一种自阻燃型丙烯酸乳液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种自阻燃型丙烯酸乳液，其特征在于：所述的自阻燃型改性苯丙乳液，是利用反应型含卤阻燃型乙烯基单体，可与丙烯酸酯类单体发生乳液共聚合反应，通过化学键方式把阻燃基团固定在树脂分子结构上，不会解析脱落，合成后的丙烯酸乳液具有自阻燃性能，制备涂料时不需要另外添加其它阻燃剂就可起到持久阻燃性能；本发明专利技术还提供一种自阻燃型丙烯酸乳液的制备方法。本发明专利技术制得的自阻燃型丙烯酸乳液具有良好的附着力、耐水性，耐久性，制成的涂膜具有耐水性、耐碱性、耐擦洗性和持久自阻燃性能，广泛用于室内外木器、钢结构、建筑的阻燃涂料，既起到装饰作用，又起到保护作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水性丙烯酸乳液的制备方法，尤其涉及到一种自阻燃型丙烯酸乳液的制备方法，属于水性合成树指
技术背景随着丙烯酸酯类共聚物的研究发展与环保要求的日益提高，丙烯酸乳液被广泛用于涂料成膜基体、纺织印染结合剂，并且应用于日用化工、化学电源、功能膜、医用高分子、纳米材料、水处理等方面。中国专利号CN201310621088.4公开了一种丙烯酸乳液防锈涂料，以水为溶剂，无毒害，对环境污染少，可以广泛生产并不断代替现有材料，便于贮存运输和施工涂装，安全可靠。但水性丙烯酸树脂乳液涂料成膜后仍然存在阻燃性能差、不能有效防火等缺点。中国专利号CN201510547845.7一种耐热阻燃改性丙烯酸乳液涂料，通过加入溴化环氧树脂、硼酚醛树脂提高涂料的阻燃性，此专利技术其耐热性和耐水性好，耐候性能优异，阻燃效果好，与基材的附着力强，使用寿命长。但溴化环氧树脂虽然其粘结性能好，与丙烯酸树脂之间没有化合键结合，只是简单将溴化环氧树脂分散于涂料中，存在分布不均匀等缺点，仍然可以游离于成膜后的丙烯酸树脂表面，随着时间的推移阻燃性能会减弱。
技术实现思路
为克服现有技术的缺点和不足，本专利技术的首要目的旨在提供一种自阻燃型丙烯酸乳液。本专利技术的另一目的在于提供一种自阻燃型丙烯酸乳液的制备方法，所述制备方法具有工艺简便、易于控制、聚合体系稳定、转化率高的特点。本专利技术加入了反应型含卤阻燃型乙烯基单体，可与丙烯酸酯类单体发生乳液共聚合反应，合成含有阻燃型基团的丙烯酸乳液。此乳液不需要另加其它阻燃剂自身便可起阻燃作用，而且由于阻燃型卤素基团与丙烯酸树脂通过化学键结合，不易解离，因此具有持久阻燃性。本专利技术制备的自阻燃型丙烯酸乳液应用到涂料中，不需要额外添加其它阻燃剂即可使涂料具有持久阻燃性。为了解决上面所述的技术问题，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术涉及自阻燃型丙烯酸乳液，按质量份数比，其组成为：硬单体15.0～25.0份、软单体20.0～30.0份、交联剂单体1.5～5.0份、含卤阻燃型乙烯基单体5.0～10.0份、乳化剂1.5～3.0份、pH值缓冲剂1.0～2.0份、引发剂0.2～0.5份、去离子水45.0～55.0份。其中，所述的硬单体为甲基丙烯酸甲酯；所述的软单体为丙烯酯丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酯甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种的组合。所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸盐、烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸盐、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠中的一种或几种的组合。所述的交联剂单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、β-丙烯酸羟乙酯、β-甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸胺、丙烯腈中的一种或几种的组合。