CN107641205A - 一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，以重量份数计，由70～80重量份木质素改性聚丙烯酸酯乳液、2～10重量份pH调节剂、3～10重量份功能性助剂和5～10重量份抗结块剂制备而成；其中，通过选择特定的木质素改性聚丙烯酸酯乳液，进而使得得到的可再分散乳胶粉较以往技术制备的可再分散乳胶粉具有更好的成膜性能、优越的耐水性能、耐候性、高硬度及强紫外吸收性能，可广泛用于屏蔽紫外线功能涂料、零VOC环保涂料中。

Description

一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉及制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉及制备方法。

背景技术

可再分散乳胶粉是由聚合物乳液经过高速喷雾干燥技术制备得到，这些粉体加水分散后可以形成与原乳液性能和性质相近的再分散乳液。与常规聚合物乳液相比，可再分散乳胶粉可以直接与混凝土、干粉砂浆和其他材料任意混合，得到粘结强度高的预混料；也可以直接作为涂料的原料；使用时只需要按一定的配比加水搅拌均匀即可，施工简单，且包装和运输便捷、成本低，绿色环保。

然而，目前公开的可再分散乳胶粉一般都直接由常规的聚合物乳液经喷雾干燥制得，这些可再分散乳胶粉的耐候性和抗紫外性能等性能均比较差，无法满足实际应用。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉及制备方法，本发明提供的可再分散乳胶粉不仅成膜性好，而且具有很好的耐水性能、耐候性、高硬度及强紫外吸收性能。

本发明提供了一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，以重量份数

计，由以下组分制备而成：

其中，所述木质素改性聚丙烯酸酯乳液是通过以0.5～5重量份木质素单体、15～35重量份甲基丙烯酸烷基酯单体、15～35重量份丙烯酸烷基酯单体、2～8重量份功能单体、0.2～0.6重量份引发剂、0.5～1.5重量份乳化剂和40～70重量份去离子水为原料进行自由基乳液共聚制备得到。

优选的，所述木质素单体按照以下方法制备得到：

将木质素、硅烷偶联剂和溶剂混合反应，得到木质素单体；

其中，所述木质素为羟基木质素、甲氧基木质素、甲基化木质素和木质素磺酸盐中的一种或几种；

所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

优选的，所述甲基丙烯酸烷基酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或几种；

所述丙烯酸烷基酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或几种。

优选的，所述功能单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯的一种或几种。

优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种或几种。

优选的，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、油酸钠、聚氧乙烯单月桂酸酯、壬基酚基聚氧乙烯(20)醚和辛基酚聚氧乙烯(40)醚一种或几种。

优选的，所述pH调节剂为氨水、NaOH溶液和三乙胺中的一种或几种。

优选的，所述的功能性助剂为聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙二醛、聚丙烯酰胺和羟乙基纤维素中的一种或几种。

优选的，所述抗结块剂为膨润土、氢氧化镁、硅铝酸钠、磷酸三钙、碳酸镁、微晶纤维素和聚醋酸乙烯酯中的一种或几种。

本发明还提供了一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉的制备方法，包括：

1)以0.5～5重量份木质素单体、15～35重量份甲基丙烯酸烷基酯单体、15～35重量份丙烯酸烷基酯单体、2～8重量份功能单体、0.2～0.6重量份引发剂、0.5～1.5重量份乳化剂和40～70重量份去离子水为原料进行自由基乳液共聚制备得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液；

2)将步骤1)制备的木质素改性聚丙烯酸酯乳液70～80重量份、pH调节剂2～10重量份和功能性助剂3～10重量份混合喷雾干燥成粉，并加入抗结块剂5～10重量份，得到强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉。

与现有技术相比，本发明提供了一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，以重量份数计，由70～80重量份木质素改性聚丙烯酸酯乳液、2～10重量份pH调节剂、3～10重量份功能性助剂和5～10重量份抗结块剂制备而成；其中，通过使所述木质素改性聚丙烯酸酯乳液是通过以0.5～5重量份木质素单体、15～35重量份甲基丙烯酸烷基酯单体、15～35重量份丙烯酸烷基酯单体、2～8重量份功能单体、0.2～0.6重量份引发剂、0.5～1.5重量份乳化剂、40～70重量份去离子水为原料进行自由基乳液共聚制备得到，进而使得得到的可再分散乳胶粉较以往技术制备的可再分散乳胶粉具有更好的成膜性能、优越的耐水性能、耐候性、高硬度及强紫外吸收性能，可广泛用于屏蔽紫外线功能涂料、零VOC环保涂料中。

