一种冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液及其制备方法，所述聚合物乳液由以下组分经过乳液聚合得到：不饱和羧酸单体6.8～14wt％；C1-C5的不饱和羧酸酯14～21.5wt％；可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂3～6.5wt％；非可聚合的阴离子型表面活性剂0～0.8wt％；引发剂0.05～0.1wt％；交联剂0.05～0.25wt％；pH缓冲剂0.4～0.9wt％；以及余量的去离子水。该丙烯酸酯聚合物乳液具有悬浮能力好、增稠能力强、透明性好、冻融恢复时间短、冻融稳定性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液及其制备方法，属于高分子合成领域。所述丙烯酸酯聚合物乳液具有悬浮能力好、增稠能力强、透明性好、冻融恢复时间短、冻融稳定性好等优点。
技术介绍
丙烯酸酯聚合物乳液主要应用在外墙涂料、皮革涂饰、织物整理、粘合剂、造纸、个人护理品、家用和工业用清洁剂等领域；但传统的丙烯酸酯聚合物乳液一般以水为溶剂，在低温时会冷冻凝聚，而失去使用价值。冻融不稳定性给丙烯酸酯聚合物乳液产品在寒冷地区(低于0℃)的生产、运输、储存和应用带来许多困难。CN201410023820.2公开了一种抗冻性丙烯酸酯悬浮增稠剂乳液的制备方法，采用的是长链烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯类作为特殊的功能单体。在采用长链烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯类作为特殊的功能单体后其抗冻性能得到了有效的改善，根据其记载的性能数据可以看出，其置于零下5℃的环境中三个月后取出仍然可以使用。CN201410294831.4公开了一种在涂料领域应用的具有优异冻融稳定性的苯丙乳液。其采用阴离子乳化剂和非离子乳化剂伍配达到了良好的抗冻效果。CN201410604436.1公开了一种以丙烯酸酯为主要单体，与通式为C10-15H22-32O(CH2CH2O)xH的仲醇乙氧基化物反应得到了一种冻融效果好的油漆制剂，其冻融效果为在-10℃的条件下冻融循环3次后粘度保持率为90％。CN201510514894.0公开了一种具有优异冻融稳定性的内墙乳胶涂料，其采用苯乙烯-丙烯酸酯乳液和阴-非离子复合分散润湿剂作为主要原料，在-10℃的条件下冻融循环10次后的KU值几乎不变。但是目前的冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液普遍存在一些不足，如增稠能力差，透明度差，耐候性差，冻融恢复时间长等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液及其制备方法，该丙烯酸酯聚合物乳液具有悬浮能力好、增稠能力强、透明性好、冻融恢复时间短、冻融稳定性好等优点。本专利技术采用大分子的可聚合的阴离子型双酰胺作为乳化剂，先制备核种子乳液，再制备核壳型丙烯酸酯聚合物乳液，制得的聚合物乳液具有悬浮能力好、增稠能力强、透明性好、冻融恢复时间短、冻融稳定性好等优点。为实现以上目的，本专利技术的技术方案为：一种冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液制备方法，通过以下组分经过乳液聚合得到：不饱和羧酸单体6.8～14wt％；C1-C5的不饱和羧酸酯14～21.5wt％；可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂3～6.5wt％；非可聚合的阴离子型表面活性剂0～0.8wt％引发剂0.05～0.1wt％；交联剂0.05～0.25wt％；pH缓冲剂0.4～0.9wt％；以及余量的去离子水；所述的可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂为以下通式：R1为C6～C8的烷基或苯烷基；R2为C2～C5的含不饱和双键的烯烃基；R3为C1～C5的烷基磺酸盐、羧酸盐；n，m为10～30。在上述的冻融效果优异、具有高效增稠能力的碱溶性丙烯酸酯聚合物的制备方法中，包括以下步骤：步骤1：将可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂、非可聚合的阴离子型表面活性剂、pH缓冲剂溶于去离子水中，在惰性气体的保护下升温至80℃～90℃；步骤2：将C1-C5的不饱和羧酸酯、不饱和羧酸单体、交联剂混合均匀后形成单体相；步骤3：配制引发剂溶液；步骤4：向步骤1的溶液中加入19.5wt％～25wt％的单体相和8.5wt％～9.1wt％的引发剂，5min～30min后开始滴加剩余的引发剂溶液和剩余的单体相，滴加150min～200min至引发剂和单体相滴加完毕，保温3h～6h；在上述的冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法中，所述的不饱和羧酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、乌头酸、马来酸中的至少一种。在上述的冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法中，所述的C1-C5的不饱和羧酸酯为丙烯酸或甲基丙烯酸的C1～C5的烷基酯的至少一种。在上述的冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法中，所述的C1-C5的不饱和羧酸酯为丙烯酸或甲基丙烯酸的C1～C5的烷基酯的至少一种以及丙烯酸羟乙酯的混合物。