埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法与应用。本发明专利技术所述的埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液，其配方包括以下重量份的原料组分：水15～45份，核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯类单体分散液30～86.2份，壳层预乳化单体15～42.4份，乳化剂0.2～4份，引发剂0.15～1.2份，己二酸二酰肼0.5～1.8份。所述埃洛石纳米管在复合乳液制备过程中可部分代替乳化剂，减少乳化剂的用量，显著提高了乳液涂层的力学性能，耐水性和耐化学稳定性。本发明专利技术所得的水性木器漆具有硬度高、涂膜平整丰满、耐水、耐沸水、不回粘、抗化学性强，具有很好的应用价值和市场前景。

Halloysite nanotubes modified polyacrylate composite emulsion and preparation method and application thereof

The invention relates to a halloysite nanotubes modified polyacrylate composite emulsion and preparation method and application thereof. The halloysite nanotubes modified polyacrylate composite emulsion, its formula consists of group weight proportion: 15 to 45 parts of water, nuclear layer of halloysite nanotubes / acrylate monomer dispersion is 30 ~ 86.2, shell monomer pre emulsification of 15 ~ 42.4, 0.2 ~ 4 emulsifier the initiator, 0.15 ~ 1.2, two ~ 1.8 adipic acid hydrazide 0.5 copies. The halloysite nanotubes in the composite emulsion preparation process can partially replace the emulsifier, reduce the dosage of emulsifier, improve the mechanical properties of the emulsion coating, water resistance and chemical stability. The water borne wood paint obtained by the invention has the advantages of high hardness, smooth coating, fullness, water resistance, boiling resistance, non sticky, strong chemical resistance, and good application value and market prospect.