附图说明

图1为本发明实施例1的乳胶粉制备的乳胶膜的紫外吸光度测试结果；

图2为实施例1的原乳液胶膜的扫描电镜结果；

图3为实施例1的再分散液胶膜的扫描电镜结果。

具体实施方式

本发明提供了一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，以重量份数计，由以下组分制备而成：

其中，所述木质素改性聚丙烯酸酯乳液是通过以0.5～5重量份木质素单体、15～35重量份甲基丙烯酸烷基酯单体、15～35重量份丙烯酸烷基酯单体、2～8重量份功能单体、0.2～0.6重量份引发剂、0.5～1.5重量份乳化剂、40～70重量份去离子水为原料进行自由基乳液共聚制备得到。

按照本发明，所述木质素改性聚丙烯酸酯乳液是通过以0.5～5重量份木质素单体、15～35重量份甲基丙烯酸烷基酯单体、15～35重量份丙烯酸烷基酯单体、2～8重量份功能单体、0.2～0.6重量份引发剂、0.5～1.5重量份乳化剂、40～70重量份去离子水为原料进行自由基乳液共聚制备得到。其中，本发明对制备的方法没有特殊要求，本领域公知的用于乳液制备的方法均可。

本发明中，所述木质素单体优选按照以下方法制备得到：将木质素、硅烷偶联剂和溶剂混合反应，得到改性木质素；其中，所述木质素为羟基木质素、甲氧基木质素、甲基化木质素和木质素磺酸盐中的一种或几种，优选为酚羟基木质素、羟基木质素、乙酰化木质素、甲氧基木质素、甲基化木质素或木质素磺酸盐；所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的一种或几种，优选为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷；所述溶剂优选为甲醇、乙醇和去离子水中的一种或几种，更优选为甲醇、乙醇或去离子水；所述烷偶联剂与木质素质量比优选为(0.01～0.05)∶1，更优选为(0.02～0.04)∶1，最优选为0.03∶1；所述溶剂与木质素质量比优选为(10～20)∶1，更优选为(15～18)∶1。且为了使硅烷偶联剂能够充分的对木质素进行改性，本发明优选首先将木质素与溶剂超声混合，然后缓慢加入硅烷偶联剂，加完后，室温反应48～72小时，得到改性木质素；本发明所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，所述木质素单体的重量份数优选为1.5～4.5重量份，更优选为2.5～3.5重量份。

本发明中，所述甲基丙烯酸烷基酯单体优选为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或几种，更优选为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种；本发明所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，所述甲基丙烯酸烷基酯单体的重量份数优选为20～30重量份，更优选为25～28重量份。

本发明中，所述丙烯酸烷基酯单体优选为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或几种；本发明所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，所述丙烯酸烷基酯单体的重量份数优选为20～30重量份，更优选为25～28重量份。

本发明中，所述功能单体优选为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯的一种或几种，更优选为为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯；本发明所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，所述功能单体的重量份数优选为3～8重量份，更优选为5～6重量份。

本发明中，所述引发剂优选为过硫酸铵、过硫酸钾和偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种或几种，更优选为过硫酸铵、过硫酸钾或偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐；本发明所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，所述引发剂的重量份数优选为0.3～0.5重量份，更优选为0.4重量份。

本发明中，所述乳化剂优选为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、油酸钠、聚氧乙烯单月桂酸酯、壬基酚基聚氧乙烯(20)醚和辛基酚聚氧乙烯(40)醚一种或几种，更优选为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、油酸钠、聚氧乙烯单月桂酸酯、壬基酚基聚氧乙烯(20)醚和辛基酚聚氧乙烯(40)醚一种或两种；本发明所述木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，所述乳化剂的重量份数优选为0.6～1.2重量份，更优选为0.7～1重量份。

本发明所述木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，所述水的重量份数优选为50～60重量份。

按照本发明，所述pH调节剂优选为氨水、NaOH溶液或三乙胺中的一种或几种，更优选为所述pH调节剂为氨水、NaOH溶液或三乙胺；本发明所述强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉中，所述pH调节剂的重量份数优选为3～8重量份，更优选为4～6重量份。

按照本发明，所述的功能性助剂优选为聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙二醛、聚丙烯酰胺和羟乙基纤维素中的一种或几种，更优选为聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙二醛、聚丙烯酰胺或羟乙基纤维素；本发明所述强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉中，所述功能性助剂的重量份数优选为4～8重量份，更优选为5～6重量份。

