一种乳液型聚丙烯酸酯涂层剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种乳液型聚丙烯酸酯涂层剂，由以下组分的原料制得：聚合单体100重量份；水90重量份～110重量份；阴离子乳化剂2重量份～5重量份；引发剂0.3重量份～0.5重量份；γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.1重量份～0.4重量份；稳定剂0.1重量份～0.3重量份；所述聚合单体包括硬单体、软单体和功能性单体，所述功能性单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯。本发明专利技术提供的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂通过γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与功能性单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯相互作用实现协同效应，在乳胶粒表面形成良好疏水性结构的同时，增加乳液聚合的内交联，形成微网络结构，提高乳胶膜的交联密度，从而极大地提高了乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的耐水性和乳液稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种乳液型聚丙烯酸酯涂层剂及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料合成领域，更具体地说，是涉及一种乳液型聚丙烯酸酯涂层剂及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯酸酯类涂层剂是目前常用的涂层剂之一，它一般由硬组分(如甲基丙烯酸甲酯等)和软组分(如丙烯酸丁酯等)共聚而成，并根据涂层产品的不同要求可选择适当的共聚单体及其组成。聚丙烯酸酯类涂层剂的优点有耐日光、气候牢度好，不易泛黄，透明度和共容性好，有利于生产有色涂层产品；且耐洗性好，粘着力强，成本较低。随着乳液型涂层剂在生活中得到日益广泛的应用，对聚丙烯酸酯类涂层剂性能的要求也日趋增高。但是，现有技术中的聚丙烯酸酯类涂层剂由于在制备过程中会使用到一些亲水性单体，使得亲水性基团在胶膜表面产生很强的吸水性，同时一些小分子乳化剂会随时间向胶膜表面迁移，吸收水分，导致胶膜产生粘连，发白起泡甚至脱落等现象，从而使现有技术中的聚丙烯酸酯类涂层剂普遍存在耐水性能差、乳液稳定性差等问题，这些都阻碍了聚丙烯酸酯类涂层剂在涂层应用中的发展。公开号为CN103709303A的中国专利报道了涂层用水性丙烯酸酯乳液的制备方法，该技术方案主要解决了乳液聚合物高Tg和低MFFT之间的矛盾，提供了一种粒径小、可低温成膜、高Tg的水性丙烯酸酯乳液，但是，这类涂层水性丙烯酸酯乳液的耐水性能并没有得到改善。而公开号为CN103342782A的中国专利提供了一种有机硅改性丙烯酸酯乳液、制备方法及其制备成的水性人造石，该技术方案虽然考虑到改善丙烯酸酯乳液的耐水性，但是由于没有解决如何抑制硅水解的技术问题，使耐水性并未得到很大程度的提高。同时，上述技术方案对于乳液型聚丙烯酸酯类涂层剂存在的乳液稳定性差的技术问题均未进行改善。因此，如何提高乳液型聚丙烯酸酯类涂层剂的耐水性和乳液稳定性，是印花涂层乳液合成领域的重要课题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种乳液型聚丙烯酸酯涂层剂及其制备方法，能够很大程度上提高乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的耐水性和乳液稳定性。本专利技术提供了一种乳液型聚丙烯酸酯涂层剂，由以下组分的原料制得：聚合单体100重量份；水90重量份～110重量份；阴离子乳化剂2重量份～5重量份；引发剂0.3重量份～0.5重量份；γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.1重量份～0.4重量份；稳定剂0.1重量份～0.3重量份；所述聚合单体包括硬单体、软单体和功能性单体，所述功能性单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯。优选的，所述聚合单体包括：甲基丙烯酸甲酯55wt％～60wt％；丙烯酸丁酯25wt％～30wt％；丙烯酸1wt％～5wt％；N-羟甲基丙烯酰胺1wt％～3wt％；丙烯酸异辛酯5wt％～10wt％；甲基丙烯酸羟乙酯1wt％～5wt％；二缩三丙二醇二丙烯酸酯0.1wt％～0.3wt％。优选的，所述阴离子乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。优选的，所述引发剂包括过硫酸铵和/或过硫酸钾。优选的，所述稳定剂包括碳酸氢钠和/或碳酸氢钾。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的制备方法，包括以下步骤：a)将聚合单体、水、阴离子乳化剂、γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和稳定剂混合，在引发剂作用下进行乳液聚合，得到乳液型聚丙烯酸酯涂层剂；所述聚合单体包括硬单体、软单体和功能性单体，所述功能性单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯。优选的，所述步骤a)具体为：a1)将聚合单体、第一用量的水、第二用量的阴离子乳化剂和稳定剂混合，得到单体预乳液；a2)将单体预乳液分成A、B两份，分别得到单体预乳液A和单体预乳液B；所述单体预乳液A和单体预乳液B的重量比为1：(18～20)；a3)将单体预乳液A与第三用量的水、第四用量的阴离子乳化剂混合，在引发剂作用下进行第一次乳液聚合，得到反应乳液；a4)将反应乳液与单体预乳液B、γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，在引发剂作用下进行第二次乳液聚合，得到乳液型聚丙烯酸酯涂层剂。优选的，步骤a3)中所述第一次乳液聚合的温度为75℃～85℃，时间为20min～50min。优选的，步骤a4)中所述第二次乳液聚合的温度为80℃～90℃，时间为1h～10h。优选的，所述步骤a)还包括：将所述乳液聚合得到的产物进行后处理，得到乳液型聚丙烯酸酯涂层剂；所述后处理采用的处理液为氨水；所述后处理的温度为35℃～45℃，pH值为6～8。