一种丙烯酸酯乳液的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：a)将聚合单体、乳化剂、硅偶联剂和溶剂混合，得到预乳化液；所述硅偶联剂为乙烯基三乙氧基硅氧烷；b)以纳米晶纤维素为核，将步骤a)得到的预乳化液在引发剂作用下进行乳液聚合，得到丙烯酸酯乳液；所述纳米纤维素的直径为10nm～100nm。与现有技术相比，本发明专利技术提供的制备方法以纳米纤维素为核，以乙烯基三乙氧基硅氧烷为硅偶联剂，采用特定的制备工艺，制备得到的丙烯酸酯乳液具有较好的机械稳定性、耐水性和附着力。实验结果表明，本发明专利技术提供的制备方法得到的丙烯酸酯乳液在室温下搅拌6小时机械性能稳定无变化，25℃浸泡48小时不泛白且不脱落，具有较好的综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子乳液
，更具体地说，是涉及一种丙烯酸酯乳液的制备方法。
技术介绍
丙烯酸酯乳液是聚合物乳液中的一大主要类别，其主要以饱和结构为主，具有优异的成膜性、良好的耐水性和耐候性，优良的粘结性等优点，广泛应用于水性涂料中。现有技术中的丙烯酸酯乳液普遍存在成膜温度和涂膜强度硬度难以平衡的技术问题，从而使其应用范围受到很大限制。如公开号为CN103992431A的中国专利公开了一种水性丙烯酸酯乳液，虽然其配方较为环保，但是其具有丙烯酸乳液典型的成膜温度较高、热黏冷脆、耐水性不够好等技术问题。目前，为了解决丙烯酸酯乳液成膜温度较高且涂膜强度较低的技术问题，研究人员在制备丙烯酸酯乳液过程中，通常使用一些填料、成膜剂、交联剂等，但是上述助剂往往存在与乳胶粒粒径相差较大的问题，从而影响丙烯酸酯乳液的相容性，并且某些助剂还会增加VOC的排放量。随着有机硅改性剂工业的发展，有机硅在丙烯酸酯乳液中的工业应用潜力无穷，可明显改善其热黏冷脆的特点。但是，现有技术中公开的采用有机硅改性的制备方法得到的丙烯酸酯乳液机械稳定性、耐水性和附着力较差，所述丙烯酸酯乳液的综合性能还有待提高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种丙烯酸酯乳液的制备方法，能够提高丙烯酸酯乳液机械稳定性、耐水性和附着力。本专利技术提供了一种丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：a)将聚合单体、乳化剂、硅偶联剂和溶剂混合，得到预乳化液；所述聚合单体包括软单体、硬单体和功能性单体；所述软单体包括丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或两种；所述硬单体包括甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或两种；所述功能性单体包括甲基丙烯酸和双丙酮中的一种或两种；所述硅偶联剂为乙烯基三乙氧基硅氧烷；b)以纳米晶纤维素为核，将步骤a)得到的预乳化液在引发剂作用下进行乳液聚合，得到丙烯酸酯乳液；所述纳米纤维素的直径为10nm～100nm。优选的，步骤a)中所述聚合单体包括：软单体200重量份～350重量份；硬单体200重量份～700重量份；功能性单体8重量份～63重量份；所述软单体包括丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或两种；所述硬单体包括甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或两种；所述功能性单体包括甲基丙烯酸和双丙酮中的一种或两种。优选的，步骤a)中所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和乙基苯基聚乙二醇中的一种或两种。优选的，步骤a)中所述聚合单体、乳化剂、硅偶联剂的质量比为100：(1～4)：(0.3～3)。优选的，步骤b)中所述纳米晶纤维素的用量为步骤a)中所述聚合单体质量的0.2％～3％。优选的，步骤b)中所述引发剂包括过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或两种；所述引发剂的用量为步骤a)中所述聚合单体质量的0.2％～2％。优选的，所述步骤b)具体为：b1)将纳米晶纤维素、乳化剂和溶剂混合，得到混合溶液；b2)将混合溶液与种子乳液混合，在引发剂作用下进行第一次乳液聚合，得到乳胶粒混合物；b3)将乳胶粒混合物与预乳化液混合，在引发剂作用下进行第二次乳液聚合，得到丙烯酸酯乳液；所述种子乳液取自步骤a)得到的预乳化液，所述种子乳液与步骤b3)中所述预乳化液的质量比为(4～10)：(90～96)。优选的，步骤b2)中所述第一次乳液聚合的温度为70℃～75℃，时间为10min～30min。优选的，步骤b3)中所述第二次乳液聚合的温度为76℃～85℃，时间为3h～6.5h。优选的，所述步骤b)还包括：将所述乳液聚合得到的产物进行后处理，得到丙烯酸酯乳液；所述后处理采用的处理液为叔丁基过氧化氢和D-异抗坏血酸钠的混合溶液；所述后处理的温度为55℃～65℃，时间为25min～35min，pH值为6～8。本专利技术提供了一种丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：a)将聚合单体、乳化剂、硅偶联剂和溶剂混合，得到预乳化液；所述聚合单体包括软单体、硬单体和功能性单体；所述软单体包括丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或两种；所述硬单体包括甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或两种；所述功能性单体包括甲基丙烯酸和双丙酮中的一种或两种；所述硅偶联剂为乙烯基三乙氧基硅氧烷；b)以纳米晶纤维素为核，将步骤a)得到的预乳化液在引发剂作用下进行乳液聚合，得到丙烯酸酯乳液；所述纳米纤维素的直径为10nm～100nm。与现有技术相比，本专利技术提供的制备方法以纳米纤维素为核，以乙烯基三乙氧基硅氧烷为硅偶联剂，采用特定的制备工艺，制备得到的丙烯酸酯乳液具有较好的机械稳定性、耐水性和附着力。