按照本发明，所述抗结块剂优选为膨润土、氢氧化镁、硅铝酸钠、磷酸三钙、碳酸镁、微晶纤维素和聚醋酸乙烯酯中的一种或几种，更优选为膨润土、氢氧化镁、硅铝酸钠、磷酸三钙、碳酸镁、微晶纤维素和聚醋酸乙烯酯中的一种或两种；本发明所述强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉中，所述抗结块剂的重量份数优选为6～9重量份，更优选为7～8重量份。

本发明还提供了一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉的制备方法，包括：

1)以0.5～5重量份木质素单体、15～35重量份甲基丙烯酸烷基酯单体、15～35重量份丙烯酸烷基酯单体、2～8重量份功能单体、0.2～0.6重量份引发剂、0.5～1.5重量份乳化剂、40～70重量份去离子水为原料进行自由基乳液共聚制备得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液；

2)将步骤1)制备的木质素改性聚丙烯酸酯乳液70～80重量份、pH调节剂2～10重量份和功能性助剂3～10重量份混合喷雾干燥成粉，并加入抗结块剂5～10重量，得到强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉。

按照本发明，本发明以0.5～5重量份木质素单体、15～35重量份甲基丙烯酸烷基酯单体、15～35重量份丙烯酸烷基酯单体、2～8重量份功能单体、0.2～0.6重量份引发剂、0.5～1.5重量份乳化剂、40～70重量份去离子水为原料进行自由基乳液共聚制备得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液；其中，各个原料及其用量的选择与前述相同；本发明对混合制备木质素改性聚丙烯酸酯乳液的制备方法没有特殊要求，本领域公知的方法均可，优选的，本发明可以按照以下步骤制备木质素改性聚丙烯酸酯乳液：a)将0.5～5质量份的木质素粉末分散与90～95质量份溶剂中并作超声处理，逐步加入0.5～2质量份硅烷偶联剂于溶剂中，然后在60℃下搅拌反应6h。用溶剂抽滤洗涤产物，60℃下真空干燥12h，得到木质素单体。按质量百分比计，先将原料配方中10～65％的甲基丙烯酸烷基酯单体、40～95％的丙烯酸烷基酯单体、0～50％的功能单体混合均匀制得核单体；再将配方中剩余的甲基丙烯酸烷基酯单体、丙烯酸烷基酯单体、功能单体和木质素单体混合均匀制得壳单体。控制核单体与壳单体的质量比为2∶1～4∶1，并且乳胶粒为软核硬壳的结构；b)种子乳液的制备：将占水总质量55～75％的去离子水、占乳化剂总质量50～70％的乳化剂及占引发剂总质量20～40％的引发剂加入到反应器中，机械搅拌15～30min，升温至80～85℃，将占核单体总质量的10～20％的核单体于20～30min内均匀滴加至反应器中，滴加完毕后在80～85℃下继续反应20～30min，即制备得到种子乳液。c)半连续乳液聚合制备核壳乳液：在80～85℃下，将65～80％的核单体于60～90min内均匀滴加至步骤c所述的种子乳液中；然后将剩余的核单体同占壳单体总质量15～30％的壳单体混合均匀得到混合核壳单体，于45～75min内均匀滴加至反应乳液中，滴加完毕后继续保温反应30～60min；最后将剩余的壳单体均匀滴加至上述得到的乳液中；开始滴加核单体的同时，将剩余的去离子水、引发剂和乳化剂混合均匀得到的溶液均匀滴加到步骤c得到的种子乳液中，保证引发剂溶液滴加时间比单体滴加时间延长15～45min，升温至85～90℃，保温60～90min，然后降温至室温，出料得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液。

按照本发明，本发明还将步骤1)制备的木质素改性聚丙烯酸酯乳液70～80重量份、pH调节剂2～10重量份和功能性助剂3～10重量份混合喷雾成粉，并加入抗结块剂5～10重量份，得到强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，其中，各个原料的种类和组成同前；本发明对喷雾的方法没有特殊要求，本领域公知的喷雾方法均可，本发明中，优选选择喷雾干燥塔进口温度为150～180℃，出口温度为80-95℃，高速雾化盘转速为6000～9000rpm。

