一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液及其制备方法，属于改性涂料技术领域。本发明专利技术的丙烯酸微凝胶乳液包括壳层和核芯，壳层由甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸环己酯、3‑巯基丙酸、苯乙烯、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基‑1‑丙烷酸(AMPS)、羟甲基丙烯酰胺和过硫酸钾组成；核芯由三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基‑1‑丙烷酸(AMPS)、甲基丙烯酸月桂脂、3‑巯基丙酸、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，过硫酸钾组成。本发明专利技术的乳液在水相中制备，具有壳体与核芯相容性好，修复温度高，能够自乳化，固含量高以及VOC排放量低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液及其制备方法
本专利技术属于改性涂料
，更具体地说，涉及一种自修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液及其制备方法。
技术介绍
水性涂料在使用过程中涂层难免会被外界刮伤产生刮痕，影响涂层的外观，如在汽车漆中使用时，出现刮痕的解决方法通常是需要另行补漆，成本较高，因此，对于具备自修复能力的涂料研究成为本领域的研究热点。现有技术中基于采用微胶囊包裹催化剂的原理，在涂层被刮伤后，微胶囊中催化剂释放与涂层中的其它物质进行反应发生交联成膜，使伤口可以自动修复愈合，就可以显著提高涂料的装饰性和使用寿命。为解决水性涂料抗流挂性能差的问题，中国专利申请号为201610211240.5，申请公布日为2016年8月10日的专利申请文件公开了一种微凝胶水性丙烯酸壳核树脂乳液及其制备方法，该树脂乳液由丙烯酸树脂水分散体(固含量28-34％)13-16份，乙烯基单体18-21份，丙烯酸及酯类单体20.5-27.6份，引发剂0.3-0.6份，有机溶剂5-6份，水49-53份通过反应而得；该专利技术的微凝胶树脂乳液添加到水性涂料中，可以明显改善漆膜的流挂性，具有良好的抗流挂效果，同时可以使得被覆样件的尖角或者边缘等不易涂覆上漆的地方的漆膜膜厚明显较之前增加，提高了对涂布件表面的耐腐蚀性。该现有技术中公开的丙烯酸壳核树脂乳液能很好解决现有技术中存在的抗流挂性能差的问题，但是该丙烯酸壳核树脂乳液是单纯的乳液，其中含有乳化剂成分，使树脂的耐水、耐酸、耐溶剂性能受到影响，且形成的漆膜抗冲击能力较差。目前采取的在凝胶网络内部结构中引入修复剂、动态或可逆的共价或非共价作用力等弱相互作用力的方法合成的水凝胶材料，即使在热、酸等外界刺激辅助下，自修复过程往往需要数小时甚至24小时以上。同时，为实现自修复在网络结构中引入弱相互作用力常常会伴随着材料机械性能的降低影响其使用效果。公开号为CN107312435A的现有技术公开了一种超耐水自修复型水性丙烯酸聚氨酯涂料，包括配料A和配料B，配料A由以下重量份数的组分构成：复配乳液40～70份，润湿分散剂1～3份，颜填料20～30份，消泡剂0.1～0.5份，流变助剂0.1～0.5份，基材润湿剂0.1～0.3份，流平剂0.1～0.3份和水5～15份；其中，所述的复配乳液由质量配比为5～7:1的羟基丙烯酸分散体和微胶囊乳液复配而成；配料B包括以下重量份数的组分：聚氨酯固化剂7～9份，稀释剂1.4～2.2份。其微胶囊由囊壁材料密胺预聚体包裹囊芯材料异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯预聚体、以及催化剂二月桂酸二丁基锡制成。该现有技术提供了一种兼具优异的耐水性和自修复能力的高性能水性丙烯酸聚氨酯涂料。解决了现有的水性丙烯酸聚氨酯涂料的耐水性差、且被外界物质刮伤后修复困难的技术问题。但是，其微胶囊乳液为微胶囊固含量为15％～30％的水溶液，固含量较低，但在实际使用中，高固含量的微胶囊会使涂料的丰满度更高，鲜艳性越好，因此该专利技术中微胶囊的固含量仍有待提高。公开号为CN106397662A的现有技术公开了一种具有自动修复功能的丙烯酸微凝胶乳液及其制备方法，属于改性涂料
丙烯酸微凝胶乳液包括壳层和核芯，壳层由壳溶液、水、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸丁酯、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠和过硫酸钾组成；核芯由苯乙烯、甲基丙烯酸月桂脂、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、偶氮二异庚腈和乙醇组成。该现有技术乳液具有挥发性有机化合物(VOC)排放量低、固含量高的优点，乳液常温喷涂时壳层不破裂，核芯胶体不释放，等有划痕时，使用80℃的热水清洗划痕处，壳层受热变软崩溃，释放核芯胶体，核芯胶体遇热变软逐步填补划痕，并且产生自交联反应变硬，使划痕变浅，消失。但是，该现有技术仍存在以下几个问题亟待改进：(1)其核芯是在有机溶剂中制备，制备完毕后仍需向体系加入水并抽真空、升温去除乙醇溶剂，再进行下一步的合成壳层的反应；(2)壳层制备时添加了十二烷基苯磺酸钠作为乳化剂，使涂料的耐水、耐酸、耐溶剂性能大幅下降；(3)壳层与核芯之间相容性差，需要修复时壳层破裂并在加热条件下发生交联，但壳层与核芯不能交联，所形成的漆膜均一性仍不理想，耐水硬度等性能较差；(4)修复温度为80℃，在阳光照射时间较长时也易达到此温度使涂层易变软，不利于涂层的刚性性能；(5)丙烯酸微凝胶乳液的固体份含量为40～45％，仍有提升空间。