一种疏水改性丙烯酸酯乳液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种疏水改性丙烯酸酯乳液及其制备方法，所述制备方法包括：按重量份数准备如下原料：低反应活性丙烯酸单体70‑120份、乙烯基单体20‑40份、高反应活性丙烯酸单体5‑10份、氟单体5‑10份、硅氧烷单体5‑10份、乳化剂5‑15份、引发剂0.5‑1.2份、蒸馏水130‑230份，通过先分别制备第一预乳化液、第二预乳化液以及引发剂溶液，其后取第一预乳化液制备核层乳液，再将第二预乳化液以及引发剂溶液滴加入核层乳液中，制备核壳乳液，经pH调节后得到疏水改性丙烯酸酯乳液。该制备方法适用于工业化规模生产，所制得的疏水改性丙烯酸酯乳液疏水性能极佳，静态水接触角达130°以上，涂膜性能优异。

Hydrophobically modified acrylate emulsion and preparation method thereof

The invention provides a hydrophobically modified acrylate emulsion and a preparation method thereof. The preparation method comprises: preparing the following raw materials according to the weight percentage: low reactive acrylic monomer 70, 120 parts, vinyl monomer 20, 40 parts, high reactive acrylic acid monomer 5, 10 parts, fluorine monomer 5 5 10 parts, siloxane monomer 5 5 10 parts, emulsifier 5 5 parts, initiator 5, parts and steaming. Distilled water of 130 to 230 parts was prepared by preparing the first pre emulsion, second pre emulsion and initiator solution respectively. Then the first emulsion was used to prepare the core layer emulsion, then the second pre emulsion and initiator solution were added into the core layer emulsion to prepare core-shell emulsion, and then the hydrophobically modified acrylate emulsion was obtained after pH adjustment. The preparation method is suitable for industrial scale production, and the hydrophobically modified acrylate emulsion has excellent hydrophobicity. The contact angle of static water is above 130 degrees, and the coating performance is excellent.

【技术实现步骤摘要】
一种疏水改性丙烯酸酯乳液及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，特别是涉及一种疏水改性丙烯酸酯乳液及其制备方法。
技术介绍
