一种常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于有机高分子材料技术领域，公开了一种常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液及其制备方法和应用。本发明专利技术方法包括以下步骤：按质量份数计，将30～45份水、1～2份引发剂以及0.1～0.5份pH缓冲剂混合均匀，加入预乳液的10～15wt％，升温至75～80℃，反应30～40min，再将剩余的预乳液滴加到体系中，升温至80～85℃，保温反应1～2小时，得到丙烯酸乳液；调节乳液体系pH为7～9，加入1～10份己二酸二酰肼，搅拌10～20min，得到常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液。本发明专利技术的常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液既具有较好的综合性能，且撕膜不粘手，完全满足水性可剥胶的应用性能要求，可用于水性可剥胶领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液及其制备方法和应用
本专利技术属于有机高分子材料
，特别涉及一种常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液及其制备方法和应用。
技术介绍
水性可剥胶具有较强的耐水性、耐油性、耐腐性和绝缘性，将其喷涂在物体表面后，即形成一层可剥薄膜，达到防脏、防锈、防酸碱、防擦伤及一撕即新的思想状态，且撕下薄膜的过程中不会对保护机体表面造成损害，撕膜不粘手，从而广泛应用于包装工程中。由于水性可剥胶常采用喷涂工艺进行施工，这就要求可剥胶具有较好的稳定性和较低的粘度，以满足施工要求。目前制备水性聚合物的常用方法有乳液聚合法和溶液聚合法，溶液聚合法制备的是水性聚合物的水分散体，无需使用乳化剂，从而获得的涂膜具有较高的透明性，但是为了提高水分散体的稳定性，需要使用一定量的有机助溶剂。乳液聚合法制备的是水性聚合物的乳液，需要使用乳化剂，所得到的涂膜透明性会低于溶液聚合法制备的涂膜，但是乳液聚合温度低于溶液聚合，能耗低，所得到的乳液不含有机溶剂，且乳液粘度小、稳定性好。而在用在包装工程保护用的水性可剥胶对透明度并无很高的要求，因此采用乳液聚合法制备的常温自交联乳液可以极好的应用于水性可剥胶领域中。要使撕膜不粘手，则涂膜在固化过程中必须具有较高的交联度，固化膜具有较高的玻璃化温度，从而使撕膜具有较高的分子量，才能够使撕膜不粘手且具有较好的机械性能。为提高交联度，达到室温固化快速交联固化的效果，本专利技术在水性丙烯酸树脂中引入DAAM/ADH常温自交联体系。传统的丙烯酸乳液涂膜本身就具有较高的分子量，从而可以作为涂料或油墨的成膜物质，而当引入DAAM/ADH常温自交联体系后，在固化成膜过程中，固化膜的分子量成倍数增大，从而可以使固化膜的分子量较传统丙烯酸酯类涂料的分子量增大数倍。而要使对基材具有低的附着力，则基体树脂中尽可能少含有羟基和羧基，从而降低附着力。但是水性丙烯酸树脂又必须含有大量的亲水基团羧基才能保证其亲水性，因此传统的水性丙烯酸树脂都具有较高的附着力。因此，为降低附着力同时保持水性丙烯酸酯的亲水性，本专利技术采用磺酸盐型单体合成对基材极低附着力的水性丙烯酸树脂。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液的制备方法。本专利技术另一目的在于提供上述方法制备的常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液。本专利技术再一目的在于提供上述常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液在水性可剥胶领域中的应用。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液的制备方法，包括以下步骤：按质量份数计，将30～45份水、1～2份引发剂以及0.1～0.5份pH缓冲剂混合均匀，加入预乳液的10～15wt％，升温至75～80℃，反应30～40min，再将剩余的预乳液滴加到体系中，升温至80～85℃，保温反应1～2小时，得到丙烯酸乳液；调节乳液体系pH为7～9，加入1～10份己二酸二酰肼，搅拌10～20min，得到常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液。所述的预乳液的配方如下，按质量份数计：水30～100份；硬单体20～40份；软单体50～70份；磺酸盐单体5～15份；双丙酮丙烯酰胺1～10份；乳化剂1～5份；引发剂1～10份；链转移剂1～5份。所述预乳液的制备方法为：在搅拌条件下，将乳化剂、水搅拌混合5～10min，然后将硬单体、软单体、磺酸盐单体、双丙酮丙烯酰胺和引发剂、链转移剂混合后缓慢加入其中，搅拌20～30min，即得到预乳液。其中搅拌速度优选为300～600r/min。所述的硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯腈、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯中的至少一种。所述的软单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。所述的磺酸盐单体为5-磺酸基-1-戊烯、烯丙基磺酸钠中的至少一种。所述的乳化剂为阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、月桂基硫酸钠或壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵中的至少一种。