙烯酸丁酯、22 28份甲基丙烯酸甲酯、0. 5 1份丙烯酸羟乙酯、0. 3 0. 6份丙烯酸、 0. 4 0. 8份乙烯基三甲氧基硅烷、0. 1 0. 3份碳酸氢钠、0. 2 0. 4份过硫酸铵、1 2 份双丙酮丙烯酰胺、0. 5 1. 5份己二酰胼、0. 1 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢、0. 1 0. 14份还原剂雕白块和0. 3 0. 6份氨水。本发明的一种常温自交联丙烯酸乳液，由于其自由基引发聚合而成所述原料及其重量份数配比如下50 52份去离子水、2 3份乳化剂RN-30、12 16份丙烯酸丁酯、 22 28份甲基丙烯酸甲酯、0. 5 1份丙烯酸羟乙酯、0. 3 0. 6份丙烯酸、0. 4 0. 8份乙烯基三甲氧基硅烷、0. 1 0. 3份碳酸氢钠、0. 2 0. 4份过硫酸铵、1 2份双丙酮丙烯酰胺、0. 5 1. 5份己二酰胼、0. 1 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢、0. 1 0. 14份还原剂雕白块和0. 3 0. 6份氨水。因此相对于现有技术而言，采用硅改性的核壳分子结构的合成工艺，另外在聚丙烯酸酯大分子上引入了化学性能活泼的酮羰基，最终使得本发明的常温自交联丙烯酸乳液相比常规丙烯酸乳液，解决了耐水、耐油性欠佳的问题，也大大改善了高温回粘、低温变脆等弊病，因此更好地满足了顾客需求、保证了市场需求，也大大增强了企业在市场上的竞争力。本发明同时还提供了一种在保证最终产品的质量与同类产品相比没有任何降低的情况下，耐水、耐油性更好，大大改善了高温回粘、低温变脆问题的常温自交联丙烯酸乳液的制备方法。本发明的一种常温自交联丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤A.前期单体预乳化将50 52份去离子水中的1/3量、2 3份乳化剂RN-30中的2/3量、12 16份丙烯酸丁酯、22 观份甲基丙烯酸甲酯、0. 5 1份丙烯酸羟乙酯、 0. 3 0. 6份丙烯酸、0. 1 0. 3份碳酸氢钠和1 2份双丙酮丙烯酰胺在搅拌状态下依次投入预乳化滴加罐中，封闭投料口，取样中控检测，待物料呈均勻稳定的分散相后，停止搅拌备用；B.引发将50 52份去离子水中的1/3量和0. 2 0. 4份过硫酸铵的1/2量在搅拌状态下依次投入引发剂滴加罐中，充分溶解后备用；C.中期单体滴加聚合将50 52份去离子水中的1/3量和2 3份乳化剂RN-30 中的1/3量和0. 2 0. 4份过硫酸铵的1/2量，在搅拌状态下依次投入反应釜中，封闭投料口并开始升温至85°C时，开始同步勻速滴加上述A步骤和B步骤产生的组分，温度控制在 83 87°C，控时100 120min，当A步骤产生的组分滴加至其总量的2/3时，即当预乳化滴加罐中预乳化组分剩余1/3时，停止滴加并保温15min，然后将0. 4 0. 8份乙烯基三甲氧基硅烷在搅拌状态下加入预乳化滴加罐中搅拌IOmin后将与乳液滴加罐中液体继续滴加入反应釜中，控时50 60min内滴加完毕，自然保温120min以上；D.后期再引发待上述C步骤产生的组分保温完毕后将反应体系降温至70V以下，缓慢加入0. 1 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢和0. 10 0. 14份还原剂雕白块，再降温至:35°C以下加入0. 3 0. 6份氨水，调整PH值至8. 0 8. 5，继续降温至30°C以下加入 0. 5 1. 5份己二酰胼，继续搅拌10-20min后停止搅拌，之后过滤包装即可得到常温自交联丙烯酸乳液。本发明的一种常温自交联丙烯酸乳液的制备方法，由于采用上述步骤相对于现有技术而言，采用硅改性的核壳分子结构的合成工艺，另外在聚丙烯酸酯大分子上引入了化学性能活泼的酮羰基，最终使得本发明的常温自交联丙烯酸乳液相比常规丙烯酸乳液，解决了耐水、耐油性欠佳的问题，也大大改善了高温回粘、低温变脆等弊病，因此更好地满足了顾客需求、保证了市场需求，也大大增强了企业在市场上的竞争力。