丙烯酸酯乳液因其具有优良的耐紫外光、耐老化、耐酸碱、耐腐蚀的性能，常用于涂料领域中，比如建筑、纺织、木材、皮革等领域。但是一般的丙烯酸酯乳液，其耐水性能较低。现有技术中，较为成熟的高疏水丙烯酸酯乳液的制备方法为：先分别进行丙烯酸酯类单体的乳液自由基聚合以及硅氧烷单体的水解缩合，然后再将聚硅氧烷预聚体水溶液与含氟丙烯酸酯共聚物乳液混合，得到高疏水丙烯酸酯乳液。但是该方法将氟单体和硅氧烷分别与丙烯酸单体聚合后再进行共混，导致共聚物交联密度相对较低，最终涂膜性能无法达到最优效果，且涂膜接触角只能达到110°左右。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种疏水改性丙烯酸酯乳液及其制备方法。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种疏水改性丙烯酸酯乳液的制备方法，所述方法包括：按重量份数准备如下原料：第一预乳化液制备步骤：取原料中25％-40％所述低反应活性丙烯酸单体、50％-80％所述乙烯基单体、30％-40％所述乳化剂、以及25％-40％的所述引发剂，加入原料中25％-40％的所述蒸馏水中，高速搅拌均匀后，得到第一预乳化液；第二预乳化液制备步骤：取原料中剩余的所述低反应活性丙烯酸单体、剩余的所述乙烯基单体、剩余的所述乳化剂、所述高反应活性丙烯酸单体、所述氟单体、以及所述硅氧烷单体，加入原料中55-75％的所述蒸馏水中，高速搅拌均匀后，得到第二预乳化液；引发剂溶液制备步骤：取原料中剩余的所述引发剂单体、加入原料中1-6％的所述蒸馏水中，搅拌均匀后，得到引发剂溶液；核层乳液制备步骤：在惰性气体的保护下，将所述第一预乳化液升温至75-80℃，在中速搅拌下反应至乳液泛蓝光，得到核层乳液；核壳乳液制备步骤：将所述核层乳液升温至80-87℃，在保持中速搅拌下，向所述核层乳液中同时缓慢滴加所述第二预乳化液以及所述引发剂溶液，滴加完毕后进行保温，得到核壳乳液；pH调节步骤：保持所述核壳乳液的温度为40-60℃，加入pH调节溶液，调整pH至7-8，降至常温后出料，得到疏水改性丙烯酸酯乳液。优选地，在所述核壳乳液制备步骤与所述pH调节步骤之间，还包括以下步骤：单体消除步骤：将所述核壳乳液降温至40-60℃后，加入原料总重的0.02％～0.04％的叔丁基过氧化氢，搅拌均匀。优选地，所述低反应活性丙烯酸单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中一种或多种的组合。优选地，所述乙烯基单体包括苯乙烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯中的一种或多种的组合。优选地，所述高反应活性丙烯酸单体为丙烯酸。优选地，所述氟单体为甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸五氟戊酯、甲基丙烯酸五氟戊酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十七氟壬酯、甲基丙烯酸十七氟癸酯中的一种或多种的组合。优选地，所述硅氧烷单体包括乙烯基聚二甲基硅氧烷，和\或，还包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、羟基硅烷、氨基硅烷中的一种或多种的组合。优选地，所述乳化剂包括十二烷基硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、COPS-1、SR-10中的一种或多种的组合。优选地，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、偶氮二异丁腈、过氧化二酰中的一种或多种的组合。本专利技术还提供一种疏水改性丙烯酸酯乳液，其采用上述任一项所述的制备方法制得。与现有技术相比，本专利技术包括以下优点：本专利技术实施例所提供的疏水改性丙烯酸酯乳液的制备方法，从实际生产应用出发，考虑到反应的安全性和可控性，通过采用半连续法进行生产，并控制制备工艺中单体的添加顺序，将高反应活性的丙烯酸单体放在核壳乳液制备步骤中滴加，可以有效控制反应速度，避免底料出渣的问题，使反应朝有序可控的方向发展，提高了产率，特别适用于工业规模化生产。本专利技术实施例所制得的疏水改性丙烯酸酯乳液，疏水性能极佳，静态水接触角达130°以上，涂膜性能优异。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术实施例提供一种疏水改性丙烯酸酯乳液的制备方法，所述方法包括：按重量份数准备如下原料：。第一预乳化液制备步骤：取原料中25％-40％所述低反应活性丙烯酸单体、50％-80％所述乙烯基单体、30％-40％所述乳化剂、以及25％-40％的所述引发剂，加入原料中25％-40％的所述蒸馏水中，高速搅拌均匀后，得到第一预乳化液。具体而言，当所述第一预乳化液制备步骤在烧杯或烧瓶中进行时，所述第一预乳化液制备步骤中的高速搅拌的转速可以为800-1000r/min。