所述的含卤阻燃型乙烯基单体为溴苯乙烯、2,4-二溴苯乙烯、2,4,6-三溴苯乙烯，氯苯乙烯，2,4-二氯苯乙烯，2,4,6-三氯苯乙烯，氟苯乙烯、2,4-二氟苯乙烯、2,4,6-三氟苯乙烯中的一种或几种的组合。所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、异丙苯过氧化氢、过氧化二苯甲酰中的一种或几种的组合。所述的pH值缓冲液为碳酸氢钠溶液、氨水、氢氧化钠中的一种或几种的组合。本专利技术还提高一种自阻燃型丙烯酸乳液制备方法，其制备工艺包括以下步骤：a、预乳液阶段：在配有调速搅拌器、回流管、滴液漏斗和温度计的四口反应容器中，加入去离子水总量的60％、全部乳化剂、15.0～20.0％的混合单体和pH值缓冲液；在1200～1300r/min高速搅拌下乳化，得到乳白色预乳化混合单体乳液；b、种子乳液阶段：当温度升到在70℃时调低转速至800r/min，滴加20％引发剂溶液在80℃时引发反应，出现蓝光；c、乳液聚合阶段：种子乳液制备完毕，至没有回流产生时，同时滴加剩余的混合单体和引发剂溶液，温度保持在81～85℃，在2～3h内滴完；升温到90℃，保温0.5h，可适当补加少量引发剂以使残余单体反应完全；调pH值至8～9，冷却到10～20℃出料，过滤得到固含量为50％左右的乳白色液体，即为自阻燃型丙烯酸乳液。其中，所述的混合单体为硬单体、软单体、交联剂单体、含卤阻燃型乙烯基单体的混合物。具体实施方式实施例1a、在配有调速搅拌器、回流管、滴液漏斗和温度计的四口反应容器中，加入去离子水30.0份、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠2.0份、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体10.0份、2,4-二溴苯乙烯4.0份、氟苯乙烯2.0份、丙烯酸1.7份、β-丙烯酸羟乙酯2.0份、碳酸氢钠溶液1.05份；升温，在1200～1300r/min高速搅拌下乳化，得到乳白色预乳化混合单体乳液；b、当温度升到在75℃时调低转速800r/min，滴加含过硫酸铵0.05份的水溶液，当温度升到80℃时引发反应，出现蓝光；(注：引发剂预先配成5％水溶液)c、当反应没有回流产生时，同时滴加剩余的混合单体35.0份和过硫酸铵溶液(含过硫酸铵0.2份)，温度保持在81～83℃，在2.5～3h内滴完；升温到90℃，保温0.5h，再补加0.01份过硫酸铵使残余单体反应完全；调pH值至8～9，冷却到10℃出料，过滤得到固含量为46.6％的乳白色液体，即为自阻燃型丙烯酸乳液，记为样品1。实施例2a、在配有调速搅拌器、回流管、滴液漏斗和温度计的四口反应容器中，加入去离子水22.0份、十二烷基苯磺酸钠3.0份、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯混合单体10.0份、2,4-二氟苯乙烯5.0份、丙烯酸1.8份、β-丙烯酸羟乙酯单体2.0份、30％氢氧化钠0.18份；升温，在1200～1300r/min高速搅拌下乳化，得到乳白色预乳化混合单体乳液；b、当温度升到在75℃时调低转速800r/min，滴加含过硫酸钾0.06份的水溶液，当温度升到80℃时引发反应，出现蓝光；(注：引发剂预先配成5％水溶液)c、当反应没有回流产生时，同时滴加剩余的混合单体26.0份和剩余的过硫酸钾溶液(含过硫酸钾0.24份)，温度保持81～83℃，在2.5～3h内滴完；升温到90℃，保温0.5h，再补加0.01份过硫酸钾使残余单体反应完全；调pH值至8～9，冷却到15℃出料，过滤得到固含量约为47.5％的乳白色液体，即为自阻燃型丙烯酸乳液，记为样品2。