具体实施例方式下面对本发明的常温自交联丙烯酸乳液及其制备方法作进一步详细说明。本发明的一种常温自交联丙烯酸乳液，其由下述原料通过自由基引发聚合而成 所述原料及其重量份数配比如下50 52份去离子水、2 3份乳化剂RN-30、12 16份丙烯酸丁酯、22 28份甲基丙烯酸甲酯、0. 5 1份丙烯酸羟乙酯、0. 3 0. 6份丙烯酸、 0. 4 0. 8份乙烯基三甲氧基硅烷、0. 1 0. 3份碳酸氢钠、0. 2 0. 4份过硫酸铵、1 2 份双丙酮丙烯酰胺、0. 5 1. 5份己二酰胼、0. 1 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢、0. 1 0. 14份还原剂雕白块和0. 3 0. 6份氨水。本发明的一种常温自交联丙烯酸乳液，由于其自由基引发聚合而成其由下述原料通过自由基引发聚合而成所述原料及其重量份数配比如下50 52份去离子水、2 3 份乳化剂RN-30、12 16份丙烯酸丁酯、22 观份甲基丙烯酸甲酯、0. 5 1份丙烯酸羟乙酯、0. 3 0. 6份丙烯酸、0. 4 0. 8份乙烯基三甲氧基硅烷、0. 1 0. 3份碳酸氢钠、0. 2 0. 4份过硫酸铵、1 2份双丙酮丙烯酰胺、0. 5 1. 5份己二酰胼、0. 1 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢、0. 1 0. 14份还原剂雕白块和0.3 0.6份氨水。相对于现有技术而言，采用硅改性的核壳分子结构的合成工艺，另外在聚丙烯酸酯大分子上引入了化学性能活泼的酮羰基，最终使得本发明的常温自交联丙烯酸乳液相比常规丙烯酸乳液，解决了耐水、耐油性欠佳的问题，也大大改善了高温回粘、低温变脆等弊病，因此更好地满足了顾客需求、保证了市场需求，也大大增强了企业在市场上的竞争力。本发明的一种常温自交联丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤A.前期单体预乳化将50 52份去离子水中的1/3量、2 3份乳化剂RN-30中的2/3量、12 16份丙烯酸丁酯、22 观份甲基丙烯酸甲酯、0. 5 1份丙烯酸羟乙酯、 0. 3 0. 6份丙烯酸、0. 1 0. 3份碳酸氢钠和1 2份双丙酮丙烯酰胺在搅拌状态下依次投入预乳化滴加罐中，封闭投料口，取样中控检测，待物料呈均勻稳定的分散相后，停止搅拌备用；B.引发将50 52份去离子水中的1/3量和0. 2 0. 4份过硫酸铵的1/2量在搅拌状态下依次投入引发剂滴加罐中，充分溶解后备用；C.中期单体滴加聚合将50 52份去离子水中的1/3量和2 3份乳化剂RN-30 中的1/3量和0. 2 0. 4份过硫酸铵的1/2量，在搅拌状态下依次投入反应釜中，封闭投料口并开始升温至85°C时，开始同步勻速滴加上述A步骤和B步骤产生的组分，温度控制在 83 87°C，控时100 120min，当A步骤产生的组分滴加至其总量的2/3时，即当预乳化滴加罐中预乳化剂剩余1/3时，停止滴加并保温15min，然后将0. 4 0. 8份乙烯基三甲氧基硅烷在搅拌状态下加入预乳化滴加罐中搅拌IOmin后将与乳液滴加罐中液体继续滴加入反应釜中，控时50 60min内滴加完毕，自然保温120min以上；D.后期再引发待上述C步骤产生的组分保温完毕后将反应体系降温至70V以下，缓慢加入0. 