CN106749875A - 一种低氨自交联水性丙烯酸乳液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低氨自交联水性丙烯酸乳液，其包括去离子水、丙烯酸烷基酯、苯乙烯、丙烯酰胺功能单体、丙烯酸功能单体、乳化剂、引发剂、pH调节剂、氧化剂及还原剂，上述组份按质量份数算分别为：去离子水100份、丙烯酸烷基酯60‑90份、苯乙烯30‑60份、丙烯酰胺功能单体0.5‑2份、丙烯酸功能单体0.1‑3份、乳化剂1‑10份、引发剂0.3‑3份、pH调节剂0.01‑0.1份、氧化剂0.1‑0.5份、还原剂0.05‑0.2份。本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液氨气释出量少、具有优良的机械性能及粘结性能。

Description

一种低氨自交联水性丙烯酸乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑涂料的加工领域，具体说是一种低氨自交联水性丙烯酸乳液及其制备方法。
背景技术
丙烯酸乳液是建筑涂料乳液的一种，由于其具有优异的防水性能，因而被广泛应用于内墙涂料、外墙涂料及封闭型涂料中。目前的防水涂料是以乳液为基础，混有水泥和其他填料、颜料以及助剂制得，然而，传统的水泥防水涂料体系以双组分体系为主，而液料组份中所用的乳液多为含胺类功能单体的丙烯酸酯乳液。这种乳液与水泥等粉料混合后，所得的混合物多为强碱性，酰胺基团在强碱条件下会出现快速水解反应，并释放大量出对人体有害的氨气。所以，如何消除氨气的释出一直是水泥防水涂料领域的技术难题。现有的改进中虽然可通过制备不含酰胺基团功能单体的丙烯酸酯乳液以阻止氨气的释出，但此类乳液不但加工成本高，性能上无法达到含有胺类功能单体丙烯酸酯乳液的要求，并存在涂膜干膜泛白、机械性能差、粘结性低等缺陷，故此类不含酰胺基团的丙烯酸酯乳液始终未能在防水涂料中广泛使用。因此，如何制备一种既符合环保要求、又具备突出的机械性能、同时可有效降低加工成本的丙烯酸酯乳液，是当今水泥防水涂料发展的难点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氨气释出量少、具有优良的机械性能及粘结性能的低氨自交联水性丙烯酸乳液。
本发明的另一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种与水泥基粉料混合后具备良好和易性和缓凝性的低氨自交联水性丙烯酸乳液。
本发明的另一个发明目的在于提供一种反应稳定性强的制备上述低氨自交联水性丙烯酸乳液的方法。
本发明的发明目的是这样实现的：一种低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述低氨自交联水性丙烯酸乳液包括去离子水、丙烯酸烷基酯、苯乙烯、丙烯酰胺功能单体、丙烯酸功能单体、乳化剂、引发剂、pH调节剂、氧化剂及还原剂，上述组份按质量份数算分别为：去离子水100份、丙烯酸烷基酯60-90份、苯乙烯30-60份、丙烯酰胺功能单体0.5-2份、丙烯酸功能单体0.1-3份、乳化剂1-10份、引发剂0.3-3份、pH调节剂0.01-0.1份、氧化剂0.1-0.5份、还原剂0.05-0.2份。
所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯中的一种或多种成分以任意比例混合。
所述丙烯酸功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或多种成分以任意比例混合。
所述乳化剂包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂，阴离子乳化剂和非离子乳化剂的摩尔比为（1-4）：（4-1）。
所述非离子乳化剂为脂肪醇乙氧化物、烷基乙氧化物的一种或两种成分以任意比例混合。
所述阴离子乳化剂为C10- C20烷基硫酸盐、C10- C20烷基苯磺酸钠、磺基琥珀酸中的一种或多种成分以任意比例混合。
所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种成分以任意比例混合。
所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钙、乙酸钠中的一种或多种成分以任意比例混合。
所述氧化剂为过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的一种或两种成分以任意比例混合。
所述还原剂为L-抗环血酸、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种或多种成分以任意比例混合。