本发明提供了一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，以重量份数计，由70～80重量份木质素改性聚丙烯酸酯乳液、2～10重量份pH调节剂、3～10重量份功能性助剂和5～10重量份抗结块剂制备而成；其中，通过使所述木质素改性聚丙烯酸酯乳液是通过将0.5～5重量份木质素单体、15～35重量份甲基丙烯酸烷基酯单体、15～35重量份丙烯酸烷基酯单体、2～8重量份功能单体、0.2～0.6重量份引发剂、0.5～1.5重量份乳化剂、40～70重量份去离子水混合制备得到，进而使得得到的可再分散乳胶粉较以往技术制备的可再分散乳胶粉具有更好的成膜性能、优越的耐水性能、耐候性、高硬度及强紫外吸收性能，可广泛用于屏蔽紫外线功能涂料、零VOC环保涂料中；而且，本发明所述的木质素单体为造纸产业副产物来源广、价格低，采用硅烷偶联剂对木质素改性，改善了木质素在聚合物中的相容性、分散性。实现回收利用生物质和聚合物高性能化的目的，提高了木质素这种巨大可再生资源的使用价值。

下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

a.木质素单体合成：将0.5g的羟基木质素分散在95g的甲醇中并作超声处理，逐步加入0.05g的乙烯基三甲氧基硅烷，在60℃下搅拌反应6h。反应完成后，用甲醇抽滤洗涤产物，然后在60℃下真空干燥12h，得到木质素单体。

木质素改性聚丙烯酸酯乳液的合成：

所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液由以下质量的组分制成：

称量上述配方中的单体。

b.核壳单体的制备：从上述配方中取出其中的6.0g甲基丙烯酸甲酯和18g丙烯酸丁酯，将其混合均匀制得核单体；将剩余的单体混合均匀制得壳单体。

c.种子乳液的制备：将40g去离子水、0.15g十二烷基苯磺酸钠、0.15g聚氧乙烯单月桂酸酯和0.04g的过硫酸铵加入到反应器中，机械搅拌15min，升温到80～85℃，将2.5g的核单体于20min内均匀滴加至反应器中，滴加完毕后在80～85℃下继续反应20min，即制备得到种子乳液。

d.半连续乳液聚合制备核壳乳液：在80～85℃下，将16g的核单体于60min内均匀滴加至步骤c所述的种子乳液中；然后将剩余的核单体同2.5g的壳单体混合均匀得到混合核壳单体，于45min内均匀滴加至反应乳液中，滴加完毕后继续保温反应60min；最后将剩余的壳单体均匀滴加至上述得到的乳液中；开始滴加核单体的同时，将剩余的去离子水、引发剂和乳化剂混合均匀得到的溶液均匀滴加到步骤c得到的种子乳液中，保证引发剂溶液滴加时间比单体滴加时间延长15～45min，升温至85～90℃，保温60min，然后降温至室温，出料得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液。

可再分散乳胶粉制备：

e.将100g的氨水加入至2.5kg的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，调节pH值8.5～9.5，然后加入100g的聚乙烯醇缩甲醛，经搅拌后形成均匀混合液；

f.然后将步骤e中的混合液输送至喷雾干燥塔中，控制喷雾干燥塔进口温度为150℃，出口温度为80℃，高速雾化盘转速为6000rpm，经高速雾化干燥成粉，同时加入175g的膨润土，混合均匀，即得所述可再分散乳胶粉。

实施例2

a.木质素单体合成：将1.0g的甲氧基木质素分散在80g甲醇和10g去离子水的混合溶剂中并作超声处理，逐步加入0.1g的乙烯基三甲氧基硅烷，在60℃下搅拌反应6h。反应完成后，用甲醇抽滤洗涤产物，然后在60℃下真空干燥12h，得到木质素单体。

木质素改性聚丙烯酸酯乳液的合成：

所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液由以下质量的组分制成：

称量上述配方中的单体。

b.核壳单体的制备：从上述配方中取出其中的6.0g甲基丙烯酸乙酯、2.0g丙烯酸甲酯和14g丙烯酸丁酯，将其混合均匀制得核单体；将剩余的单体混合均匀制得壳单体。

c.种子乳液的制备：将40g去离子水、0.20g十二烷基硫酸钠、0.18g壬基酚基聚氧乙烯(20)醚和0.05g的过硫酸钾加入到反应器中，机械搅拌20min，升温到80～85℃，将3.0g的核单体于25min内均匀滴加至反应器中，滴加完毕后在80～85℃下继续反应25min，即制备得到种子乳液。

d.半连续乳液聚合制备核壳乳液：在80～85℃下，将18g的核单体于60min内均匀滴加至步骤c所述的种子乳液中；然后将剩余的核单体同2.5g的壳单体混合均匀得到混合核壳单体，于45min内均匀滴加至反应乳液中，滴加完毕后继续保温反应60min；最后将剩余的壳单体均匀滴加至上述得到的乳液中；开始滴加核单体的同时，将剩余的去离子水、引发剂和乳化剂混合均匀得到的溶液均匀滴加到步骤c得到的种子乳液中，保证引发剂溶液滴加时间比单体滴加时间延长15～45min，升温至85～90℃，保温60min，然后降温至室温，出料得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液。