所述的引发剂为本领域常规的乳液聚合反应引发剂即可，如可为硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的至少一种。所述的链转移剂为本领域常规的链转移剂即可，优选为十二烷基硫醇或巯基乙醇。所述的pH缓冲剂为本领域常规的乳液聚合反应pH缓冲剂即可，如可为碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵中的至少一种。所述的预乳液通过蠕动泵滴加方式加入，滴加的速度优选为10～100g/h。所述反应过程均优选在搅拌速度为500～600r/min下进行。为进一步实现本专利技术目的，所述水的用量为其他组分总质量的0.6～1倍。本专利技术还提供上述方法制备得到的常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液，固含量为40～45％，粒径80～100nm，粘度为1000～1500mPa·s，储存稳定性6个月以上；室温固化成膜后附着力为4～5级，铅笔硬度为2H～3H，抗冲击性50～65kg·cm，柔韧性2～3mm，耐水性120～150h，耐温耐潮性大于72h。其既具有较好的综合性能，且能够保证撕膜不粘手，完全满足水性可剥胶的应用性能要求，可应用于水性可剥胶领域中。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：(1)本专利技术在水性丙烯酸树脂乳液中引入了常温酮肼自交联体系，从而大大加快了丙烯酸乳液的常温干燥速率，同时在干燥过程中交联成膜，极大的增大了膜层的分子量，从而使的制备得到的可剥胶具有较好的综合性能，且能够保证撕膜不粘手，完全满足水性可剥胶的应用性能要求。(2)本专利技术克服了传统水性丙烯酸树脂因必须含有羟基和羧基亲水基团而导致成膜后对基材附着力很高的限制，采用磺酸盐型单体取代羧酸盐型单体合成了成膜后对基材极低附着力的水性丙烯酸树脂，从而使该水分散体能够满足常温自交联水性可剥胶的应用性能要求。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。下列实施例中涉及的物料均可从商业渠道获得。实施例1在配备了搅拌器、冷凝管、温度计、水浴锅的500mL四口烧瓶中加入30g水、1g引发剂过硫酸钠和0.1g缓冲剂碳酸氢钠作为釜底溶液，搅拌均匀。将100g水、30g甲基丙烯酸甲酯、10g苯乙烯、50g丙烯酸丁酯、10g的5-磺酸基-1-戊烯、10g双丙酮丙烯酰胺、5g十二烷基硫酸钠、3.5g过硫酸钠、5g十二烷基硫醇混合，在300r/min的转速下搅拌30min混合均匀制备得到预乳液。待烧瓶内升温至80℃后先一次性预投10wt％上述预乳液于预热底料的烧瓶中，做反应“种子”。大约30min后，烧瓶底部开始泛蓝光，然后用蠕动泵将剩余的预乳液慢慢滴入四口烧瓶中，约3h滴完；加完后升温至85℃保温约1.5h后，即得到丙烯酸乳液，整个乳液聚合反应过程中控制搅拌速度为500r/min。加氨水调节体系的pH值为7，然后加10g己二酸二酰肼，500r/min的转速下搅拌20min，即得到常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液。实施例2在配备了搅拌器、冷凝管、温度计、水浴锅的500mL四口烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：按质量份数计，将30～45份水、1～2份引发剂以及0.1～0.5份pH缓冲剂混合均匀，加入预乳液的10～15wt％，升温至75～80℃，反应30～40min，再将剩余的预乳液滴加到体系中，升温至80～85℃，保温反应1～2小时，得到丙烯酸乳液；调节乳液体系pH为7～9，加入1～10份己二酸二酰肼，搅拌10～20min，得到常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液。

【技术特征摘要】
1.一种常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：按质量份数计，将30～45份水、1～2份引发剂以及0.1～0.5份pH缓冲剂混合均匀，加入预乳液的10～15wt％，升温至75～80℃，反应30～40min，再将剩余的预乳液滴加到体系中，升温至80～85℃，保温反应1～2小时，得到丙烯酸乳液；调节乳液体系pH为7～9，加入1～10份己二酸二酰肼，搅拌10～20min，得到常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液。2.根据权利要求1所述的常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液的制备方法，其特征在于所述的预乳液的配方如下，按质量份数计：水30～100份；硬单体20～40份；软单体50～70份；磺酸盐单体5～15份；双丙酮丙烯酰胺1～10份；乳化剂1～5份；引发剂1～10份；链转移剂1～5份。3.根据权利要求2所述的常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液的制备方法，其特征在于所述预乳液的制备方法为：在搅拌条件下，将乳化剂、水搅拌混合5～10min，然后将硬单体、软单体、磺酸盐单体、双丙酮丙烯酰胺和引发剂、链转移剂混合后缓慢加入其中，搅拌20～30min，即得到预乳液。4.根据权利要求2所述的常温酮肼自交联丙烯酸树脂乳液的制备方法，其特征在于：所述的硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯腈、醋酸乙烯酯和甲基丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁腾，梁斌，肖亚亮，李小平，杨卓鸿，
申请(专利权)人：华南农业大学，广东蓝洋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44