所述低氨自交联水性丙烯酸乳液的制备方法包括以下步骤：
a）底料A液的制备：常温常压下状态下，向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的反应器中，加入去离子水总质量的30-70%，乳化剂总质量的8-10%，pH调节剂总质量的30-50%，边搅拌边加热使反应器内温度升温至75-80℃；
b）预乳化液B的制备：常温常压状态下，将总质量10-50%的去离子水、丙烯酸酯类单体、余量乳化剂、丙烯酸功能单体混合成均匀溶液，并搅拌10-30分钟备用；
c）引发剂溶液C的制备：常温常压状态下，将引发剂加入总质量5-15%的去离子水中，搅拌至完全溶解；
d）pH调节剂溶液D的制备：常温常压状态下，将pH调节剂总质量50-70%加入余量去离子水中，搅拌至完全溶解；
e）使a步骤的反应器内温度保持80-85℃，边搅拌边向反应器中加入预乳化液B 总质量的3-10%和引发剂溶液C总质量的40-50%，反应时间20-40分钟。
f）通过恒流泵向e步骤中反应器滴加余量预乳化液B、余量引发剂溶液C和余量pH调节剂溶液D，滴加时间200-300分钟，并确保后添加引发剂溶液C与预乳化溶液B滴完的间隔时间不超过5-10分钟。
g）保持反应器内温度在80-85℃，保温10-30分钟，降温到50-70℃，同时滴加氧化剂和还原剂，滴加时间为15-35分钟，保温10-30分钟，继续降温至35-45℃，调节pH值至7-9，过滤出料后即可得到所述低氨自交联水性丙烯酸乳液。
本发明具有以下优点：
1、本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液中，采用了丙烯酸烷基酯、苯乙烯和丙烯酰胺功能单体的混合体系。由于上述组分在化学反应体系中可直接相容，并在反应时形成稳定的丙烯酸分子链结构，所以反应体系中的胺基可稳固的连接在丙烯酸分子链上，从而减少其在碱性条件下的水解。在后续应用的过程中，乳液与水泥及其他粉料混合形成碱性环境后，可大幅减少乳液释放的氨气，有效降低涂料涂装后对人体以及周边空气环境的损害。
2、本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液中，采用了有机功能单体和无机功能单体的组合体系。首先，胺基团稳定挂接在丙烯酸分子链上，其与水泥基粉料的交联反应不会受胺基团与丙烯酸分子链之间的化学键能影响。其次，胺基团以及不含胺基团在常温固化的过程相互接触，并且与水泥基粉料形成有机-无机互穿网络体系。聚合物分子以连续相的形式连接着无机基团，阻隔微细孔洞，形成致密的保护层，保证了乳液与粉料良好的相容性以及涂料成膜后的优异的防水效果、机械性能以及粘结强度。最后，这两种单体在固化反应时会产生相互接枝作用，提高乳液与水泥基粉料结合时的悬浮能力，减缓在干燥过程中粉料下沉的程度，从而提高了涂料干膜的均匀性。
3、本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液中，采用了阴离子乳化剂与非离子乳化剂的复配乳化体系。上述复配乳化体系在乳液的乳化过程中使聚合物产生亲水和非亲水的反应型基团，从而大幅提高丙烯酸乳液中的有机基团和无机基团分布的均匀性。此外，亲水基团中的羟基和羧基能起到提高乳液与水泥基粉料相容性的作用，使乳液具有优异的润湿性能，改善了传统丙烯酸乳液缓凝时间短的问题。
4、本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液，采用预乳化半连续分步滴加工艺进行制备。首先，利用预乳化液B和引发剂溶液C构成较稳定的反应环境，使后续的乳化反应能在较温和的环境下进行。其次，后续化学反应采用分步滴加法进行，有效延长了功能单体的反应时间，并保证其在反应体系中能充分反应，大幅减少了副反应及副产物的出现，并提高乳液单体交联的稳定性。
具体实施方式
本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液去离子水、丙烯酸烷基酯、苯乙烯、丙烯酰胺功能单体、丙烯酸功能单体、乳化剂、引发剂、pH调节剂、氧化剂及还原剂，上述组份按质量份数算分别为：去离子水100份、丙烯酸烷基酯60-90份、苯乙烯30-60份、丙烯酰胺功能单体0.5-2份、丙烯酸功能单体0.1-3份、乳化剂1-10份、引发剂0.3-3份、pH调节剂0.01-0.1份、氧化剂0.1-0.5份、还原剂0.05-0.2份。通过利用有机功能单体和无机功能单体的组合体系的组合，并结合可直接相容的混合体系，减少胺基团在碱性条件下的水解，保证了乳液与粉料良好的相容性以及涂料成膜后的优异的防水效果、机械性能以及粘结强度。
