專利名稱：室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物，具體地說是一種室溫自交聯(lián)的丙烯酸酯乳液，尤其是一種對乙烯基板、PVC板等基材具有良好耐磨、耐水和抗化學(xué)性的丙烯酸酯乳液。
背景技術(shù)：
以苯丙乳液為主要成分的水性涂料和水性漆，具有較高的保光保色性、防污性并且成本較低，因而是目前國內(nèi)水性涂料市場的主要產(chǎn)品；但涂膜硬度、耐水性、耐磨性以及耐化學(xué)性的不足也是苯丙乳液普遍存在的問題。針對上述問題，近年來開展了多方面研究以找到對策。方法一是使用反應(yīng)性乳化劑。但反應(yīng)性乳化劑價格昂貴、來源窄；制備乳液時容易出現(xiàn)凝膠結(jié)渣現(xiàn)象，所以發(fā)展緩慢。方法二就是引入交聯(lián)體系。但目前常用的羰基 /聯(lián)氨交聯(lián)型和環(huán)氧交聯(lián)型存在著容易發(fā)生氨與酮羰基反應(yīng)生成亞胺的副反應(yīng)和固化時間過長的缺陷，影響乳液的應(yīng)用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有交聯(lián)技術(shù)的不足而提供的一種室溫自交聯(lián)的丙烯酸酯乳液。它具有優(yōu)異的耐磨、耐水和耐化學(xué)性，并且在堿性環(huán)境下具有良好的儲存穩(wěn)定性。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
一種室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，包括去離子水、乳化劑、引發(fā)劑、乙烯基芳香化合物、 含羧基烯烴類單體、C4 C12的丙烯酸烷基酯單體、C4 C2tl的甲基丙烯酸酯單體、功能單體、自交聯(lián)單體通過乳液聚合法制備并通過添加PH調(diào)節(jié)劑、固化劑和金屬交聯(lián)劑獲得具有良好儲存穩(wěn)定性的乳液；其各組分含量(以重量計)為
去尚子水45-75% ；
乳化劑1-5% ；
引發(fā)劑O. 1-0. 8%；
乙烯基芳香化合物0-20% ；
含羧基烯烴類單體O. 04-7% ；
C4 C12的丙烯酸烷基酯單體0-30% ；
C4 C2tl的甲基丙烯酸酯單體5-45% ；
功能單體O. 2-8% ；
自交聯(lián)單體0-5%; pH調(diào)節(jié)劑O. 3-4% ；
固化劑0-3% ；
金屬交聯(lián)劑0-3% ;其中
所述功能單體是C5I8的羥基(甲基)丙烯酸酯單體、C7 C12的烷氨基(甲基)丙烯酸酯單體、CfTC16的多雙鍵型(甲基)丙烯酸酯單體、Cc12的不飽和有機(jī)硅單體、丙烯腈、甲基丙烯酸縮水甘油酯、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-甲氧甲基丙烯酸胺中的一種或幾種；所述CfC8的羥基(甲基)丙烯酸酯單體是丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸-4-羥基丁酯中的一種或幾種；
所述C7 C12的烷氨基(甲基)丙烯酸酯單體是丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯和甲基丙烯酸-2-叔丁基氨基乙酯單體中的一種或幾種；
所述CfTC16的多雙鍵型(甲基)丙烯酸酯單體是二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丁二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或幾種；
