CN113429508A - 一种耐水白丙烯酸酯乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐水白丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述的耐水白丙烯酸酯乳液包括以下重量份数原料：丙烯酸丁酯20～50份，甲基丙烯酸甲酯10～30份，甲基丙烯酸1～5份，苯乙烯10～30份，甲基丙烯酸正丁酯40～60份，交联单体5～15份，乳化剂1～5份，反应型乳化剂5～10份，引发剂0.2～0.8份，中和试剂1～5份，去离子水150～200份。本发明的耐水白丙烯酸酯乳液具有优异的耐水白性能。

Description

一种耐水白丙烯酸酯乳液及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子乳液制备技术领域，具体涉及一种耐水白丙烯酸酯乳液及其制备方法。

背景技术

丙烯酸树脂(acrylic resin)是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合物的总称。丙烯酸树脂涂料就是以(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯为主体，同其他丙烯酸酯共聚所得丙烯酸树脂制得的热塑性或热固性树脂涂料或丙烯酸辐射涂料。

丙烯酸树脂具有价格低，性能价格比高等优点，在各个行业均具有一定的发展趋势。如热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，因此它的相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工，制备铝粉漆时铝粉的白度、定位性好。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。热固性丙烯酸树脂是指在结构中带有一定的官能团，在制漆时通过和加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等中的官能团反应形成网状结构，热固性树脂一般相对分子量较低。热固性丙烯酸涂料有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐候性、在高温烘烤时不变色、不泛黄。最重要的应用是和氨基树脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。

为了扩大丙烯酸树脂的应用范围，提高其性能，目前通常采用接枝、共聚、交联、核壳聚合等方法改善丙烯酸的缺点。

室外胶粘剂对耐水要求较高，特别是长期在接触水的环境下，不能泛白。常规丙烯酸乳液耐水白性能较差，原因在于乳液中含有大量的亲水单体、乳化剂和电解质等。

发明内容

本发明的主要目的在针于对现有技术中的缺陷，提供一种耐水白丙烯酸酯乳液及其制备方法。本发明的耐水白丙烯酸酯乳液具有优良的耐水白性能。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供了一种耐水白丙烯酸酯乳液，所述的耐水白丙烯酸酯乳液包括以下重量份数原料：丙烯酸丁酯20～50份，甲基丙烯酸甲酯10～30份，甲基丙烯酸1～5份，苯乙烯10～30份，甲基丙烯酸正丁酯40～60份，交联单体5～15份，乳化剂1～5份，反应型乳化剂5～10份，引发剂0.2～0.8份，中和试剂1～5份，去离子水150～200份。

优选地，所述单体选自甲基丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述乳化剂选自(C12－14仲醇)聚烷基醚、(C12－14仲醇)聚环氧乙烷烷基醚、辛基酚聚氧乙烯醚、(C12-C14)脂肪醇醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、(十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述反应型乳化剂为反应型乳化剂H-3330P和/或对苯乙烯磺酸钠。

优选地，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、维生素C-过硫酸钠氧化还原体系、维生素C和焦亚硫酸钠混合物-过硫酸钠氧化还原体系中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述中和试剂为氨水和/或一乙醇胺。

本发明的目的及解决其技术问题还通过采用以下技术方案来实现。

本发明还提供了一种制耐水白丙烯酸酯乳液的方法，该方法包括以下步骤：

(1)称重：按重量份数称取丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、交联单体、乳化剂、反应型乳化剂、引发剂、中和试剂以及去离子水；

(2)单体预乳化：将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、交联单体、乳化剂、反应型乳化剂以及去离子水放入搅拌罐中，搅拌30～45min，得到单体预乳化液；

(3)配置：将引发剂加入到一定量的去离子水中，搅拌均匀，得到引发剂溶液；

(4)聚合：将反应型乳化剂加入到一定量的去离子水中，开启搅拌，升温至80～85℃，然后依次加入部分单体预乳化液和引发溶液，待开始反应后，同时滴加剩余的单体预乳化液和引发溶液，滴加时间为90～120min；

(5)中和：滴加结束后，80～85℃保温60min，降温至30～45℃，加入中和试剂中和，过滤放料，即制得耐水白丙烯酸酯乳液。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

1、本发明的耐水白丙烯酸酯乳液具有优异的耐水白性能。

2、本发明的制备方法工艺流程简单，易操作，反应条件温和，适于广泛使用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，可轻易理解本发明的具体细节。各种原料均购自商业供应商，除非另有说明。

