CN103665250A - 一种环保型丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的环保型丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其是将烯类单体、烯类功能单体、乳化剂、水、氧化剂、还原剂混合并加入pH调节剂后；加热至83°C时滴加引发剂，滴加时间为3.5小时制成。本发明利用无APEO表面活性剂，代替传统含APEO表面活性剂，同时用含乙烯基水性功能单体取代原有的保护胶体，用FF6M代替吊白块实现无甲醛，合成的丙烯酸乳液，在乳液的钙离子稳定性、冻融稳定性、耐水性、展色性方面具有非常优异的表现，该乳液适用于内外墙乳胶漆中高PVC皆可，能给乳胶漆提供优异的耐洗刷、流平性、耐候性等各项优异的性能。

Description

一种环保型丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，公开了一种环保型丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法。
背景技术
目前丙烯酸酯类共聚物乳液所用乳化剂主要为烷基酚聚氧乙烯醚（APEO），硫酸盐及磺基丁二酸乙氧基化烷基酚单酯二钠。以上所述乳化剂都存在难以生物降解干扰荷尔蒙分泌等不环保因素，在后处理过程中都添加吊白块做还原剂造成乳液都含有一定的甲醛量，其对环境对人体都存在不安全因素。
尤其是APEO，降解缓慢，有毒性和致癌作用；且APEO生产过程中还会造成污染。因此，需要采取新的工艺和配方来生产聚丙烯酸酯共聚物乳液，对环境友好，减少污染，降低成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种环保型丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，利用该方法制备的环保型丙烯酸酯共聚物乳液环保性能优异，同时保证该乳液在附着力、耐水性、耐电解质、冻融稳定性，对颜填料的承载能力等方面不降低，且在展色性、流平性方面有所提高。
本发明通过如下技术方案实现。
一种环保型丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所采用的原料的重量百分比为：
烯类单体35wt%～50wt%；
烯类功能单体2wt%～6wt%；
乳化剂0.2wt%～0.6wt%；
氧化剂0.05wt%～0.1wt%；
还原剂0.05wt%～0.1wt%；
引发剂0.1wt%～1wt%；
pH调节剂0.01wt%～2wt%；
水42wt%～60wt%；
其制备方法是：将烯类单体、烯类功能单体、乳化剂、水、氧化剂、还原剂混合并加入pH调节剂后；加热至83°C时滴加引发剂，滴加时间为3.5小时。
所述烯类单体为丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸酯类单体中的一种或两种混合，或者为丙烯酸酯类单体与苯乙烯的混合单体、甲基丙烯酸酯类单体与苯乙烯的混合单体中的一种。
优选的，所述烯类单体由重量百分比10wt%～23wt%的苯乙烯和重量百分比15wt%～30wt%的丙烯酸酯类单体构成。
优选的，所述烯类单体由重量百分比10wt%～23wt%的苯乙烯和重量百分比15wt%～30wt%的甲基丙烯酸酯类单体构成。
优选的，所述烯类单体由重量百分比18wt%～25wt%丙烯酸酯类单体和重量百分比18wt%～25wt%的甲基丙烯酸酯类单体构成。
所述烯类功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酰胺基烷基磺酸钠、烯基硅氧烷、烯氧基硅氧烷中的一种或任意两者及两者以上的混合。
优选的，烯类功能单体种类及占乳液总重量百分比为：丙烯酸1%～2.5%，丙烯酰胺0～2%，烯基硅氧烷0～1%，丙烯酰胺基丙基磺酸钠0.5～1%，烯基硅氧烷0～1%，烯氧基硅氧烷0～1%。
所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐。
所述的还原剂为烷基氢过氧化，如叔丁基过氧化氢。
所述氧化剂为Bruggolite FF6M。
所述的引发剂为可溶性过硫酸盐。
所述的pH调节剂为碳酸氢钠或氨水。
本发明的乳液主要由烯类单体、乳化剂（环保型）、引发剂、PH值调节剂、氧化还原剂和水组成。烯类单体包括苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、烯类功能单体，包括烯基硅氧烷、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺。
本发明中采用脂肪醇聚氧乙烯醚R-[O-CH2-CH2]OH代替烷基酚聚氧乙烯醚
Figure BDA00002129692700031
以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐
Figure BDA00002129692700032
代替烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐
Figure BDA00002129692700033
实现了无APEO，所用的乳化剂（表面活性剂）为无APEO型，所用还原剂为无甲醛型，做到了对环境友好,可生物降解，对人类无害，对荷尔蒙无干扰，实现了安全环保。
本发明采用烯类功能单体，如烯基硅氧烷提高附着力，通过丙烯酸、丙烯酰胺实现大分子间交联提高抗水性，通过丙烯酰胺基丙基磺酸钠实现乳液的稳定及小粒径，且粒径分布窄。从而使乳液在实现环保安全的同时，又保证了乳液综合性能的提高。用它配置的乳液漆具有非常优异的耐水性、耐洗刷性、色泽艳丽性、冻融稳定性及流平性。
具体实施方式
以下实施例所述的百分比除非有特殊说明，均为重量百分比。
实施例1.
原料配比为：苯乙烯21%，丙烯酸丁酯21%，丙烯酸2%，丙烯酰胺1%，乙烯基硅氧烷0.5%，丙烯酰胺基丙基磺酸钠0.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚1%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐1%，过硫酸钠0.5%，碳酸氢钠0.1%，去离子水51.3%，FF6M（Brueggemann Chemicals）0.05%，叔丁基过氧化氢0.05%。
将苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯基硅氧烷、丙烯酰胺基丙基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐、去离子水、FF6M（Brueggemann Chemicals）、叔丁基过氧化氢混合并加入pH调节剂碳酸氢钠后；加热至83°C时滴加引发剂过硫酸钠，滴加时间为3.5小时。滴加完毕后即得丙烯酸酯共聚物乳液。
经涂料应用检测，人工老化：500H；耐擦洗:>5000次；冻融稳定性：良好；储存稳定性：良好；粒径：100-150nm;耐水性：96h。固含量：52.6%，制备的乳胶漆的对比率：0.926。
实施例2.
原料配比为：甲基丙烯酸甲酯22%，丙烯酸正丁酯21%，丙烯酸2%，烯丙氧基丙基硅氧烷0.5%，丙烯酰胺基丙基磺酸钠0.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚1%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐1%，过硫酸钠0.5%，碳酸氢钠0.1%，FF6M（Brueggemann Chemicals）0.05%，叔丁基过氧化氢0.05%，去离子水51.3%。
将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、烯丙氧基丙基硅氧烷、丙烯酰胺基丙基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐、去离子水、FF6M（Brueggemann Chemicals）、叔丁基过氧化氢混合并加入pH调节剂碳酸氢钠后；加热至83°C时滴加引发剂过硫酸钠，滴加时间为3.5小时。滴加完毕后即得丙烯酸酯共聚物乳液。
经涂料应用检测，人工老化：500H（自测）；耐擦洗:>5000次；冻融稳定性：良好；储存稳定性：良好；粒径：100-150nm；耐水性：96h。固含量：52.6，制备的乳胶漆的对比率：0.930。
实施例3.
原料配比为：甲基丙烯酸甲酯11%，苯乙烯11%，丙烯酸正丁酯21%，丙烯酸2%，烯丙氧基丙基硅氧烷0.5%，丙烯酰胺基丙基磺酸钠0.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚1%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐1%，过硫酸钠0.5%，碳酸氢钠0.1%，FF6M（Brueggemann Chemicals）0.05%，叔丁基过氧化氢0.05%，去离子水51.3%。
将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯，丙烯酸正丁酯、丙烯酸、烯丙氧基丙基硅氧烷、丙烯酰胺基丙基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐、去离子水、FF6M（Brueggemann Chemicals）、叔丁基过氧化氢混合并加入pH调节剂碳酸氢钠后；加热至83°C时滴加引发剂过硫酸钠，滴加时间为3.5小时。滴加完毕后即得丙烯酸酯共聚物乳液。
经涂料应用检测，人工老化：500H（自测）；耐擦洗:>5000次；冻融稳定性：良好；储存稳定性：良好；粒径：100-150nm；耐水性：96h。固含量：52.6，制备的乳胶漆的对比率：0.927。
实施例4.
原料配比为：苯乙烯22%，丙烯酸正丁酯11%，丙烯酸异辛酯10%，丙烯酸2%，烯丙氧基丙基硅氧烷0.5%，丙烯酰胺基丙基磺酸钠0.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚1%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐1%，过硫酸钠0.5%，碳酸氢钠0.1%，FF6M（Brueggemann Chemicals）0.05%，叔丁基过氧化氢0.05%，去离子水51.3%。
将苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯，丙烯酸、烯丙氧基丙基硅氧烷、丙烯酰胺基丙基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐、去离子水、FF6M（Brueggemann Chemicals）、叔丁基过氧化氢混合并加入pH调节剂碳酸氢钠后；加热至83°C时滴加引发剂过硫酸钠，滴加时间为3.5小时。滴加完毕后即得丙烯酸酯共聚物乳液。
经涂料应用检测，人工老化：500H（自测）；耐擦洗:>5000次；冻融稳定性：良好；储存稳定性：良好；粒径：100-150nm；耐水性：96h。固含量：52.6，制备的乳胶漆的对比率：0.920。