所述C5 C12的不飽和有機(jī)娃單體是乙稀基二乙氧基娃燒、乙稀基二甲氧基娃氧燒、乙稀基二異丙氧基娃氧燒、甲基丙稀二乙氧基娃氧燒單體中的一種或幾種。所述乳化劑是十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸二鈉鹽、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、仲醇乙氧基化合物、羰基異構(gòu)醇乙氧基化合物、十二烷基二苯醚二磺酸鈉中的一種或幾種。所述引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫中的一種或幾種。所述乙烯基芳香化合物為苯乙烯、甲基苯乙烯、3-叔丁基苯乙烯、2-氯代苯乙烯中的一種或幾種。所述含羧基烯烴類單體是(甲基)丙烯酸、馬來酸、富馬酸中的一種或幾種。所述C4 C12的丙烯酸烷基酯單體是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯或丙烯酸異辛酯單體中的一種或幾種。所述C4 C2tl的甲基丙烯酸酯單體是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸十二烷基 (月桂)酯、甲基丙烯酸十八烷基酯單體中的一種或幾種。所述自交聯(lián)單體是雙丙酮丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、乙酰乙酸基(甲基)丙烯酸乙酯中的一種或幾種。所述pH調(diào)節(jié)劑是氫氧化鈉、氨水、乙醇胺、三乙醇胺、碳酸氫銨、碳酸銨和2-甲基-2氨基丙醇中的一種或幾種。所述固化劑是己二酸二酰肼、丁二酸二酰肼和碳酸酰肼中的一種。所述金屬交聯(lián)劑是氫氧化鈣、醋酸鋅、氯化鈣、氧化鋅和氧化鎂中的一種或幾種。所述乳液聚合法是指在聚合溫度、機(jī)械攪拌、乳化劑存在下、將烯屬不飽和單體直接或者以部分預(yù)乳化液或者完全預(yù)乳化液的形式和引發(fā)劑在一定時間內(nèi)分別加入分散水中進(jìn)行自由基聚合。所述聚合溫度為3(T92°C。所述一定時間是指Γ250分鐘。所述烯屬不飽和單體和引發(fā)劑的加料工藝是半連續(xù)加料或者連續(xù)加料或者先制備種子乳再連續(xù)加料。所述金屬交聯(lián)劑、固化劑是以固體、乳化分散體、水性溶液、漿狀懸浮液中的一種或者幾種形式加入。本發(fā)明具有高光澤、良好的耐磨性、耐水性和耐醇性，在高濕度下也具有良好的干燥性，可應(yīng)用于不同的涂料領(lǐng)域，也適用于免拋蠟、噴霧清潔和清洗上光蠟等地板蠟配方。本發(fā)明可適用于多種硬性基材，如PVC、木板、復(fù)合板，在耐洗滌劑性和可去除性之間具有良好的平衡性。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明予以詳細(xì)說明，但并不用來限制本發(fā)明。實施例I
將536克去離子水、5克十二烷基硫酸鈉、10克脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸二鈉鹽、3克仲醇乙氧基化合物加入反應(yīng)釜中，開啟攪拌，均勻混合，加熱至40°C。將50克丙烯酸正丁酯、60克甲基丙烯酸、175克苯乙烯和55克甲基丙烯酸正丁酯和15克N-羥甲基丙烯酰胺置于燒杯中，攪拌均勻。將3克過硫酸鉀加入反應(yīng)釜中，再加入20%的單體混合物和I克異丙苯過氧化氫, 攪拌10分鐘。在剩余單體混合物中加入5. 5克十二烷基二苯醚二磺酸鈉，攪拌均勻。持續(xù)滴加至反應(yīng)釜中，大概2小時滴加完畢。然后在85°C保溫Ih后，再滴加O. 5克過硫酸鈉，10分鐘滴完。降溫至45°C ,加入6克氨水調(diào)節(jié)pH至堿性,再加入5克氧化鎂和70克水混合所得的漿狀懸浮液，攪拌15分鐘得到均勻乳白色乳液即為本發(fā)明所述的室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液。實施例2
將200克去離子水、10克脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉加入反應(yīng)釜中，開啟攪拌混合均勻， 加熱至80°C。將10克脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，10克甲基丙烯酸、15克丙烯酸和350克甲基丙烯酸正丁酯和5克雙丙酮丙烯酰胺、40克甲基丙烯酸甲酯、10克1，4-丁二醇二丙烯酸酯置于燒杯中，攪拌均勻獲得穩(wěn)定的預(yù)乳化液。將I. 5克過硫酸銨溶于300克去離子水中獲得過硫酸銨水溶液，加10%入反應(yīng)釜中，再加入10%的預(yù)乳化液，攪拌5分鐘。滴加剩余的預(yù)乳化液和引發(fā)劑溶液至反應(yīng)釜中，100分鐘滴完。然后在82°C保溫