在上述的冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法中，所述的交联剂为邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯或衣康酸二烯丙酯。在上述的冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法中，所述的引发剂为过硫酸铵，过硫酸钾，过硫酸钠。在上述的冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法中，所述的pH缓冲剂为碳酸氢钠、三乙醇胺或三乙胺。在上述的冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法中，非可聚合的阴离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过乳液聚合反应制备，通过加入大分子的可聚合阴离子型双酰胺表面活性剂，制得一种新型的疏水缔合型碱溶性丙烯酸酯聚合物乳液。除羧基展开产生的库伦里外，疏水基团在分子内及不同的分子间会发生缔合作用，形成三维的物理空间网络结构，使增稠剂的增稠效率更高，冻融效果好。而引入的高分子量的可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂，与其他的小分子的可聚合表面活性剂相比，能更有效地降低水的表面活性张力、具有更低的临界胶束浓度、更高的吸附性能，更重要的是本专利技术加入到含水的表面活性剂体系中，能表现出优良的增稠悬浮性能以及透明性，同时具有冻融稳定好、冻融恢复时间短等特点。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。实施例1可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂的制备：将四口瓶、搅拌器、加料管等仪器于120℃干燥3h，取出后置于干燥器中，冷却后使用。向带有搅拌器、温度计的四口瓶中加入17.42g甲苯二异氰酸酯(TDI)，然后滴加102.8g磺酸钠盐聚醚(A)，反应2h后，搅拌下加热至40℃，加入适量的二月桂酸二丁基锡作催化剂，再滴加92.4g的聚醚(B)。继续反应2h。然后冷却至30℃，加入蒸馏水搅拌0.5h，加入蒸馏水和表面活性剂溶液的浓度为30wt％，即制得可聚合双酰胺表面活性剂(C)。n为20，m为20。碱溶性丙烯酸酯聚合物的制备：向2L的带有氮气、搅拌装置的四口烧瓶中加入1051g去离子水、48g可聚合双酰胺表面活性剂(C)、10g碳酸氢钠，经搅拌后得到表活乳液；向另一个2L的带有搅拌装置的五口烧瓶中加入200g丙烯酸乙酯、68g丙烯酸丁酯、40g甲基丙烯酸甲酯、30g丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法，其特征在于，通过以下组分经过乳液聚合得到：不饱和羧酸单体6.8～14wt％；C1‑C5的不饱和羧酸酯14～21.5wt％；可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂3～6.5wt％；非可聚合的阴离子型表面活性剂0～0.8wt％；引发剂0.05～0.1wt％；交联剂0.05～0.25wt％；pH缓冲剂0.4～0.9wt％；以及余量的去离子水；其中，所述的可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂为以下通式：R1为C6～C8的烷基或苯烷基；R2为C2～C5的含不饱和双键的烯烃基；R3为C1～C5的烷基磺酸盐或羧酸盐；n，m为10～30。

【技术特征摘要】
1.一种冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法，其特征在于，通过以下组分经
过乳液聚合得到：
不饱和羧酸单体6.8～14wt％；
C1-C5的不饱和羧酸酯14～21.5wt％；
可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂3～6.5wt％；
非可聚合的阴离子型表面活性剂0～0.8wt％；
引发剂0.05～0.1wt％；
交联剂0.05～0.25wt％；
pH缓冲剂0.4～0.9wt％；
以及余量的去离子水；
其中，所述的可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂为以下通式：
R1为C6～C8的烷基或苯烷基；
R2为C2～C5的含不饱和双键的烯烃基；
R3为C1～C5的烷基磺酸盐或羧酸盐；
n，m为10～30。
2.根据权利要求1所述的冻融稳定型丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
步骤1：将可聚合的阴离子型双酰胺表面活性剂、非可聚合的阴离子型表面活性剂、
pH缓冲剂溶于去离子水中，在惰性气体的保护下升温至80℃～90℃；
步骤2：将C1-C5的不饱和羧酸酯、不饱和羧酸单体、交联剂混合均匀后形成单体相；
步骤3：配制引发剂溶液；
步骤4：向步骤1的溶液中加入19.5wt％～25wt％的单体相和8.5wt％～9.1wt％的引
发剂，5min～30min后开始滴加剩余的引发剂溶液和剩余的单体相，滴加150min～200min
至引发剂和单体相滴加完毕，保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓杨，佟锐，户献雷，
申请(专利权)人：广州天赐高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44