可再分散乳胶粉制备：

e.将80g的20质量份氢氧化钠溶液加入至2.5kg的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，调节pH值8.5～9.5，然后加入100g的聚乙烯醇缩乙二醛，经搅拌后形成均匀混合液；

f.然后将步骤e中的混合液输送至喷雾干燥塔中，控制喷雾干燥塔进口温度为155℃，出口温度为85℃，高速雾化盘转速为6500rpm，经高速雾化干燥成粉，同时加入175g的氢氧化镁，混合均匀，即得所述可再分散乳胶粉。

实施例3

a.木质素单体合成：将2.0g的甲基化木质素分散在90g乙醇中并作超声处理，逐步加入0.2g的乙烯基三乙氧基硅烷，在60℃下搅拌反应6h。反应完成后，用乙醇抽滤洗涤产物，然后在60℃下真空干燥12h，得到木质素单体。

木质素改性聚丙烯酸酯乳液的合成：

所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液由以下质量的组分制成：

称量上述配方中的单体。

b.核壳单体的制备：从上述配方中取出其中的2.0g甲基丙烯酸甲酯、6.0g丙烯酸甲酯、18g丙烯酸-2-乙基己酯和0.5g甲基丙烯酸羟乙酯，将其混合均匀制得核单体；将剩余的单体混合均匀制得壳单体。

c.种子乳液的制备：将35g去离子水、0.20g十二烷基二苯醚二磺酸钠、0.18g壬基酚基聚氧乙烯(20)醚和0.06g的过硫酸钾加入到反应器中，机械搅拌20min，升温到80～85℃，将2.6g的核单体于25min内均匀滴加至反应器中，滴加完毕后在80～85℃下继续反应25min，即制备得到种子乳液。

d.半连续乳液聚合制备核壳乳液：在80～85℃下，将18g的核单体于75min内均匀滴加至步骤c所述的种子乳液中；然后将剩余的核单体同2.5g的壳单体混合均匀得到混合核壳单体，于60min内均匀滴加至反应乳液中，滴加完毕后继续保温反应60min；最后将剩余的壳单体均匀滴加至上述得到的乳液中；开始滴加核单体的同时，将剩余的去离子水、引发剂和乳化剂混合均匀得到的溶液均匀滴加到步骤c得到的种子乳液中，保证引发剂溶液滴加时间比单体滴加时间延长15～45min，升温至85～90℃，保温90min，然后降温至室温，出料得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液。

可再分散乳胶粉制备：

e.将80g的三乙胺10质量份乙醇溶液加入至2.5kg的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，调节pH值8.5～9.5，然后加入120g的聚丙烯酰胺，经搅拌后形成均匀混合液；

f.然后将步骤e中的混合液输送至喷雾干燥塔中，控制喷雾干燥塔进口温度为160℃，出口温度为85℃，高速雾化盘转速为7000rpm，经高速雾化干燥成粉，同时加入180g的硅铝酸钠，混合均匀，即得所述可再分散乳胶粉。

实施例4

a.木质素单体合成：将3.0g的木质素磺酸盐分散在80g乙醇和10g去离子水的混合溶剂中并作超声处理，逐步加入0.25g的乙烯基三乙氧基硅烷，在60℃下搅拌反应6h。反应完成后，用乙醇抽滤洗涤产物，然后在60℃下真空干燥12h，得到木质素单体。

木质素改性聚丙烯酸酯乳液的合成：

所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液由以下质量的组分制成：

称量上述配方中的单体。

b.核壳单体的制备：从上述配方中取出其中的5.0g甲基丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸乙酯、18g丙烯酸丁酯和0.8g甲基丙烯酸羟乙酯，将其混合均匀制得核单体；将剩余的单体混合均匀制得壳单体。

c.种子乳液的制备：将35g去离子水、0.18g油酸钠、0.20g辛基酚基聚氧乙烯(40)醚和0.05g的过硫酸钾加入到反应器中，机械搅拌20min，升温到80～85℃，将2.6g的核单体于25min内均匀滴加至反应器中，滴加完毕后在80～85℃下继续反应25min，即制备得到种子乳液。