I.5h。降溫至30°C，加入5克氨水調(diào)節(jié)pH至堿性，再加入5克己二酸二酰肼和38. 5克水混合所得的漿狀懸浮液，攪拌10分鐘得到均勻乳白色乳液即為本發(fā)明所述的室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液。實施例3
將415. 7克去離子水、25克十二烷基二苯醚二磺酸鈉、5克脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、5 克仲醇乙氧基化合物加入反應(yīng)釜中，開啟攪拌，均勻混合，加熱至60°C。將100克丙烯酸正丁酯、40克丙烯酸乙酯、200克甲基丙烯酸甲酯和50克甲基丙烯酸和5克甲基丙烯酸縮水甘油酯、Ig乙烯基三乙氧基硅烷置于燒杯中，攪拌獲得均勻單體混合物。將100克去離子水、20克乙醇胺和15g碳酸氫銨以及15g氧化鋅混合，攪拌I小時獲得澄清氧化鋅溶液。將O. 5克過硫酸胺和O. 5克過硫酸鈉加入反應(yīng)釜中，滴加單體混合物2h，單體滴完后將O. 3g叔丁基過氧化氫加入反應(yīng)釜中，調(diào)整反應(yīng)溫度至85°C，保溫75分鐘后降溫至 600C，加入2g脂肪醇聚氧乙烯醚。將氧化鋅溶液加入反應(yīng)釜中，攪拌15分鐘獲得的均勻乳白色乳液即為本發(fā)明所述的室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液。本發(fā)明應(yīng)用在地板蠟上，其性能與現(xiàn)有同類產(chǎn)品的實驗數(shù)據(jù)對比
表一地板臘配方(固含量20%):
桃叫(Si fl 乳液Ii+Ι W內(nèi)烯酸_ 乳液2W脂41.340is42.041.0水45.044,544,045.3成股助劑8,08.4M.28,00.1OJ0.20.1消泡剎0,20.2OJ0.25.46,25,55.4ΓΗ.Ι-I CM)KKl100100
表二應(yīng)用在軟質(zhì)乙烯基板上的性能測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，其特征在于該乳液包括去離子水、引發(fā)劑、乳化劑、乙烯基芳香化合物、含羧基烯烴類單體、C4 C12的丙烯酸烷基酯不飽和單體、C4 C2tl 的甲基丙烯酸酯類不飽和單體、功能單體及自交聯(lián)單體，通過乳液聚合法制備并添加PH調(diào)節(jié)劑、固化劑及金屬交聯(lián)劑而獲得；其各組分含量以重量計為去尚子水45-75% ；乳化劑1-5% ；引發(fā)劑O. 1-0. 8%；乙烯基芳香化合物0-20% ；含羧基烯烴類單體O. 04-7% ；C4 C12的丙烯酸烷基酯單體0-30% ；C4 C2tl的甲基丙烯酸酯單體5-45% ；功能單體O. 2-8% ；自交聯(lián)單體0-5%; pH調(diào)節(jié)劑O. 3-4% ；固化劑0-3% ；金屬交聯(lián)劑0-3% ;其中所述功能單體是C5I8的羥基(甲基)丙烯酸酯單體、C7 C12的烷氨基(甲基)丙烯酸酯單體、CfTC16的多雙鍵型(甲基)丙烯酸酯單體、Cc12的不飽和有機(jī)硅單體、丙烯腈、甲基丙烯酸縮水甘油酯、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-甲氧甲基丙烯酸胺中的一種或幾種；所述乳化劑是十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸二鈉鹽、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、仲醇乙氧基化合物、羰基異構(gòu)醇乙氧基化合物，十二烷基二苯醚二磺酸鈉中的一種或幾種；所述引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫中的一種或幾種；所述乙烯基芳香化合物為苯乙烯、甲基苯乙烯、3-叔丁基苯乙烯、2-氯代苯乙烯中的一種或幾種；所述含羧基烯烴類單體是(甲基)丙烯酸、馬來酸、富馬酸中的一種或幾種；所述自交聯(lián)單體是雙丙酮丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺和乙酰乙酸基(甲基)丙烯酸乙酯單體中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，其特征在于所述C4 