目前虽有较多关于涂料漆面自修复的研究报道，但其技术相对并不成熟，其难以在均相反应体系工业规模生产，制备工艺复杂，不能自乳化，壳层与核芯之间相容性差，修复温度低以及固含量不高的问题仍亟待解决。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有的涂料存在(1)其核芯与壳层采用非均相不连续的体系制备；(2)制备过程中添加的乳化剂影响涂料耐水、耐酸等性能；(3)壳层与核芯之间相容性差；(4)修复温度较低；(5)丙烯酸微凝胶乳液的固体份含量有待提高等技术问题，本专利技术提供了一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液及其制备方法。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液，所述微凝胶包括壳层和核芯，所述壳层组成成分及各组分质量份为：所述核芯组成成分及各组分质量份为：优选地，所述核芯占所述微凝胶的质量分数为40～45％。优选地，所述微凝胶自乳化乳液的溶液为Na2CO3/NaHCO3缓冲液。优选地，所微凝胶自乳化乳液的pH为8～8.5。优选地，所述的丙烯酸微凝胶乳液的固体份含量为45～50％。一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液的制备方法，其步骤为：(1)向反应器中加入35～45份水，Na2CO30.5～1份，NaHCO30.5～1份和过硫酸钾1.0～2.0份，形成A液，加热至60℃保温；(2)将丙烯酸乙酯3～8份，3-巯基丙酸1～3份，2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷酸(AMPS)、1～3份，甲基丙烯酸月桂脂10～20份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3～10份，甲基丙烯酸缩水甘油酯3～10份，甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷1～10份混合后得到混合物溶液B液；(3)将步骤(2)得到的混合物溶液B液滴加到步骤(1)所述A液中，保持60～70℃，滴加完毕后升温至75℃保温，得到核芯溶液；(4)将步骤(3)得到的核芯溶液与水加入反应器，调节pH至8～8.5得到C液；(5)将甲基丙烯酸异冰片酯5～20份，甲基丙烯酸环己酯3～18份，苯乙烯3～15份，2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷酸(AMPS)1～3份，羟甲基丙烯酰胺2～5份，3-巯基丙酸0.5～3份，混合后形成D液；(6)将步骤(5)所述D液滴加到步骤(4)所述C液中，滴加完成后保温1h，结束后得到所述的具有自动修复功能的丙烯酸微凝胶自乳化乳液。优选地，步骤(3)所述的将B液滴加到A液中的滴加时间为3～5h。优选地，步骤(3)所述的滴加完毕后于75℃下保温时间为1～2h。优选地，采用Na2CO3和NaHCO3调节步骤(4)所述溶液pH至8～8.5。优选地，步骤(6)所述的D液滴加到C液中时的滴加时间为4～6h。优选地，步骤(6)所述的D液滴加到C液中时的反应温度为65～75℃。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液，其特征在于，所述微凝胶包括壳层和核芯，所述壳层组成成分及各组分质量份为：

【技术特征摘要】
1.一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液，其特征在于，所述微凝胶包括壳层和核芯，所述壳层组成成分及各组分质量份为：所述核芯组成成分及各组分质量份为：2.根据权利要求1所述的一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液，其特征在于，所述核芯占所述微凝胶的质量分数为40～45％。3.根据权利要求1所述的一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液，其特征在于，所述微凝胶自乳化乳液的溶液为Na2CO3/NaHCO3缓冲液。4.根据权利要求3所述的一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液，其特征在于，所微凝胶自乳化乳液的pH为8～8.5。5.根据权利要求1所述的一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液，其特征在于，所述的丙烯酸微凝胶乳液的固体份含量为45～50％。6.一种自动修复丙烯酸微凝胶自乳化乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向反应器中加入35～45份水，Na2CO30.5～1份，NaHCO30.5～1份和过硫酸钾1.0～2.0份，形成A液，加热至60℃保温；(2)将丙烯酸乙酯3～8份，3-巯基丙酸1～3份，2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷酸(AMPS)、1～3份，甲基丙烯酸月桂脂10～20份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3～10份，甲基丙烯酸缩水甘油酯3～10份，甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷1～10份混合后得到混合物溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世玉，曹志华，
申请(专利权)人：安徽优科新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34