d.半连续乳液聚合制备核壳乳液：在80～85℃下，将18g的核单体于75min内均匀滴加至步骤c所述的种子乳液中；然后将剩余的核单体同2.5g的壳单体混合均匀得到混合核壳单体，于60min内均匀滴加至反应乳液中，滴加完毕后继续保温反应60min；最后将剩余的壳单体均匀滴加至上述得到的乳液中；开始滴加核单体的同时，将剩余的去离子水、引发剂和乳化剂混合均匀得到的溶液均匀滴加到步骤c得到的种子乳液中，保证引发剂溶液滴加时间比单体滴加时间延长15～45min，升温至85～90℃，保温90min，然后降温至室温，出料得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液。

可再分散乳胶粉制备：

e.将80g的三乙胺10质量份乙醇溶液加入至2.5kg的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，调节pH值8.5～9.5，然后加入130g的羟乙基纤维素，经搅拌后形成均匀混合液；

f.然后将步骤e中的混合液输送至喷雾干燥塔中，控制喷雾干燥塔进口温度为160℃，出口温度为90℃，高速雾化盘转速为7000rpm，经高速雾化干燥成粉，同时加入150g的磷酸三钙，混合均匀，即得所述可再分散乳胶粉。

实施例5

a.木质素单体合成：将3.5g的羟基木质素分散在80g甲醇和10g去离子水的混合溶剂中并作超声处理，逐步加入0.5g的γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，在60℃下搅拌反应6h。反应完成后，用甲醇抽滤洗涤产物，然后在60℃下真空干燥12h，得到木质素单体。

木质素改性聚丙烯酸酯乳液的合成：

所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液由以下质量的组分制成：

称量上述配方中的单体。

b.核壳单体的制备：从上述配方中取出其中的6.0g甲基丙烯酸甲酯、0.2g甲基丙烯酸缩水甘油酯、18g丙烯酸丁酯和0.8g丙烯酰胺，将其混合均匀制得核单体；将剩余的单体混合均匀制得壳单体。

c.种子乳液的制备：将40g去离子水、0.50g十二烷基苯磺酸钠和0.05g的过硫酸钾加入到反应器中，机械搅拌20min，升温到80～85℃，将3.0g的核单体于25min内均匀滴加至反应器中，滴加完毕后在80～85℃下继续反应25min，即制备得到种子乳液。

d.半连续乳液聚合制备核壳乳液：在80～85℃下，将18g的核单体于75min内均匀滴加至步骤c所述的种子乳液中；然后将剩余的核单体同2.5g的壳单体混合均匀得到混合核壳单体，于60min内均匀滴加至反应乳液中，滴加完毕后继续保温反应60min；最后将剩余的壳单体均匀滴加至上述得到的乳液中；开始滴加核单体的同时，将剩余的去离子水、引发剂和乳化剂混合均匀得到的溶液均匀滴加到步骤c得到的种子乳液中，保证引发剂溶液滴加时间比单体滴加时间延长15～45min，升温至85～90℃，保温90min，然后降温至室温，出料得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液。

可再分散乳胶粉制备：

e.将70g的三乙胺10质量份乙醇溶液加入至2.5kg的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，调节pH值8.5～9.5，然后加入150g的聚乙烯醇缩甲醛，经搅拌后形成均匀混合液；

f.然后将步骤e中的混合液输送至喷雾干燥塔中，控制喷雾干燥塔进口温度为160℃，出口温度为90℃，高速雾化盘转速为7000rpm，经高速雾化干燥成粉，同时加入150g的碳酸镁，混合均匀，即得所述可再分散乳胶粉。

实施例6

a.木质素单体合成：将4.0g的甲氧基木质素分散在90g甲醇中并作超声处理，逐步加入0.5g的γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，在60℃下搅拌反应6h。反应完成后，用甲醇抽滤洗涤产物，然后在60℃下真空干燥12h，得到木质素单体。