C12的丙烯酸烷基酯單體是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯和丙烯酸異辛酯單體中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，其特征在于所述C4 C2tl的甲基丙烯酸酯單體是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸十二烷基(月桂)酯和甲基丙烯酸十八烷基酯單體中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，其特征在于所述C5I8的羥基(甲基)丙烯酸酯單體是丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、 丙烯酸-4-羥基丁酯中的一種或幾種；所述C7 C12的烷氨基(甲基)丙烯酸酯單體是丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯和甲基丙烯酸-2-叔丁基氨基乙酯單體中的一種或幾種；所述CfTc16的多雙鍵型(甲基)丙烯酸酯單體是二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丁二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或幾種；所述C5 C12的不飽和有機(jī)娃單體是乙稀基二乙氧基娃燒、乙稀基二甲氧基娃氧燒、乙稀基二異丙氧基娃氧燒、甲基丙稀二乙氧基娃氧燒單體中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，其特征在于所述pH調(diào)節(jié)劑是氫氧化鈉、氨水、乙醇胺、三乙醇胺、碳酸氫銨、碳酸銨和2-甲基-2氨基丙醇中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，其特征在于所述固化劑是己二酸二酰肼、丁二酸二酰肼和碳酸酰肼中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，其特征在于所述金屬交聯(lián)劑是氫氧化鈣、醋酸鋅、氯化鈣、氧化鋅和氧化鎂中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，其特征在于所述乳液聚合法是指溫度在30-92°C、機(jī)械攪拌、乳化劑存在下，將烯屬不飽和單體直接或者以部分預(yù)乳化液形式或者以完全預(yù)乳化液形式和引發(fā)劑在1-250分鐘內(nèi)分別加入分散水中進(jìn)行自由基聚合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，其特征在于烯屬不飽和單體和引發(fā)劑的加入是半連續(xù)、連續(xù)或先制備種子乳液再連續(xù)加入。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，其特征在于金屬交聯(lián)劑、固化劑是以固體、乳化分散體、水性溶液、漿狀懸浮液中的一種或者幾種形式加入。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種室溫自交聯(lián)型丙烯酸酯乳液，該乳液包括去離子水、引發(fā)劑、乳化劑、乙烯基芳香化合物、含羧基烯烴類單體、C4～C12的丙烯酸烷基酯不飽和單體、C4～C20的甲基丙烯酸酯類不飽和單體及功能單體，通過乳液聚合法制備并添加pH調(diào)節(jié)劑和固化劑、金屬交聯(lián)劑而獲得。本發(fā)明具有高光澤、良好的耐磨性、耐水性和耐醇性，在高濕度下也具有良好的干燥性，可應(yīng)用于不同的涂料領(lǐng)域，也適用于免拋蠟、噴霧清潔和清洗上光蠟等地板蠟配方。本發(fā)明可適用于多種硬性基材，如PVC、木板、復(fù)合板，在耐洗滌劑性和可去除性之間具有良好的平衡性。
文檔編號C09D7/12GK102585072SQ201210006560
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者余潔, 傅樂峰, 鄭柏存 申請人:南京瑞固聚合物有限公司