一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液，按重量份计，包括以下原料：水80‑150份，甲基丙烯酸甲酯70‑120份，丙烯酸丁酯10‑20份，亲水性不饱和有机酸0.5‑5份，功能单体6‑14份，阴离子乳化剂0.3‑2.5份，引发剂0.2‑2份，氧化剂0.05‑0.25份，还原剂0.05‑0.25份。本发明专利技术的高硬度丙烯酸乳液为水性丙烯酸乳液，相对工业漆上常用的油性漆，本发明专利技术乳液大大降低了VOC的排放以及对施工人员的身体伤害，满足环保要求，为建设绿色健康生活做出贡献。

A high hardness acrylic emulsion with excellent alkaline resistance and its preparation method

The invention discloses an acrylic emulsion with excellent alkaline resistance and high hardness. According to the weight portion, it comprises the following raw materials: water 80, 150, methyl methacrylate 70, 120, butyl acrylate 10, 20, hydrophilic unsaturated organic acid 0.5, 5, functional monomer 6, 14, anionic emulsifier 0.3, 0.3, initiator, 0.3, oxidant, and reducing agent. 0.25 copies. The high hardness acrylic emulsion of the invention is waterborne acrylic emulsion, and is used for oil paint commonly used on industrial lacquer. The emulsion of the invention greatly reduces the discharge of VOC and the bodily harm to the construction personnel, meets the requirements of environmental protection, and contributes to the construction of green and healthy life.