本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液的丙烯酸烷基酯包括丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯中的一种或多种成分以任意比例混合，上述组分均具有丙烯酸反应基团，且其化学反应活性较强，所以在反应体系中能提供充足的聚合基团。上述组合可有效改善乳液自身的力学性能，同时单体相互间具有协同作用，并起到调节乳液分子量的作用。
本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液的丙烯酸功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或多种成分以任意比例混合，上述组分均具有活泼的双键，可有效促进丙烯酸烷基酯和苯乙烯之间的交联反应。此外，上述组分的分子链中带有羧基，其能为乳液提供一定的亲水性，提高乳液与水泥基粉料的相容性。
本发明低氨自交联水性丙烯酸乳液的乳化剂包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂，阴离子乳化剂和非离子乳化剂的摩尔比为（1-4）：（4-1），且非离子乳化剂为脂肪醇乙氧化物、烷基乙氧化物的一种或两种成分以任意比例混合；而阴离子乳化剂则为C10- C20烷基硫酸盐、C10- C20烷基苯磺酸钠、磺基琥珀酸中的一种或多种成分以任意比例混合。通过阴离子乳化剂和非离子乳化剂的搭配使用形成复合乳化体系，该体系能有效提高预乳化液的分散包裹能力，使聚合反应更加稳定，减少反应过程中的凝胶现象，从而保证整个化学反应的稳定性。
本发明低氨自交联水性丙烯酸乳液的引发剂采用过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或者上述成分以任意比例混合。过硫酸盐的主要作用是在反应中提供自由基，使其在反应体系中能与活泼双键产生自由基接枝、交联等反应，令单体结合为有一定空间结构的大分子，以满足涂料所需的力学性能。
本发明的pH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钙、乙酸钠的一种或上述成分以任意比例混合。通过pH调节剂在反应体系中逐步释出弱碱性，保证了反应体系的酸碱环境的稳定性，减少了pH值对乳化剂包裹作用的影响，从而减少反应过程中的凝胶现象。
本发明低氨自交联水性丙烯酸乳液的氧化剂为过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的一种或上述成分以任意比例混合；而还原剂为L-抗环血酸、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种或上述成分以任意比例混合。氧化剂及还原剂可以通过优选的方式加入，其可以将反应后期的残余单体进行消除，减少乳液在加工后散发的气体量。
本发明低氨自交联水性丙烯酸乳液的制备方法包括以下步骤：
a）底料A液的制备：常温常压下状态下，向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的反应器中，加入去离子水总质量的30-70%，乳化剂总质量的8-10%，pH调节剂总质量的30-50%，边搅拌边加热使反应器内温度升温至75-80℃；
b）预乳化液B的制备：常温常压状态下，将总质量10-50%的去离子水、丙烯酸酯类单体、余量乳化剂、丙烯酸功能单体混合成均匀溶液，并搅拌10-30分钟备用；
c）引发剂溶液C的制备：常温常压状态下，将引发剂加入总质量5-15%的去离子水中，搅拌至完全溶解；
d）pH调节剂溶液D的制备：常温常压状态下，将pH调节剂总质量50-70%加入余量去离子水中，搅拌至完全溶解；
e）使a步骤的反应器内温度保持80-85℃，边搅拌边向反应器中加入预乳化液B 总质量的3-10%和引发剂溶液C总质量的40-50%，反应时间20-40分钟。
f）通过恒流泵向e步骤中反应器滴加余量预乳化液B、余量引发剂溶液C和余量pH调节剂溶液D，滴加时间200-300分钟，并确保后添加引发剂溶液C与预乳化溶液B滴完的间隔时间不超过5-10分钟。
g）保持反应器内温度在80-85℃，保温10-30分钟，降温到50-70℃，同时滴加氧化剂和还原剂，滴加时间为15-35分钟，保温10-30分钟，继续降温至35-45℃，调节pH值至7-9，过滤出料后即可得到所述低氨自交联水性丙烯酸乳液。
根据GB/T 23445-2009 II型标准测定，本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液涂膜的拉伸强度为1.8-2.7Mpa，断裂伸长率为80-130%，粘结强度为0.6-0.9Mpa。