实施例1

原料及重量份数如下：去离子水156份，丙烯酸丁酯22份、甲基丙烯酸1.0份、甲基丙烯酸甲酯12份、苯乙烯15份、甲基丙烯酸正丁酯55份、乙二醇二甲基丙烯酸酯6.5份、反应型H-3330P乳化剂5份、Softanol 400((C12－14仲醇)聚烷基醚)1.1份、过硫酸钠0.50份、氨水1份。

单体预乳化：将丙烯酸丁酯22份、甲基丙烯酸1.0份、甲基丙烯酸甲酯12份、苯乙烯15份、甲基丙烯酸正丁酯55份、乙二醇二甲基丙烯酸酯6.5份、反应型H-3330P乳化剂5份、Softanol 400((C12－14仲醇)聚烷基醚0.8份，去离子水35份加入到搅拌罐中，开启搅拌，搅拌30min左右，得到单体预乳化液。

引发剂的配置：将过硫酸铵0.50份加入到12份去离子水中，搅拌均匀，得到引发剂溶液。

丙烯酸树脂的制备：首先，将Softanol 400((C12－14仲醇)聚烷基醚0.3份加入到99份去离子水中，开启反应釜搅拌；搅拌速度250rpm，温度80-85℃之间，其次，将单体预乳化液的10％和引发剂溶液的10％加入到反应釜中，开始反应，等待30min后同时滴加剩余的单体预乳化液和引发剂溶液2h，滴加结束后保温60min。

中和：最后，降温至45℃以下加入中和试剂氨水1.0份，检测后补充剩余的去离子水，过滤放料，即制得耐水白丙烯酸酯乳液。

实施例2

原料及重量份数如下：去离子水156份，丙烯酸丁酯22份、甲基丙烯酸1.0份、甲基丙烯酸甲酯12份、苯乙烯15份、甲基丙烯酸正丁酯55份、乙二醇二甲基丙烯酸酯6.5份、反应型H-3330P乳化剂7份、Softanol 400((C12－14仲醇)聚烷基醚)1.1份、过硫酸钠0.50份、氨水1份。

单体预乳化：将丙烯酸丁酯22份、甲基丙烯酸1.0份、甲基丙烯酸甲酯12份、苯乙烯15份、甲基丙烯酸正丁酯55份、乙二醇二甲基丙烯酸酯6.5份、反应型H-3330P乳化剂7份、Softanol 400((C12－14仲醇)聚烷基醚)0.8份和去离子水35份加入到搅拌罐中，开启搅拌，搅拌10min左右，得到单体预乳化液。

引发剂的配置：将过硫酸铵0.50份加入到12份去离子水中，搅拌均匀，得到引发剂溶液。

丙烯酸树脂的制备：首先，将Softanol 400((C12－14仲醇)聚烷基醚0.3份加入到99份去离子水中，开启反应釜搅拌；搅拌速度250rpm，温度80-85℃之间。其次，将单体预乳化液的10％和引发剂溶液的10％加入到反应釜中，开始反应，等待30min后同时滴加剩余的单体预乳化液和引发剂溶液2h，滴加结束后保温60min。

中和：最后，降温至45℃以下加入中和试剂氨水1.0份，检测后补充剩余的去离子水，过滤放料，即制得耐水白丙烯酸酯乳液。

实施例3

原料及重量份数如下：去离子水156份，丙烯酸丁酯22份、甲基丙烯酸0.1份、甲基丙烯酸甲酯12份、苯乙烯15份、甲基丙烯酸正丁酯55份、乙二醇二甲基丙烯酸酯6.5份、反应型H-3330P乳化剂9份、Softanol 400((C12－14仲醇)聚烷基醚)1.1份、过硫酸钠0.50份、氨水0.1份。

单体的预乳化：将丙烯酸丁酯22份、甲基丙烯酸0.1份、甲基丙烯酸甲酯12份、苯乙烯15份、甲基丙烯酸正丁酯55份、乙二醇二甲基丙烯酸酯6.5份、反应型H-3330P乳化剂9份、Softanol 400((C12－14仲醇)聚烷基醚)0.8份和去离子水35份加入到搅拌罐中，开启搅拌，搅拌10min左右，得到单体预乳化液。