【技术实现步骤摘要】
一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液及其制备方法
本专利技术涉及一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液及其制备方法，属于丙烯酸乳液领域。
技术介绍
随着人们生活水平的不断提高，人们环保意识逐渐加强，工业漆的发展也会慢慢由油性向水性转变。在工业漆的各项性能指标中，耐碱性及硬度是其中的一个重要性能，它在塑料表面尤其是汽车内饰以及汽车表面上尤为重要。但是由于硬度以及耐碱性达不到行业要求，目前市场上水性工业丙烯酸乳液极少。目前市面上汽车表面面漆基本都是铝粉或带有光泽的漆膜，如专利“一种汽车面漆”(申请号为201711115050.4)，按照重量分数计包括：环氧树脂100份，丙烯酸脂树脂11-15份、炭黑21-25份、滑石粉20-30份、玻璃粉15-30份，增稠剂10-15份、轻质碳酸钙粉1-20份、颜料10-20份、抗氧化剂5-10份。还有专利“一种高强度汽车面漆”(申请号为201711167046.2)，由以下重量份的材料制成：水性甲基丙烯酸乙酯树脂32-40份、水性甲醚化氨基树脂12-16份、水性聚氨酯流平剂2-5份、二甲基磺酸铵1-5份、锌酸钙2-4份、氰化铜1-3份、助剂2-5份、溶剂5-10份、复合固化剂2-3份、纳米石墨烯5-10份、环烷酸铅2-5份、酚醛树脂2-7份、不饱和油酸5-10份、去离子水10-30份。上述漆膜与碱液相接触后失去光泽或光泽度变差是水性丙烯酸乳液的一个很大的缺陷，水性丙烯酸乳液中的有机酸与碱液反应后会生成盐，这种反应会改变漆膜的通透性，使碱液能够进入漆膜内部与铝粉反应，从而使其失去光泽。硬度是工业用漆的一个极大的性能指标，其在汽车内饰以及汽车表上都需要很高硬度，但是目前市面上的水性丙烯酸漆膜普遍只能达到B-HB，硬度达不到工业用漆的标准。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液。本专利技术还同时提供了上述高硬度丙烯酸乳液的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液，按重量份计，包括以下原料：水80-150份，甲基丙烯酸甲酯70-120份，丙烯酸丁酯10-20份，亲水性不饱和有机酸0.5-5份，功能单体6-14份，阴离子乳化剂0.3-2.5份，引发剂0.2-2份，氧化剂0.05-0.25份，还原剂0.05-0.25份。所述亲水性不饱和有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或上述成分以任意比例混合。所述功能单体为乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼中的一种或上述成分以任意比例混合。所述阴离子乳化剂为十二烷基磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠盐中的一种或上述按任意比例混合。所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或上述以任意比例混合。所述氧化剂为过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的一种或两者的混合。所述还原剂为吊白块、亚硫酸氢钠中的一种或两者的混合。另外，本专利技术还提供了一种所述高硬度丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：1)混合单体的制备：常温常压下，将配方量甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、亲水性不饱和有机酸，0.24-2.0份阴离子乳化剂，30-70份水、3-7份功能单体、0.14-1.4份引发剂，加入预乳化缸中进行预混合，得到混合单体；2)聚合：在反应釜内加入50-80份水、阴离子乳化剂0.06-0.5份，升温到84-89℃，加入步骤1)制得混合单体总量的5％-10％，搅拌3-8分钟，再加入0.06-0.6份引发剂，反应温度为84-89℃，反应20-40分钟后，滴加剩余步骤1)制得混合单体，滴加时间160-240分钟，待剩余混合单体滴加60％-90％后，加入2-3份功能单体，滴加完毕后于86-89℃保温1-2小时；3)后消除：把步骤2)所得产物降温至75-80℃，并加入氧化剂，30分钟后加入还原剂，保温20-40分钟，然后降温到45-55℃，加入1-4份功能单体，充分搅拌，即得所述高硬度丙烯酸乳液。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过控制乳液中不饱和有机酸的种类及用量以控制乳液中带负电荷的羧基含量，使制得铝粉漆漆膜与碱液相接触时能够保持漆膜完整，漆膜能够持续保护被包裹其中的铝粉，防止铝粉与碱液反应，保证漆膜色泽。测试标准是，55℃密闭条件与碱液直接接触4h，漆膜色差ΔE≤1.5，本专利技术成功提供了一种新型具有优异耐碱性的丙烯酸乳液配方。2、本专利技术利用交联功能单体相互交联得到高硬度致密的乳液膜。具体为在反应中加入乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酰胺以提高乳液膜的致密性，同时使得乳液具有优异的附着力，在塑料板上乳液附着力为0级。另外，加入交联单体双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼，使交联单体在乳液膜表面交联，形成致密层，提高乳液膜的致密度以及硬度，得到高硬度致密的乳液膜，乳液膜以及漆膜硬度能够达到H，达到良好保护塑材料表面的效果。3、本专利技术的乳液为水性丙烯酸乳液，相对工业漆上常用的油性漆，本专利技术乳液大大降低了VOC的排放以及对施工人员的身体伤害，满足环保要求，为建设绿色健康生活做出贡献。4、本专利技术的工业用具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液采用半连续滴加反应法制备，反应在45-89℃温度下进行，整个反应工序简单，大大降低了生产成本。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本专利技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液，按重量份计，包括以下原料：水80-150份，甲基丙烯酸甲酯70-120份，丙烯酸丁酯10-20份，亲水性不饱和有机酸0.5-5份，功能单体6-14份，阴离子乳化剂0.3-2.5份，引发剂0.2-2份，氧化剂0.05-0.25份，还原剂0.05-0.25份。本专利技术通过甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、亲水性不饱和有机酸、功能单体在辅以乳化剂的乳化作用形成丙烯酸乳液。所述亲水性不饱和有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中一种或上述成分以任意比例混合。不饱和有机酸表面活性单体，控制其与碱液的反应程度能够保护分子链不被碱液破坏。所述功能单体为乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼中的一种或上述成分以任意比例混合。引入功能单体，能为漆膜提供足够的交联度，形成致密的网络结构，为漆膜提供优异的耐水性能和附着力。所述阴离子乳化剂为十二烷基磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠盐中的一种或上述按任意比例混合。由于阴离子乳化剂具有优异的乳化性能及优异的低表面张力性能，因而在用量较少的情况下也能够保证乳液的稳定性。所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或上述以任意比例混合。过硫酸盐受热分解出自由基，自由基可以引发活泼双键产生自由基接枝、共聚、交联等反应，提高了乳液成膜后的力学性能。所述氧化剂为过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的一种或两者的混合。所述还原剂为吊白块、亚硫酸氢钠中的一种或两者的混合。氧化剂原引发剂的加入，为后续残余单体的反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：水80‑150份，甲基丙烯酸甲酯70‑120份，丙烯酸丁酯10‑20份，亲水性不饱和有机酸0.5‑5份，功能单体6‑14份，阴离子乳化剂0.3‑2.5份，引发剂0.2‑2份，氧化剂0.05‑0.25份，还原剂0.05‑0.25份。

【技术特征摘要】
1.一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：水80-150份，甲基丙烯酸甲酯70-120份，丙烯酸丁酯10-20份，亲水性不饱和有机酸0.5-5份，功能单体6-14份，阴离子乳化剂0.3-2.5份，引发剂0.2-2份，氧化剂0.05-0.25份，还原剂0.05-0.25份。2.根据权利要求1所述的一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液，其特征在于，所述亲水性不饱和有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或上述成分以任意比例混合。3.根据权利要求1所述的一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液，其特征在于，所述功能单体为乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼中的一种或上述成分以任意比例混合。4.根据权利要求1所述的一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液，其特征在于，所述阴离子乳化剂为十二烷基磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠盐中的一种或上述按任意比例混合。5.根据权利要求1所述的一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或上述以任意比例混合。6.根据权利要求1所述的一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液，其特征在于，所述氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雁志，黄天愿，杨小书，陈娟，富岛和宪，
申请(专利权)人：中山市巴德富化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44