下面结合表一对各个实施例进行详细说明，但并不因此把本发明限制在所述实施例范围内：
实施例1
本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液包括去离子水、丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯酰胺功能单体、丙烯酸、脂肪醇乙氧化物、C10- C20烷基硫酸盐、过硫酸铵、碳酸钠、过氧化氢、L-抗环血酸，上述组份按质量份数算分别为：去离子水100份、丙烯酸乙酯60份、苯乙烯30份、丙烯酰胺功能单体0.5份、丙烯酸0.1份、脂肪醇乙氧化物0.8份、C10- C20烷基硫酸盐0.2份、过硫酸铵0.3份、碳酸钠0.01份、过氧化氢0.1份、L-抗环血酸0.05份。
本发明低氨自交联水性丙烯酸乳液的制备方法包括以下步骤：
a）底料A液的制备：常温常压下状态下，向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的反应器中，加入去离子水总质量的30%，乳化剂总质量的8%，pH调节剂总质量的30%，边搅拌边加热使反应器内温度升温至75℃；
b）预乳化液B的制备：常温常压状态下，将总质量50%的去离子水、丙烯酸酯类单体、余量乳化剂、丙烯酸功能单体混合成均匀溶液，并搅拌10分钟备用；
c）引发剂溶液C的制备：常温常压状态下，将引发剂加入总质量5%的去离子水中，搅拌至完全溶解；
d）pH调节剂溶液D的制备：常温常压状态下，将pH调节剂总质量70%加入余量去离子水中，搅拌至完全溶解；
e）使a步骤的反应器内温度保持80℃，边搅拌边向反应器中加入预乳化液B 总质量的3%和引发剂溶液C总质量的40%，反应时间20分钟。
f）通过恒流泵向e步骤中反应器滴加余量预乳化液B、余量引发剂溶液C和余量pH调节剂溶液D，滴加时间200分钟，并确保后添加引发剂溶液C与预乳化溶液B滴完的间隔时间不超过5分钟。
g）保持反应器内温度在80℃，保温10分钟，降温到50℃，同时滴加氧化剂和还原剂，滴加时间为15分钟，保温10分钟，继续降温至35℃，调节pH值至7，过滤出料后即可得到所述低氨自交联水性丙烯酸乳液。
根据GB/T 23445-2009 II型标准测定，本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液涂膜的拉伸强度为1.8Mpa，断裂伸长率为80%，粘结强度为0.6Mpa。
实施例2
本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液包括去离子水、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、丙烯酰胺功能单体、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、脂肪醇乙氧化物、烷基乙氧化物、C10- C20烷基硫酸盐、C10- C20烷基苯磺酸钠、磺基琥珀酸、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钙、乙酸钠、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、L-抗环血酸、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠，上述组份按质量份数算分别为：去离子水100份、丙烯酸乙酯20份、丙烯酸正丁酯20份、丙烯酸异辛酯20份、丙烯酸羟乙酯30份、苯乙烯60份、丙烯酰胺功能单体2份、丙烯酸1份、甲基丙烯酸1份、衣康酸1份、脂肪醇乙氧化物1份、烷基乙氧化物1份、C10- C20烷基硫酸盐3份、C10- C20烷基苯磺酸钠2份、磺基琥珀酸3份、过硫酸铵1份、过硫酸钾1份、过硫酸钠1份、碳酸钠0.25份、碳酸氢钠0.25份、乙酸钙0.25份、乙酸钠0.25份、过氧化氢0.2份、叔丁基过氧化氢0.3份、L-抗环血酸0.1份、亚硫酸氢钠0.05、焦亚硫酸钠0.05。
本发明低氨自交联水性丙烯酸乳液的制备方法包括以下步骤：
a）底料A液的制备：常温常压下状态下，向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的反应器中，加入去离子水总质量的70%，乳化剂总质量的10%，pH调节剂总质量的50%，边搅拌边加热使反应器内温度升温至80℃；
b）预乳化液B的制备：常温常压状态下，将总质量10%的去离子水、丙烯酸酯类单体、余量乳化剂、丙烯酸功能单体混合成均匀溶液，并搅拌30分钟备用；
c）引发剂溶液C的制备：常温常压状态下，将引发剂加入总质量10%的去离子水中，搅拌至完全溶解；