实施例3a、在配有调速搅拌器、回流管、滴液漏斗和温度计的四口反应容器中，加入去离子水28.0份、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠1.5份、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯混合单体20.0份、2,4,6-三溴苯乙烯10.0份、丙烯酸1.0份、β-甲基丙烯酸羟丙酯1.0份、30％氨水1.08份；升温，在1200～1300r/min高速搅拌下乳化，得到乳白色预乳化混合单体乳液；b、当温度升到在75℃时调低转速800r/min，滴加含过硫酸钠0.1份的水溶液，当温度升到80℃时引发反应，出现蓝光；(注：引发剂预先配成5％水溶液)c、当反应没有回流产生时，同时滴加剩余的混合单体26.0份和剩余的过硫酸钠溶液(含0.4份过硫酸钠)，温度保持在81～83℃，在2.5～3h内滴完；升温到90℃，保温0.5h，再补加0.01份过硫酸钠使残余单体反应完全；调pH值至8～9，冷却到15℃出料，过滤得到固含量约为42.5％的乳白色液体，即为自阻燃型丙烯酸乳液，记为样品3。阻燃性能测试：将上述实施例中样品1、样品2、样品3与常规的丙烯酸乳液4，按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自阻燃型丙烯酸乳液，其特征在于：所述的自阻燃型丙烯酸乳液，是利用反应型含卤阻燃型乙烯基单体，可与丙烯酸酯类单体发生乳液共聚合反应，通过化学键方式把阻燃基团固定在树脂分子结构上，不会解析脱落，合成后的丙烯酸乳液具有自阻燃性能，制备涂料时不需要另外添加其它阻燃剂就可起到持久阻燃性能；所述的自阻燃型丙烯酸乳液，按质量份数比，其组成为：硬单体15.0～25.0份、软单体20.0～30.0份、交联剂单体1.5～5.0份、含卤阻燃型乙烯基单体5.0～10.0份、乳化剂1.5～3.0份、pH值缓冲剂1.0～2.0份、引发剂0.2～0.5份、去离子水45.0～55.0份。

【技术特征摘要】
1.一种自阻燃型丙烯酸乳液，其特征在于：所述的自阻燃型丙烯酸乳液，是利用反应型含卤阻燃型乙烯基单体，可与丙烯酸酯类单体发生乳液共聚合反应，通过化学键方式把阻燃基团固定在树脂分子结构上，不会解析脱落，合成后的丙烯酸乳液具有自阻燃性能，制备涂料时不需要另外添加其它阻燃剂就可起到持久阻燃性能；所述的自阻燃型丙烯酸乳液，按质量份数比，其组成为：硬单体15.0～25.0份、软单体20.0～30.0份、交联剂单体1.5～5.0份、含卤阻燃型乙烯基单体5.0～10.0份、乳化剂1.5～3.0份、pH值缓冲剂1.0～2.0份、引发剂0.2～0.5份、去离子水45.0～55.0份。2.如权利要求1所述的一种自阻燃型丙烯酸乳液，其特征在于：所述的硬单体为甲基丙烯酸甲酯；所述的软单体为丙烯酯丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酯甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种的组合。3.如权利要求1所述的一种自阻燃型丙烯酸乳液，其特征在于：所述的交联剂单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、β-丙烯酸羟乙酯、β-甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸胺、丙烯腈中的一种或几种的组合。4.如权利要求1所述的一种自阻燃型丙烯酸乳液，其特征在于：所述的含卤阻燃型乙烯基单体为溴苯乙烯、2,4-二溴苯乙烯、2,4,6-三溴苯乙烯，氯苯乙烯，2,4-二氯苯乙烯，2,4,6-三氯苯乙烯，氟苯乙烯、2,4-二氟苯乙烯、2,4,6-三氟苯乙烯中的一种或几种的组合。5.如权利要求1所述的一种自阻燃型丙烯酸乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢义鹏，许钧强，康伦国，姚东生，孙小光，周利军，
申请(专利权)人：合众佛山化工有限公司，韶关市合众化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44