1 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢和0. 10 0. 14份还原剂雕白块，再降温至:35°C以下加入0. 3 0. 6份氨水，调整PH值至8. 0 8. 5，继续降温至30°C以下加入 0. 5 1. 5份己二酰胼，继续搅拌10-20min后停止搅拌，之后过滤包装即可得到常温自交联丙烯酸乳液。其中，单体预乳化具体过程是指首先将1/3配方组份的去离子水和2/3配方组份的乳化剂RN-30打入预乳化滴加罐，在充分搅拌的情况下使两者成为稳定的胶束相，然后按照单体的软硬性能依次加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺等，继续搅拌20 30min，最终使去离子水、乳化体系、单体体系三者呈均勻稳定的分散相。其中均勻稳定的分散相是指在乳化体系双亲结构的作用下，水相和单体相在胶束内部和外部之间存在着动态平衡的稳定的分散相。其中C步骤中的本发明的预乳化液的滴加过程，采用“核壳设计”的概念，制备出了具有硬壳/软核结构乳胶粒子的聚合物乳液。其具体过程是指在装有温度计、搅拌器、 回流冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中，加入将50 52份去离子水中的1/3量的去离子水和2 3份乳化剂RN-30中的1/3量的乳化剂RN-30，在搅拌的状态下升温至70_80°C加入 0. 2 0. 4份过硫酸铵的1/2量，升温至85°C时开始同步勻速滴加A步骤和B步骤产生的预乳化剂和引发剂。具体滴加过程为将A步骤产生的预乳化液分两部分滴加，其中滴加的第一部份滴加的量为预乳化液的2/3量，控时100-120min，控温83-87°C，滴加完第一部分后保温聚合15min后即可得到核乳液。然后开始勻速滴加第二部分预乳化液，其中剩余的预乳化液中需要将0. 4 0. 8份乙烯基三甲氧基硅烷在搅拌状态下加入预乳化滴加罐中搅拌lOmin，该过程控时50-60min，控温83-87°C，滴加完毕后保温聚合lh，即可制备出具有硬壳/软核结构的胶束粒子。其中B步骤产生的引发剂是持续滴加，与A步骤产生的预乳化组分同步控时控温。其中D步骤的具体过程是指待C步骤产生的组分保温聚合完毕后，将反应体系降温至70V以下，加入0. 1 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢和0. 10 0. 14份还原剂雕白块，控时20-40min，控温65-70°C，使反应体系的单体进一步聚合枝接，以提高其转化率。继续降温至35°C以下加氨水，调整体系的PH值为8. 0-8. 5，然后再降温至30°C以下，缓慢加入 0. 5 1. 5份己二酰胼组份，使其与B步骤引入的酮羰基在成膜过程中发生交联反应，以提高漆膜的性能。滴加完毕，继续搅拌10-20min，过滤即可得本发明的常温自交联丙烯酸乳液。实例1 普通乳液聚合工艺A 将按照重量份数比为50-52份去离子水的1/3，2_3份乳化剂RN-30的2/3， 12-16份丙烯酸丁酯，22-28份甲基丙烯酸甲酯，0. 5-1份丙烯酸羟乙酯，0. 3-0. 6份丙烯酸， 0. 1-0. 3份碳酸氢钠，在搅拌状态下依次投入预乳化滴加罐中，封闭投料口，取样中控，待物料呈均勻稳定相后，停搅拌备用。B 将0. 2-0. 4份过硫酸铵的1/2与50 52份去离子水的1/3，在搅拌状态下混合均勻，投入引发剂滴加罐中备用。C 将50-52份去离子水的1/3，2-3份乳化剂RN-30的2/3和0. 2 0. 4份过硫酸铵的1/2量，在搅拌下依次投入反应釜中，封闭投料口开始升温，待温度升至85°C时，开始同步勻速滴加A步骤产生的预乳化剂和B步骤产生的引发剂。整体技术控制指标为控温 85°C，控时160min，滴加完毕，自然保温120min。