d）pH调节剂溶液D的制备：常温常压状态下，将pH调节剂总质量50%加入余量去离子水中，搅拌至完全溶解；
e）使a步骤的反应器内温度保持85℃，边搅拌边向反应器中加入预乳化液B 总质量的10%和引发剂溶液C总质量的50%，反应时间40分钟。
f）通过恒流泵向e步骤中反应器滴加余量预乳化液B、余量引发剂溶液C和余量pH调节剂溶液D，滴加时间300分钟，并确保后添加引发剂溶液C与预乳化溶液B滴完的间隔时间不超过10分钟。
g）保持反应器内温度在85℃，保温30分钟，降温到70℃，同时滴加氧化剂和还原剂，滴加时间为35分钟，保温30分钟，继续降温至45℃，调节pH值至9，过滤出料后即可得到所述低氨自交联水性丙烯酸乳液。
根据GB/T 23445-2009 II型标准测定，本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液涂膜的拉伸强度为2.7Mpa，断裂伸长率为130%，粘结强度为0.9Mpa。
实施例3
本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液包括去离子水、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、丙烯酰胺功能单体、甲基丙烯酸、衣康酸、脂肪醇乙氧化物、烷基乙氧化物、C10- C20烷基苯磺酸钠、磺基琥珀酸、过硫酸钾、过硫酸钠、碳酸氢钠、乙酸钙、叔丁基过氧化氢、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠，上述组份按质量份数算分别为：去离子水100份、丙烯酸正丁酯30份、丙烯酸异辛酯20份、丙烯酸羟乙酯20份、苯乙烯35份、丙烯酰胺功能单体1份、甲基丙烯酸0.4份、衣康酸0.4份、脂肪醇乙氧化物1份、烷基乙氧化物1份、C10- C20烷基苯磺酸钠1份、磺基琥珀酸1份、过硫酸钾0.6份、过硫酸钠0.6份、碳酸氢钠0.02份、乙酸钙0.02份、叔丁基过氧化氢0.2份、亚硫酸氢钠0.05份、焦亚硫酸钠0.05份。
本发明低氨自交联水性丙烯酸乳液的制备方法包括以下步骤：
a）底料A液的制备：常温常压下状态下，向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的反应器中，加入去离子水总质量的40%，乳化剂总质量的9%，pH调节剂总质量的40%，边搅拌边加热使反应器内温度升温至77℃；
b）预乳化液B的制备：常温常压状态下，将总质量40%的去离子水、丙烯酸酯类单体、余量乳化剂、丙烯酸功能单体混合成均匀溶液，并搅拌15分钟备用；
c）引发剂溶液C的制备：常温常压状态下，将引发剂加入总质量10%的去离子水中，搅拌至完全溶解；
d）pH调节剂溶液D的制备：常温常压状态下，将pH调节剂总质量60%加入余量去离子水中，搅拌至完全溶解；
e）使a步骤的反应器内温度保持82℃，边搅拌边向反应器中加入预乳化液B 总质量的5%和引发剂溶液C总质量的43%，反应时间25分钟。
f）通过恒流泵向e步骤中反应器滴加余量预乳化液B、余量引发剂溶液C和余量pH调节剂溶液D，滴加时间230分钟，并确保后添加引发剂溶液C与预乳化溶液B滴完的间隔时间不超过7分钟。
g）保持反应器内温度在83℃，保温15分钟，降温到55℃，同时滴加氧化剂和还原剂，滴加时间为20分钟，保温15分钟，继续降温至38℃，调节pH值至7.3，过滤出料后即可得到所述低氨自交联水性丙烯酸乳液。
根据GB/T 23445-2009 II型标准测定，本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液涂膜的拉伸强度为2.0Mpa，断裂伸长率为95%，粘结强度为0.7Mpa。
实施例4
本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液包括去离子水、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、丙烯酰胺功能单体、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、烷基乙氧化物、C10-C20烷基硫酸盐、磺基琥珀酸、过硫酸铵、过硫酸钾、碳酸钠、乙酸钙、乙酸钠、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、L-抗环血酸、焦亚硫酸钠，上述组份按质量份数算分别为：去离子水100份、丙烯酸乙酯20份、丙烯酸异辛酯30份、丙烯酸羟乙酯30份、苯乙烯40份、丙烯酰胺功能单体1.5份、丙烯酸0.5份、甲基丙烯酸0.5份、衣康酸0.5份、烷基乙氧化物2份、C10- C20烷基硫酸盐3份、磺基琥珀酸3份、过硫酸铵1.1份、过硫酸钾1份、碳酸钠0.03份、乙酸钙0.03份、乙酸钠0.01份、过氧化氢0.2份、叔丁基过氧化氢0.1份、L-抗环血酸0.1份、焦亚硫酸钠0.05份。