木质素改性聚丙烯酸酯乳液的合成：

所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液由以下质量的组分制成：

称量上述配方中的单体。

b.核壳单体的制备：从上述配方中取出其中的5.0g甲基丙烯酸甲酯、3g甲基丙烯酸-2-乙基己酯、16g丙烯酸丁酯和1.0g丙烯酰胺，将其混合均匀制得核单体；将剩余的单体混合均匀制得壳单体。

c.种子乳液的制备：将30g去离子水、0.23g十二烷基硫酸钠、0.18g壬基酚基聚氧乙烯(20)醚和0.05g的过硫酸钾加入到反应器中，机械搅拌20min，升温到80～85℃，将4.0g的核单体于30min内均匀滴加至反应器中，滴加完毕后在80～85℃下继续反应30min，即制备得到种子乳液。

d.半连续乳液聚合制备核壳乳液：在80～85℃下，将19g的核单体于90min内均匀滴加至步骤c所述的种子乳液中；然后将剩余的核单体同3.0g的壳单体混合均匀得到混合核壳单体，于75min内均匀滴加至反应乳液中，滴加完毕后继续保温反应60min；最后将剩余的壳单体均匀滴加至上述得到的乳液中；开始滴加核单体的同时，将剩余的去离子水、引发剂和乳化剂混合均匀得到的溶液均匀滴加到步骤c得到的种子乳液中，保证引发剂溶液滴加时间比单体滴加时间延长15～45min，升温至85～90℃，保温90min，然后降温至室温，出料得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液。

可再分散乳胶粉制备：

e.将110g的氨水加入至3.0kg的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，调节pH值8.5～9.5，然后加入130g的聚乙烯醇缩乙二醛，经搅拌后形成均匀混合液；

f.然后将步骤e中的混合液输送至喷雾干燥塔中，控制喷雾干燥塔进口温度为170℃，出口温度为90℃，高速雾化盘转速为8000rpm，经高速雾化干燥成粉，同时加入80g的碳酸镁和80g的微晶纤维素，混合均匀，即得所述可再分散乳胶粉。

实施例7

a.木质素单体合成：将5.0g的甲氧基木质素分散在90g甲醇中并作超声处理，逐步加入0.5g的γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，在60℃下搅拌反应6h。反应完成后，用甲醇抽滤洗涤产物，然后在60℃下真空干燥12h，得到木质素单体。

木质素改性聚丙烯酸酯乳液的合成：

所述的木质素改性聚丙烯酸酯乳液由以下质量的组分制成：

称量上述配方中的单体。

b.核壳单体的制备：从上述配方中取出其中的5.5g甲基丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸乙酯、16.5g丙烯酸丁酯和1.0g丙烯酸羟丙酯，将其混合均匀制得核单体；将剩余的单体混合均匀制得壳单体。

c.种子乳液的制备：将30g去离子水、0.17g十二烷基硫酸钠、0.21g壬基酚基聚氧乙烯单月桂酸酯和0.06g的过硫酸铵加入到反应器中，机械搅拌20min，升温到80～85℃，将4.0g的核单体于30min内均匀滴加至反应器中，滴加完毕后在80～85℃下继续反应30min，即制备得到种子乳液。

d.半连续乳液聚合制备核壳乳液：在80～85℃下，将19g的核单体于90min内均匀滴加至步骤c所述的种子乳液中；然后将剩余的核单体同3.0g的壳单体混合均匀得到混合核壳单体，于75min内均匀滴加至反应乳液中，滴加完毕后继续保温反应60min；最后将剩余的壳单体均匀滴加至上述得到的乳液中；开始滴加核单体的同时，将剩余的去离子水、引发剂和乳化剂混合均匀得到的溶液均匀滴加到步骤c得到的种子乳液中，保证引发剂溶液滴加时间比单体滴加时间延长15～45min，升温至85～90℃，保温90min，然后降温至室温，出料得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液。

可再分散乳胶粉制备：

e.将120g的20质量份氢氧化钠溶液加入至3.0kg的木质素改性聚丙烯酸酯乳液中，调节pH值8.5～9.5，然后加入130g的聚乙烯醇缩乙二醛，经搅拌后形成均匀混合液；

f.然后将步骤e中的混合液输送至喷雾干燥塔中，控制喷雾干燥塔进口温度为180℃，出口温度为95℃，高速雾化盘转速为9000rpm，经高速雾化干燥成粉，同时加入180g的聚醋酸乙烯酯，混合均匀，即得所述可再分散乳胶粉。

实施例8

1)抗紫外性能测试

将实施例1中的得到的乳胶粉加水搅拌再分散形成乳液，乳液成膜后，对形成的乳胶膜进行紫外吸光度测试。采用紫外-可见分光光度计测得的本实施例1产品在紫外光区有显著的吸收，结果如图1所示，图1为本发明实施例1的乳胶粉制备的乳胶膜的紫外吸光度测试结果，从图中可以看出，本发明所述乳胶膜对紫外有吸收，特别是在UVA区紫外吸收效果达到最大。实施例2～7得到的紫外光谱结果与实施例1基本相同。