Claims (12)

1.一种环保型丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所采用的原料的重量百分比为：
烯类单体35wt%～50wt%；
烯类功能单体2wt%～6wt%；
乳化剂0.2wt%～0.6wt%；
氧化剂0.05wt%～0.1wt%；
还原剂0.05wt%～0.1wt%；
引发剂0.1wt%～1wt%；
pH调节剂0.01wt%～2wt%；
水42wt%～60wt%；
其制备方法是：将烯类单体、烯类功能单体、乳化剂、水、氧化剂、还原剂混合并加入pH调节剂后；加热至83°C时滴加引发剂，滴加时间为3.5小时。
2.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所述烯类单体为丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸酯类单体中的一种或两种混合，或者为丙烯酸酯类单体与苯乙烯的混合单体、甲基丙烯酸酯类单体与苯乙烯的混合单体中的一种。
3.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所述烯类单体由重量百分比10wt%～23wt%的苯乙烯和重量百分比15wt%～30wt%的丙烯酸酯类单体构成。
4.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所述烯类单体由重量百分比10wt%～23wt%的苯乙烯和重量百分比15wt%～30wt%的甲基丙烯酸酯类单体构成。
5.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所述烯类单体由重量百分比18wt%～25wt%丙烯酸酯类单体和重量百分比18wt%～25wt%的甲基丙烯酸酯类单体构成。
6.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所述烯类功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酰胺基烷基磺酸钠、烯基硅氧烷、烯氧基硅氧烷中的一种或任意两者及两者以上的混合。
7.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，烯类功能单体种类及占乳液总重量百分比为：丙烯酸1%～2.5%，丙烯酰胺0～2%，烯基硅氧烷0～1%，丙烯酰胺基丙基磺酸钠0.5～1%，烯基硅氧烷0～1%，烯氧基硅氧烷0～1%。
8.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐。
9.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所述的还原剂为烷基氢过氧化，如叔丁基过氧化氢。
10.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为Bruggolite FF6M。
11.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为可溶性过硫酸盐。
12.如权利要求1所述的丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于，所述的pH调节剂为碳酸氢钠或氨水。
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