本发明低氨自交联水性丙烯酸乳液的制备方法包括以下步骤：
a）底料A液的制备：常温常压下状态下，向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的反应器中，加入去离子水总质量的45%，乳化剂总质量的9%，pH调节剂总质量的45%，边搅拌边加热使反应器内温度升温至78℃；
b）预乳化液B的制备：常温常压状态下，将总质量30%的去离子水、丙烯酸酯类单体、余量乳化剂、丙烯酸功能单体混合成均匀溶液，并搅拌20分钟备用；
c）引发剂溶液C的制备：常温常压状态下，将引发剂加入总质量15%的去离子水中，搅拌至完全溶解；
d）pH调节剂溶液D的制备：常温常压状态下，将pH调节剂总质量55%加入余量去离子水中，搅拌至完全溶解；
e）使a步骤的反应器内温度保持84℃，边搅拌边向反应器中加入预乳化液B 总质量的7%和引发剂溶液C总质量的46%，反应时间30分钟。
f）通过恒流泵向e步骤中反应器滴加余量预乳化液B、余量引发剂溶液C和余量pH调节剂溶液D，滴加时间260分钟，并确保后添加引发剂溶液C与预乳化溶液B滴完的间隔时间不超过8分钟。
g）保持反应器内温度在83℃，保温20分钟，降温到60℃，同时滴加氧化剂和还原剂，滴加时间为25分钟，保温20分钟，继续降温至41℃，调节pH值至8，过滤出料后即可得到所述低氨自交联水性丙烯酸乳液。
根据GB/T 23445-2009 II型标准测定，本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液涂膜的拉伸强度为2.3Mpa，断裂伸长率为110%，粘结强度为0.8Mpa。
实施例5
本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液包括去离子水、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯酰胺功能单体、丙烯酸、甲基丙烯酸、脂肪醇乙氧化物、烷基乙氧化物、C10- C20烷基硫酸盐、C10- C20烷基苯磺酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、L-抗环血酸、亚硫酸氢钠，上述组份按质量份数算分别为：去离子水100份、丙烯酸乙酯30份、丙烯酸正丁酯25份、丙烯酸异辛酯30份、苯乙烯50份、丙烯酰胺功能单体1.8份、丙烯酸1份、甲基丙烯酸1份、脂肪醇乙氧化物3份、烷基乙氧化物2份、C10- C20烷基硫酸盐1份、C10- C20烷基苯磺酸钠2份、过硫酸铵0.9份、过硫酸钾0.9份、过硫酸钠0.9份、碳酸钠0.03份、碳酸氢钠0.02份、乙酸钠0.03份、过氧化氢0.2份、叔丁基过氧化氢0.2份、L-抗环血酸0.09份、亚硫酸氢钠0.09份。
本发明低氨自交联水性丙烯酸乳液的制备方法包括以下步骤：
a）底料A液的制备：常温常压下状态下，向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的反应器中，加入去离子水总质量的60%，乳化剂总质量的10%，pH调节剂总质量的48%，边搅拌边加热使反应器内温度升温至79℃；
b）预乳化液B的制备：常温常压状态下，将总质量20%的去离子水、丙烯酸酯类单体、余量乳化剂、丙烯酸功能单体混合成均匀溶液，并搅拌25分钟备用；
c）引发剂溶液C的制备：常温常压状态下，将引发剂加入总质量10%的去离子水中，搅拌至完全溶解；
d）pH调节剂溶液D的制备：常温常压状态下，将pH调节剂总质量52%加入余量去离子水中，搅拌至完全溶解；
e）使a步骤的反应器内温度保持84℃，边搅拌边向反应器中加入预乳化液B 总质量的9%和引发剂溶液C总质量的48%，反应时间35分钟。
f）通过恒流泵向e步骤中反应器滴加余量预乳化液B、余量引发剂溶液C和余量pH调节剂溶液D，滴加时间280分钟，并确保后添加引发剂溶液C与预乳化溶液B滴完的间隔时间不超过9分钟。
g）保持反应器内温度在85℃，保温25分钟，降温到65℃，同时滴加氧化剂和还原剂，滴加时间为30分钟，保温25分钟，继续降温至44℃，调节pH值至8.5，过滤出料后即可得到所述低氨自交联水性丙烯酸乳液。
根据GB/T 23445-2009 II型标准测定，本发明的低氨自交联水性丙烯酸乳液涂膜的拉伸强度为2.6Mpa，断裂伸长率为125%，粘结强度为0.9Mpa。

Claims (11)