实验结果表明，本专利技术提供的制备方法得到的丙烯酸酯乳液在室温下搅拌6小时机械性能稳定无变化，25℃浸泡48小时不泛白或稍泛白且不脱落，同时附着力也满足国标要求，具有较好的综合性能。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：a)将聚合单体、乳化剂、硅偶联剂和溶剂混合，得到预乳化液；所述聚合单体包括软单体、硬单体和功能性单体；所述软单体包括丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或两种；所述硬单体包括甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或两种；所述功能性单体包括甲基丙烯酸和双丙酮中的一种或两种；所述硅偶联剂为乙烯基三乙氧基硅氧烷；b)以纳米晶纤维素为核，将步骤a)得到的预乳化液在引发剂作用下进行乳液聚合，得到丙烯酸酯乳液；所述纳米纤维素的直径为10nm～100nm。本专利技术首先将聚合单体、乳化剂、硅偶联剂和溶剂混合，得到预乳化液。在本专利技术中，所述软单体包括丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或两种，优选为丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯。在本专利技术一个优选的实施例中，所述软单体为丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯，所述丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的质量比优选为1.2：1～1：1.2，更优选为1：1。本专利技术对所述软单体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术中，所述聚合单体优选包括200重量份～350重量份的软单体，更优选为240重量份～300重量份。在本专利技术中，所述硬单体包括甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或两种，优选为甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯。在本专利技术一个优选的实施例中，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯，所述甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的质量比优选为1：(1～2)，更优选为1：(1.5～1.7)。本专利技术对所述硬单体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术中，所述聚合单体优选包括200重量份～700重量份的硬单体，更优选为270重量份～337重量份。在本专利技术中，所述功能性单体包括甲基丙烯酸和双丙酮中的一种或两种，优选为甲基丙烯酸和双丙酮。在本专利技术一个优选的实施例中，所述功能性单体为甲基丙烯酸和双丙酮，所述甲基丙烯酸和双丙酮的质量比优选为1.2：1～1∶1.2，更优选为1∶1。本专利技术对所述功能性单体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术中，所述聚合单体优选包括8重量份～63重量份的功能性单体，更优选为21重量份～26重量份。在本专利技术中，所述乳化剂优选包括十二烷基苯磺酸钠和乙基苯基聚乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：a)将聚合单体、乳化剂、硅偶联剂和溶剂混合，得到预乳化液；所述聚合单体包括软单体、硬单体和功能性单体；所述软单体包括丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或两种；所述硬单体包括甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或两种；所述功能性单体包括甲基丙烯酸和双丙酮中的一种或两种；所述硅偶联剂为乙烯基三乙氧基硅氧烷；b)以纳米晶纤维素为核，将步骤a)得到的预乳化液在引发剂作用下进行乳液聚合，得到丙烯酸酯乳液；所述纳米纤维素的直径为10nm～100nm。

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：a)将聚合单体、乳化剂、硅偶联剂和溶剂混合，得到预乳化液；所述聚合单体包括软单体、硬单体和功能性单体；所述软单体包括丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或两种；所述硬单体包括甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或两种；所述功能性单体包括甲基丙烯酸和双丙酮中的一种或两种；所述硅偶联剂为乙烯基三乙氧基硅氧烷；b)以纳米晶纤维素为核，将步骤a)得到的预乳化液在引发剂作用下进行乳液聚合，得到丙烯酸酯乳液；所述纳米纤维素的直径为10nm～100nm。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述聚合单体包括：软单体200重量份～350重量份；硬单体200重量份～700重量份；功能性单体8重量份～63重量份。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和乙基苯基聚乙二醇中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述聚合单体、乳化剂、硅偶联剂的质量比为100：(1～4)：(0.3～3)。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述纳米晶纤维素的用量为步骤a)中所述聚合单体质量的0.2％～3％。6.根据权利要求1所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫锐彬，洪浩群，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44