D 保温完毕后将反应体系降温至70°C以下，加入0. 1 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢和0. 10 0. 14份还原剂雕白块，再降温至35°C以下加入0. 3 0. 6份氨水，调整 PH值至8. O 8. 5，继续降温至30°C以下加入0. 5 1. 5份己二酰胼，过滤包装，即可得到丙烯酸酯乳液。实例2硅改性核壳型丙烯酸乳液聚合工艺A 将按照重量份数比为50-52份去离子水的1/3量，2_3份乳化剂RN-30的2/3 量，12-16份丙烯酸丁酯，22-28份甲基丙烯酸甲酯，0. 5-1份丙烯酸羟乙酯，0. 3-0. 6份丙烯酸，0. 1-0.3份碳酸氢钠，在搅拌状态下依次投入预乳化滴加罐中，封闭投料口。取样中控， 待物料呈均勻分散相后，停搅拌备用。B 将50-52份去离子水的1/3量，0. 2-0. 4份过硫酸铵1/2量，在搅拌状态下投入引发剂滴加罐，充分搅拌均勻备用。C 将50-52份去离子水的1/3量，2-3份乳化剂RN-30的1/3量，0. 2 0. 4份过硫酸铵的1/2量，在搅拌下依次投入反应釜中升温，待温度升至85°C时，同时同步勻速滴加 A步骤、B步骤产生的组分，当预乳化组份A滴加至总量的2/3，控时llOmin，控温85°C，预乳化滴加罐中剩余1/3时，停止滴加，保温15min。同时在搅拌状态下，将0. 4-0. 8份乙烯基
6三甲氧基硅烷，投入预乳化罐滴加中，搅拌lOmin，停搅拌，继续滴加剩余1/3组份，此时技术控制指标控温85°C，控时50min，滴加完毕后，自然保温120min。D 保温完毕后将反应体系降温至70°C以下，缓慢加入0. 10 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢和0. 10 0. 14份还原剂雕白块，再降温至35°C以下加入0. 3 0. 6份氨水，调整PH值8. O 8. 5，继续降温至30°C以下过滤包装，即可得到硅改性核壳聚合型丙烯酸酯乳液。实例3硅改性核壳型丙烯酸乳液聚合自交联工艺A ；将按照重量份数比为50-52份去离子水的1/3量，2_3份乳化剂RN-30的2/3 量，12-16份丙烯酸丁酯，22-28份甲基丙烯酸甲酯，0. 5-1份丙烯酸羟乙酯，0. 3-0. 6份丙烯酸，1. 0-2. O份的双丙酮丙烯酰胺，0. 1-0. 3份碳酸氢钠，在搅拌状态下依次投入预乳化滴加罐中，封闭投料口。取样中控，待物料呈均勻分散相后，停搅拌备用。B将50-52份去离子水的1/3量，0. 2-0. 4份过硫酸铵1/2量，在搅拌状态下投入引发剂滴加罐，充分搅拌均勻备用。C ；将50-52份去离子水的1/3量，2-3份乳化剂RN-30的1/3量，0. 2 0. 4份过硫酸铵的1/2量，在搅拌下依次投入反应釜中搅拌均勻升温，待温度升至85°C时，同时同步勻速滴加预乳化A步骤B步骤产生的预乳化组分，当预乳化组份滴加至总量的2/3时，控时 llOmin，控温85°C，停止滴加，保温15min，预乳化滴加罐中剩余1/3，同时在搅拌状态下，将 0. 4-0. 8份乙烯基三甲氧基硅烷，投入预乳化滴加罐中，搅拌lOmin，停搅拌，继续滴加剩余预乳化滴加罐中组分的1/3组份，技术控制指标控温85°C，控时50min，滴加完毕后，保温 120minoD ；保温完毕后将反应体系降温至70°C以下，缓慢加入0. 10-0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢和0. 10-0. 14份还原剂雕白块，，再降温至35°C以下加入0. 3-0.6份氨水，调整PH 值8. 0-8. 5，继续降温至30°C以下加入0. 5-1. O的己二酰阱，搅拌20min过滤包装，即可得到硅改性核壳聚合常温自交联丙烯酸酯乳液。实例具体组分数据见表一表一