2)成膜性能测试

通过扫描电镜(SEM)对实施1中原乳液胶膜和再分散液胶膜进行分析表明，结果见图2～图3，图2为实施例1的原乳液胶膜的扫描电镜结果；图3为实施例1的再分散液胶膜的扫描电镜结果；从图中可以看出，实施1中原乳液胶膜和再分散液胶膜都有良好的成膜性能。透射电镜(TEM)分析表明，喷雾干燥前后的乳胶粒均为球形颗粒，再分散乳胶粒的粒径较大。

3)其它测试

乳液粒径测试方法：采用动态光散射仪(Malvern mastersizer 2000)测量乳液样品的粒径及分布，乳液样品用蒸馏水稀释分散后测定，试样浓度为0.015％～0.020％，测试条件为室温；测试结果见表1；

最低成膜温度测试方法：按照GB/T 9267-1988标准，采用最低成膜温度仪进行最低成膜温度的测试，首先用薄膜涂布器将乳液从高温端开始涂布平板上，然后放入干燥剂盖上玻璃罩，涂膜干燥后，读出形成连续均匀无裂纹透明薄膜的最低温度，并以此作为乳液最低成膜温度，；测试结果见表1；

24h吸水率测试方法：将乳液涂布在玻璃板(其质量为m0)上，在80℃真空烘箱中干燥30min，取出后用精度为0.1mg的电子天平称量其质量ml。然后将试板完全浸泡于23±2℃的去离子水中24h，取出后用滤纸吸干表面水分后马上于电子天平上测量其质量m2，测试结果见表1；吸水率按照如下公式计算：

吸水率＝(m2-m1)/(m1-m0)*100％

表1

表中，“原”指“原乳液”，“再”指“再分散乳液”；

由上表可知，实验得到的木质素改性聚丙烯酸乳液粒径在110～126nm之间，木质素改性聚丙烯酸酯乳胶粉的再分散液粒径在125～140nm之间。在喷雾干燥的条件下制备的可再分散乳胶粉有较高的收率，达99％以上，引入木质素的乳胶粉再分散液的胶膜24h吸水率较小，均在2.0％以下；并且制得的木质素改性聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉有良好的粉体流动性，抗结块性、可再分散性和成膜性。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，以重量份数计，由以下组分制备而成：

其中，所述木质素改性聚丙烯酸酯乳液是通过以0.5～5重量份木质素单体、15～35重量份甲基丙烯酸烷基酯单体、15～35重量份丙烯酸烷基酯单体、2～8重量份功能单体、0.2～0.6重量份引发剂、0.5～1.5重量份乳化剂和40～70重量份去离子水为原料进行自由基乳液共聚制备得到。

2.根据权利要求1所述的强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，其特征在于，所述木质素单体按照以下方法制备得到：

将木质素、硅烷偶联剂和溶剂混合反应，得到木质素单体；

其中，所述木质素为羟基木质素、甲氧基木质素、甲基化木质素和木质素磺酸盐中的一种或几种；

所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，其特征在于，所述甲基丙烯酸烷基酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或几种；

所述丙烯酸烷基酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，其特征在于，所述功能单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、油酸钠、聚氧乙烯单月桂酸酯、壬基酚基聚氧乙烯(20)醚和辛基酚聚氧乙烯(40)醚一种或几种。

7.根据权利要求1所述的强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，其特征在于，所述pH调节剂为氨水、NaOH溶液和三乙胺中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，其特征在于，所述的功能性助剂为聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙二醛、聚丙烯酰胺和羟乙基纤维素中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉，其特征在于，所述抗结块剂为膨润土、氢氧化镁、硅铝酸钠、磷酸三钙、碳酸镁、微晶纤维素和聚醋酸乙烯酯中的一种或几种。

10.一种强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉的制备方法，包括：

1)以0.5～5重量份木质素单体、15～35重量份甲基丙烯酸烷基酯单体、15～35重量份丙烯酸烷基酯单体、2～8重量份功能单体、0.2～0.6重量份引发剂、0.5～1.5重量份乳化剂和40～70重量份去离子水为原料进行自由基乳液共聚制备得到木质素改性聚丙烯酸酯乳液；

2)将步骤1)制备的木质素改性聚丙烯酸酯乳液70～80重量份、pH调节剂2～10重量份和功能性助剂3～10重量份混合喷雾干燥成粉，并加入抗结块剂5～10重量份，得到强紫外吸收聚丙烯酸酯可再分散乳胶粉。