本专利技术提供了一种乳液型聚丙烯酸酯涂层剂，由以下组分的原料制得：聚合单体100重量份；水90重量份～110重量份；阴离子乳化剂2重量份～5重量份；引发剂0.3重量份～0.5重量份；γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.1重量份～0.4重量份；稳定剂0.1重量份～0.3重量份；所述聚合单体包括硬单体、软单体和功能性单体，所述功能性单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯。与现有技术相比，本专利技术提供的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂通过γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与功能性单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯相互作用实现协同效应，在乳胶粒表面形成良好疏水性结构的同时，增加乳液聚合的内交联，形成微网络结构，提高乳胶膜的交联密度，从而极大地提高了乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的耐水性和乳液稳定性。实验结果表明，本专利技术提供的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的接触角能够达到80°以上，耐水性能优异，高达15天；并且优化后的乳液聚合体系的乳液粘度波动小，具有较高的聚合稳定性和贮存稳定性。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的红外图谱；图2为本专利技术实施例1提供的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的接触角示意图；图3为对比例1提供的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的接触角示意图；图4为对比例2提供的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的接触角示意图；图5为对比例3提供的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的接触角示意图。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乳液型聚丙烯酸酯涂层剂，由以下组分的原料制得：聚合单体100重量份；水90重量份～110重量份；阴离子乳化剂2重量份～5重量份；引发剂0.3重量份～0.5重量份；γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.1重量份～0.4重量份；稳定剂0.1重量份～0.3重量份；所述聚合单体包括硬单体、软单体和功能性单体，所述功能性单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯。在本专利技术中，所述聚合单体包括硬单体、软单体和功能性单体；其中，所述硬单体为单体的均聚物玻璃化温度较高者，能够提高共聚物树脂的硬度和拉伸强度；所述软单体为单体的均聚物玻璃化温度较低者，能够赋予共聚物树脂一定的柔韧性和延伸性。在本专利技术中，所述硬单体优选包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种，更优选为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯。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上述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯的市售商品即可。在本专利技术中，所述软单体优选包括丙烯酸丁酯和/或丙烯酸异辛酯，更优选为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯。本专利技术对所述软单体的来源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乳液型聚丙烯酸酯涂层剂，由以下组分的原料制得：聚合单体100重量份；水90重量份～110重量份；阴离子乳化剂2重量份～5重量份；引发剂0.3重量份～0.5重量份；γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.1重量份～0.4重量份；稳定剂0.1重量份～0.3重量份；所述聚合单体包括硬单体、软单体和功能性单体，所述功能性单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种乳液型聚丙烯酸酯涂层剂，由以下组分的原料制得：聚合单体100重量份；水90重量份～110重量份；阴离子乳化剂2重量份～5重量份；引发剂0.3重量份～0.5重量份；γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.1重量份～0.4重量份；稳定剂0.1重量份～0.3重量份；所述聚合单体包括硬单体、软单体和功能性单体，所述功能性单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯。2.根据权利要求1所述的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂，其特征在于，所述聚合单体包括：甲基丙烯酸甲酯55wt％～60wt％；丙烯酸丁酯25wt％～30wt％；丙烯酸1wt％～5wt％；N-羟甲基丙烯酰胺1wt％～3wt％；丙烯酸异辛酯5wt％～10wt％；甲基丙烯酸羟乙酯1wt％～5wt％；二缩三丙二醇二丙烯酸酯0.1wt％～0.3wt％。3.根据权利要求1所述的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂，其特征在于，所述阴离子乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。4.根据权利要求1所述的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸铵和/或过硫酸钾。5.根据权利要求1所述的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂，其特征在于，所述稳定剂包括碳酸氢钠和/或碳酸氢钾。6.一种权利要求1～5任一项所述的乳液型聚丙烯酸酯涂层剂的制备方法，包括以下步骤：a)将聚合单体、水、阴离子乳化剂、γ～缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔艳艳，杨妍，苏嘉辉，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44