【技术实现步骤摘要】
埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法与应用
本专利技术涉及高分子材料领域，具体地涉及一种埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法与应用。
技术介绍
水性丙烯酸酯具有原料来源丰富、成本相对较低、环保性好等特点，特别是其涂膜的耐候性、机械强度、光泽度等性能优异，在建筑涂料、胶粘剂、水性油墨、皮革涂饰、纺织、造纸、汽车等领域有着广泛的应用。然而，普通的水性丙烯酸酯的耐水性、抗化学腐蚀性、耐热性能等方面仍有不足之处，因此有必要对其进行改性，以获得高性能的水性丙烯酸酯树脂，扩大其应用范围和领域。目前对丙烯酸酯乳液的改性主要有以下几个方面：1)采用先进的乳液聚合技术和粒子设计原理，如无皂聚合法、核壳聚合法等，合成特殊结构和性能的丙烯酸酯；在丙烯酸酯乳液聚合时引入具有交联(自交联)基团的功能性单体进行共聚改性；在丙烯酸酯乳液中引入具有互补性能的其他树脂，从而得到具有两种或多种树脂优良性能的乳液；2)采用有机-无机纳米复合技术(材料)改性，如采用纳米二氧化硅等；3)采用共混改性，如物理共混、化学共混和物理-化学共混等。有机-无机纳米复合改性是指通过向丙烯酸酯乳液中引入无机纳米组分，如纳米二氧化硅(SiO2)及硅溶胶、二氧化钛(TiO2)、碳酸钙(CaCO3)、蒙脱土、碳纳米管、石墨烯等，制备高性能的复合(杂化)乳液。由于纳米材料具有一些特殊的物理性能，将其添加到丙烯酸酯乳液中，所制得的复合材料兼具有机材料和无机材料的优点，可以很好地提高涂料的硬度、韧性、附着力、耐候性、耐洗擦性和耐溶剂性等性能。埃洛石纳米管(HNTs)是一种天然无机纳米管,和CNTs相似的几何外形，但两者的化学结构和表面性质不同，HNTs化学成分为硅酸盐结构，具有大的长径比，和较少的表面羟基结构。HNTs是一种结构和表面性质特殊、储量丰富、开采容易、价格低廉的天然纳米管，是一种制备聚合物纳米复合材料的理想纳米材料，在制备高性能聚合物纳米复合材料上具有广阔的应用前景。近年来，HNTs已经作为一种纳米填料用于制备性能优良的纳米复合材料，在PE、PP、PVC、PA、PB、NR、SBR、FPM、EPDM、环氧树脂等聚合物中得到了研究和应用。聚丙烯酸酯类乳液由于具有良好的颜料润湿性、高固含、低成本及良好的耐候性、保光性、耐紫外光性等优点，而广泛应用于水性木器漆行业，其市场需求量始终保持稳定快速的增长。但丙烯酸酯“热粘冷脆”、涂膜耐水性不佳等劣势也非常明显。因此，需要研制出综合性能好的水性丙烯酸树脂。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种综合性能好的丙烯酸酯复合乳液。本专利技术的技术目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术所述的埃洛石纳米管改性聚的丙烯酸酯复合乳液，其配方包括以下重量份的原料组分：水15～45份，核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯类单体分散液30～86.2份，壳层预乳化单体15～42.4份，乳化剂0.2～4份，引发剂0.15～1.2份，己二酸二酰肼0.5～1.8份。本专利技术进一步地，所述核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯类单体，其配方包括以下重量份的原料组分：水5～10份；乳化剂0.05～0.5份；埃洛石纳米管0.1～4；核层丙烯酸酯类单体10～20份。所述埃洛石纳米管为市购产品，例如湖北。优选地，可对市购的埃洛石纳米管进行如下预处理：在75～80℃干燥2.5～3h过200目筛。本专利技术优选地，所述核层丙烯酸酯类单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十二烷酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的两种以上物质。本专利技术进一步地，所述壳层预乳化单体，其配方包括以下重量份的原料组分：水10～25份；乳化剂0.1～1.2份；壳层丙烯酸酯类单体19.9～60份。本专利技术优选地，所述壳层丙烯酸酯类单体可为第一类单体与第二类单体的混合物，所述第一类单体可选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十二烷酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的两种以上；所述第二类单体选自双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或两种以上。优选地，所述第一类单体预第二类单体的重量比为8～11:1。本专利技术优选地，所述乳化剂为反应型乳化剂与非离子型乳化剂按照质量比1:1～2:1进行复配；优选地，所述反应型乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚单磷酸((ANPEO10-P1))，所述非离子型乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)。本专利技术优选地，所述引发剂可选自过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或两种。本专利技术的另一技术目的是提供上述埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法，包括以下步骤：S1、核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯单体分散液的制备：将5～10份水和0.05～0.5份乳化剂搅拌10～30min，加入0.1～5份埃洛石纳米管和10～20份核层丙烯酸酯类单体，继续搅拌30～60min得到核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯单体分散液；S2、壳层预乳化单体的制备：将10～25份水与0.1～1.5份乳化剂搅拌10～30min后，加入20～60份壳层丙烯酸酯类单体继续搅拌30～60min，即得；S3：将0.1～1.5份乳化剂和5～20份水在40～50℃下搅拌10～30min，升温至70～75℃，在10～30min内滴加总重量10％～20％的步骤S1所得的核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯单体分散液和0.01～0.2份引发剂，反应30～60min；当反应乳液出现蓝光时将剩余的所述核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯单体分散液和0.01～0.2份引发剂在2～3h内滴加完毕，继续保温30～60min，升温至75～80℃，然后滴加步骤S2所得壳层预乳化单体和0.05～1份引发剂，2～3h滴加完毕，升温至85～90℃保温1～1.5h，最后降温至40～50℃，加入0.5～1.8份己二酸二酰肼和10～25份水，继续反应20～40min即得。本专利技术优选地，所述引发剂可选自过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或两种。本专利技术的另一技术目的是提供含上述埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液的水性木器涂料，其配方包括以下重量份的原料组分：埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液80～90份，PH调节剂0.1～0.5份，消泡剂0.1～1份，流平剂0.1～0.4份，增稠剂0.2～1份，成膜助剂2～8份，水5～10份。本专利技术具体地，所述pH调节剂为陶氏AMP-95；优选地，所述消泡剂为迪高Foamex825优选地，所述流平剂为迪高Rad2200N；优选地，所述增稠剂为陶氏RM8W；优选地，所述成膜助剂为DPnB。本专利技术的另一技术目的是提供如上述的含埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液的水性木器涂料的制备方法，包括以下制备步骤：1)、按配方量称取各原料组分；2)、在1000～1200r/min搅拌条件下依次加入水、埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液、增稠剂、pH调节剂、消泡剂、成膜助剂和流平剂，搅拌25～30min后过滤，即得。本专利技术优选地，所述步骤2)中采用200目滤布过滤。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术利用埃洛石纳米管改性丙烯酸酯类单体，采用半连续种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液，其特征在于，其配方包括以下重量份的原料组分：水15～45份，核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯类单体分散液30～86.2份，壳层预乳化单体15～42.4份，乳化剂0.2～4份，引发剂0.15～1.2份，己二酸二酰肼0.5～1.8份。

【技术特征摘要】
1.一种埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液，其特征在于，其配方包括以下重量份的原料组分：水15～45份，核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯类单体分散液30～86.2份，壳层预乳化单体15～42.4份，乳化剂0.2～4份，引发剂0.15～1.2份，己二酸二酰肼0.5～1.8份。2.根据权利要求1所述的埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液，其特征在于，所述核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯类单体分散液，其配方包括以下重量份原料组分：水5～10份；乳化剂0.05～0.5份；埃洛石纳米管0.1～4；核层丙烯酸酯类单体10～20份。3.根据权利要求2所述的埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液，其特征在于：所述核层丙烯酸酯类单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十二烷酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的两种以上物质。4.根据权利要求1所述的埃洛石纳米管改性聚的丙烯酸酯复合乳液，其特征在于，所述壳层预乳化单体，其配方包括以下重量份的原料组分：水10～25份；乳化剂0.1～1.2份；壳层丙烯酸酯类单体19.9～60份。5.根据权利要求4所述的埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合液，其特征在于：所述壳层丙烯酸酯类单体为第一类单体与第二类单体的混合物，所述第一类单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十二烷酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的两种以上；所述第二类单体选自双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或两种以上。6.根据权利要求1所述的埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液，其特征在于：所述乳化剂为反应型乳化剂与非离子型乳化剂按照质量比1:1～2:1进行复配；优选地，所述反应型乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚单磷酸，所述非离子型乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。7.一种埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯单体分散液的制备：将5～10份水和0.05～0.5份乳化剂搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄达昌，
申请(专利权)人：广东千色花化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44