权利要求
1.一种常温自交联丙烯酸乳液，其特征在于其由下述原料通过自由基引发聚合而成所述原料及其重量份数配比如下50 52份去离子水、2 3份乳化剂RN-30、12 16 份丙烯酸丁酯、22 28份甲基丙烯酸甲酯、0. 5 1份丙烯酸羟乙酯、0. 3 0. 6份丙烯酸、 0. 4 0. 8份乙烯基三甲氧基硅烷、0. 1 0. 3份碳酸氢钠、0. 2 0. 4份过硫酸铵、1 2 份双丙酮丙烯酰胺、0. 5 1. 5份己二酰胼、0. 1 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢、0. 1 0. 14份还原剂雕白块和0. 3 0. 6份氨水。
2.根据权利要求1所述的一种常温自交联丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤A.前期单体预乳化将50 52份去离子水中的1/3量、2 3份乳化剂RN-30中的2/3 量、12 16份丙烯酸丁酯、22 28份甲基丙烯酸甲酯、0. 5 1份丙烯酸羟乙酯、0. 3 0. 6 份丙烯酸、0. 1 0. 3份碳酸氢钠和1 2份双丙酮丙烯酰胺在搅拌状态下依次投入预乳化滴加罐中，封闭投料口，取样中控检测，待物料呈均勻稳定的分散相后，停止搅拌备用；B.引发将50 52份去离子水中的1/3量和0.2 0. 4份过硫酸铵的1/2量在搅拌状态下依次投入引发剂滴加罐中，充分溶解后备用；C.中期单体滴加聚合将50 52份去离子水中的1/3量和2 3份乳化剂RN-30中的 1/3量和0. 2 0. 4份过硫酸铵的1/2量，在搅拌状态下依次投入反应釜中，封闭投料口并开始升温至85°C时，开始同步勻速滴加上述A步骤和B步骤产生的组分，温度控制在83 87°C，控时100 120min，当A步骤产生的组分滴加至其总量的2/3时，即当预乳化滴加罐中预乳化组分剩余1/3时，停止滴加并保温15min，然后将0. 4 0. 8份乙烯基三甲氧基硅烷在搅拌状态下加入预乳化滴加罐中搅拌IOmin后将预乳化液滴加罐中组分继续滴加入反应釜中，控时50 60min内滴加完毕，自然保温120min以上；D.后期再引发待上述C步骤产生的组分保温完毕后将反应体系降温至70°C以下，缓慢加入0. 1 0. 14份氧化剂叔丁基过氧化氢和0. 10 0. 14份还原剂雕白块，再降温至 350C以下加入0. 3 0. 6份氨水，调整PH值至8. 0 8. 5，继续降温至30°C以下加入0. 5 1.5份己二酰胼，继续搅拌10-20min后停止搅拌，之后过滤包装即可得到常温自交联丙烯酸乳液。
全文摘要
本发明公开了一种常温自交联丙烯酸乳液及其制备方法，其由下述原料通过自由基引发聚合而成所述原料及其重量份数配比如下50～52份去离子水、2～3份乳化剂RN-30、12～16份丙烯酸丁酯、22～28份甲基丙烯酸甲酯、0.5～1份丙烯酸羟乙酯、0.3～0.6份丙烯酸、0.4～0.8份乙烯基三甲氧基硅烷、0.1～0.3份碳酸氢钠、0.2～0.4份过硫酸铵、1～2份双丙酮丙烯酰胺、0.5～1.5份己二酰肼、0.1～0.14份氧化剂叔丁基过氧化氢、0.1～0.14份还原剂雕白块和0.3～0.6份氨水。本发明的常温自交联丙烯酸乳液在保证最终产品的质量与同类产品相比没有任何降低的情况下，耐水、耐油性更好，大大改善了高温回粘、低温变脆问题。
文档编号C09D133/12GK102358769SQ201110220909
公开日2012年2月22日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者朱克, 杨龙超, 魏科海 申请人:山东奔腾漆业有限公司