引发剂的配置：将过硫酸铵0.50份加入到12份去离子水中，搅拌均匀，得到引发剂溶液。

丙烯酸树脂的制备：首先，将Softanol 400((C12－14仲醇)聚烷基醚0.3份加入到99份去离子水中，开启反应釜搅拌；搅拌速度250rpm，温度80-85℃之间。其次，向反应釜中加入单体预乳化液的10％和引发剂溶液的10％加入到反应釜中；开始反应，等待30min后同时滴加剩余的单体预乳化液和引发剂溶液2h，滴加结束后保温60min。

中和：最后，降温至45℃以下加入中和试剂氨水0.1份，检测后补充剩余的去离子水，过滤放料，即制得耐水白丙烯酸酯乳液。

对比实施例1

市售丙烯酸酯乳液

8019(一种阴离子型苯丙乳液，具有优异的耐水白性，常、低温柔韧性)。

试验例耐水白丙烯酸酯乳液的耐水白性能的测试

试验方法：将实施例1～3以及对比实施例1的乳液分别涂布在玻璃板上，120℃烘箱烘干成膜，成膜厚度在25μm。将涂有成膜的玻璃板放入去离子水中，25℃，放置24、48小时后，取出。观察表面情况。

涂膜吸水率：将玻璃板干燥后称重，记录质量ml，将乳液涂布在玻璃板上，120℃烘箱烘干成膜，成膜厚度在25μm，称重，记录质量m2。将涂有成膜的玻璃板放入去离子水中，25℃。放置24小时后，取出，用滤纸轻轻吸掉表面水分，称重，记录质量m3。涂膜吸水率＝(m3-m2)/(m2-m1)×100％。结果见表1。

表1耐水和吸水率。

	24h耐水	24h吸水率/％	48h耐水	48h吸水率
					实施例1	透明，无明显变化	8.6％	泛白	9.8％
实施例2	透明，无明显变化	7.4％	轻微泛白	8.7％
					实施例3	透明，无明显变化	6.8％	透明，无明显变化	7.9％
对比实施例1	轻微泛白	7.8％	泛白	10.2％

由表1的结果可以看出，与对比实施例1相比，本发明实施例1～3的耐水白丙烯酸酯乳液具有良好的耐水白性能和低的吸水率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种耐水白丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述的耐水白丙烯酸酯乳液包括以下重量份数原料：丙烯酸丁酯20～50份，甲基丙烯酸甲酯10～30份，甲基丙烯酸1～5份，苯乙烯10～30份，甲基丙烯酸正丁酯40～60份，交联单体5～15份，乳化剂1～5份，反应型乳化剂5～10份，引发剂0.2～0.8份，中和试剂1～5份，去离子水150～200份。

2.根据权利要求1所述的耐水白丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述单体选自甲基丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的耐水白丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述乳化剂选自(C12－14仲醇)聚烷基醚、(C12－14仲醇)聚环氧乙烷烷基醚、辛基酚聚氧乙烯醚、(C12-C14)脂肪醇醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、(十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的耐水白丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述反应型乳化剂为反应型乳化剂H-3330P和/或对苯乙烯磺酸钠。

5.根据权利要求1所述的耐水白丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、维生素C-过硫酸钠氧化还原体系、维生素C和焦亚硫酸钠混合物-过硫酸钠氧化还原体系中的一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的耐水白丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述中和试剂为氨水和/或一乙醇胺。

7.一种制备权利要求1～6中任一项所述的耐水白丙烯酸酯乳液的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)称重：按重量份数称取丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、交联单体、乳化剂、反应型乳化剂、引发剂、中和试剂以及去离子水；

(2)单体预乳化：将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、交联单体、乳化剂、反应型乳化剂以及去离子水放入搅拌罐中，搅拌30～45min，得到单体预乳化液；

(3)配置：将引发剂加入到一定量的去离子水中，搅拌均匀，得到引发剂溶液；

(4)聚合：将反应型乳化剂加入到一定量的去离子水中，开启搅拌，升温至80～85℃，然后依次加入部分单体预乳化液和引发溶液，待开始反应后，同时滴加剩余的单体预乳化液和引发溶液，滴加时间为90～120min；

(5)中和：滴加结束后，80～85℃保温60min，降温至30～45℃，加入中和试剂中和，过滤放料，即制得耐水白丙烯酸酯乳液。