1.一种低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述低氨自交联水性丙烯酸乳液包括去离子水、丙烯酸烷基酯、苯乙烯、丙烯酰胺功能单体、丙烯酸功能单体、乳化剂、引发剂、pH调节剂、氧化剂及还原剂，上述组份按质量份数算分别为：去离子水100份、丙烯酸烷基酯60-90份、苯乙烯30-60份、丙烯酰胺功能单体0.5-2份、丙烯酸功能单体0.1-3份、乳化剂1-10份、引发剂0.3-3份、pH调节剂0.01-0.1份、氧化剂0.1-0.5份、还原剂0.05-0.2份。
2.根据权利要求1所述低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯中的一种或多种成分以任意比例混合。
3.根据权利要求1所述低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述丙烯酸功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或多种成分以任意比例混合。
4.根据权利要求1所述低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述乳化剂包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂，阴离子乳化剂和非离子乳化剂的摩尔比为（1-4）：（4-1）。
5.根据权利要求4所述低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述非离子乳化剂为脂肪醇乙氧化物、烷基乙氧化物的一种或两种成分以任意比例混合。
6.根据权利要求4所述低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述阴离子乳化剂为C10- C20烷基硫酸盐、C10- C20烷基苯磺酸钠、磺基琥珀酸中的一种或多种成分以任意比例混合。
7.根据权利要求1所述低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种成分以任意比例混合。
8.根据权利要求1所述低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钙、乙酸钠中的一种或多种成分以任意比例混合。
9.根据权利要求1所述低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述氧化剂为过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的一种或两种成分以任意比例混合。
10.根据权利要求1所述低氨自交联水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述还原剂为L-抗环血酸、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种或多种成分以任意比例混合。
11.一种如权利要求1所述低氨自交联水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
a）底料A液的制备：常温常压下状态下，向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的反应器中，加入去离子水总质量的30-70%，乳化剂总质量的8-10%，pH调节剂总质量的30-50%，边搅拌边加热使反应器内温度升温至75-80℃；
b）预乳化液B的制备：常温常压状态下，将总质量10-50%的去离子水、丙烯酸酯类单体、余量乳化剂、丙烯酸功能单体混合成均匀溶液，并搅拌10-30分钟备用；
c）引发剂溶液C的制备：常温常压状态下，将引发剂加入总质量5-15%的去离子水中，搅拌至完全溶解；
d）pH调节剂溶液D的制备：常温常压状态下，将pH调节剂总质量50-70%加入余量去离子水中，搅拌至完全溶解；
e）使a步骤的反应器内温度保持80-85℃，边搅拌边向反应器中加入预乳化液B 总质量的3-10%和引发剂溶液C总质量的40-50%，反应时间20-40分钟；
f）通过恒流泵向e步骤中反应器滴加余量预乳化液B、余量引发剂溶液C和余量pH调节剂溶液D，滴加时间200-300分钟，并确保后添加引发剂溶液C与预乳化溶液B滴完的间隔时间不超过5-10分钟；
g）保持反应器内温度在80-85℃，保温10-30分钟，降温到50-70℃，同时滴加氧化剂和还原剂，滴加时间为15-35分钟，保温10-30分钟，继续降温至35-45℃，调节pH值至7-9，过滤出料后即可得到所述低氨自交联水性丙烯酸乳液。
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