第二预乳化液制备步骤：取原料中剩余的所述低反应活性丙烯酸单体、剩余的所述乙烯基单体、剩余的所述乳化剂、所述高反应活性丙烯酸单体、所述氟单体、以及所述硅氧烷单体，加入原料中55-75％的所述蒸馏水中，高速搅拌均匀后，得到第二预乳化液；具体而言，当所述第二预乳化液制备步骤在烧杯或烧瓶中进行时，所述第二预乳化液制备步骤中的高速搅拌的转速可以为1100～1300r/min。引发剂溶液制备步骤：取原料中剩余的所述引发剂单体、加入原料中1-6％的所述蒸馏水中，搅拌均匀后，得到引发剂溶液；具体而言，所述引发剂单体溶解于所述蒸馏水中的温度可以为35～45℃。核层乳液制备步骤：在惰性气体的保护下，将所述第一预乳化液升温至75-80℃，在中速搅拌下反应至乳液泛蓝光，得到核层乳液；具体而言，当所述核层乳液制备步骤在四口烧瓶中进行时，所述核层乳液制备步骤中的中速搅拌的转速可以为600-800r/min。具体而言，所述惰性气体可以选用氮气。核壳乳液制备步骤：将所述核层乳液升温至80-87℃，在保持中速搅拌下，向所述核层乳液中同时缓慢滴加所述第二预乳化液以及所述引发剂溶液，滴加完毕后进行保温，得到核壳乳液；具体而言，所述核壳乳液制备步骤可以控制在3～6小时完成滴加，并保温30min～2h。具体而言，当所述核壳乳液制备步骤在四口烧瓶中进行时，所述核壳乳液制备步骤中的中速搅拌的转速可以为600-800r/min。pH调节步骤：保持所述核壳乳液的温度为40-60℃，加入pH调节溶液，调整pH至7-8，降至常温后出料，得到疏水改性丙烯酸酯乳液。在本专利技术的一种优选实施例中，在所述核壳乳液制备步骤与所述pH调节步骤之间，还包括以下步骤：单体消除步骤：将所述核壳乳液降温至40-60℃后，加入原料总重的0.02％～0.04％的叔丁基过氧化氢，搅拌均匀。在本专利技术实施例中，所述核壳乳液还可能存在未参与反应的残余单体，为保持乳液成品的稳定性，可以使用叔丁基过氧化氢去除残余单体。优选地，还可以采用吊白块溶液，或者将吊白块溶液与叔丁基过氧化氢一同使用。本专利技术实施例所提供的疏水改性丙烯酸酯乳液的制备方法，从实际生产应用出发，考虑到反应的安全性和可控性，通过采用半连续法进行生产，并控制制备工艺中单体的添加顺序，将高反应活性的丙烯酸单体放在核壳乳液制备步骤中滴加，可以有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疏水改性丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，包括：按重量份数准备如下原料：

【技术特征摘要】
1.一种疏水改性丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，包括：按重量份数准备如下原料：第一预乳化液制备步骤：取原料中25％-40％所述低反应活性丙烯酸单体、50％-80％所述乙烯基单体、30％-40％所述乳化剂、以及25％-40％的所述引发剂，加入原料中25％-40％的所述蒸馏水中，高速搅拌均匀后，得到第一预乳化液；第二预乳化液制备步骤：取原料中剩余的所述低反应活性丙烯酸单体、剩余的所述乙烯基单体、剩余的所述乳化剂、所述高反应活性丙烯酸单体、所述氟单体、以及所述硅氧烷单体，加入原料中55-75％的所述蒸馏水中，高速搅拌均匀后，得到第二预乳化液；引发剂溶液制备步骤：取原料中剩余的所述引发剂单体、加入原料中1-6％的所述蒸馏水中，搅拌均匀后，得到引发剂溶液；核层乳液制备步骤：在惰性气体的保护下，将所述第一预乳化液升温至75-80℃，在中速搅拌下反应至乳液泛蓝光，得到核层乳液；核壳乳液制备步骤：将所述核层乳液升温至80-87℃，在保持中速搅拌下，向所述核层乳液中同时缓慢滴加所述第二预乳化液以及所述引发剂溶液，滴加完毕后进行保温，得到核壳乳液；pH调节步骤：保持所述核壳乳液的温度为40-60℃，加入pH调节溶液，调整pH至7-8，降至常温后出料，得到疏水改性丙烯酸酯乳液。2.如权利要求1所述的疏水改性丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，在所述核壳乳液制备步骤与所述pH调节步骤之间，还包括以下步骤：单体消除步骤：将所述核壳乳液降温至40-60℃后，加入原料总重的0.02％～0.04％的叔丁基过氧化氢，搅拌均匀。3.如权利要求1所述的疏水改性丙烯酸酯乳液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋波，苏成坤，杨波，
申请(专利权)人：国安瑞北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11