一种丙烯酸酯乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种丙烯酸酯乳液及其制备方法，该丙烯酸酯乳液的原料包括混合单体、乳化剂、引发剂和水。本发明专利技术采用半连续乳液聚合法制得丙烯酸酯乳液，所得丙烯酸酯乳液形成的乳胶膜具有较好的耐水性、硬度和附着力，并且制备工艺简单、原料易得、条件温和，适合大规模工业化生产。

Acrylate emulsion and preparation method thereof

The invention discloses an acrylate emulsion and a preparation method thereof. The raw material of the acrylate emulsion comprises a monomer, an emulsifier, an initiator and water. The emulsion is prepared by semi continuous emulsion polymerization. The emulsion film formed by the acrylate emulsion has good water resistance, hardness and adhesion, and the preparation process is simple, the raw materials are easy to obtain, and the conditions are mild, so it is suitable for large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸酯乳液及其制备方法
本专利技术涉及建筑涂料领域，具体涉及一种丙烯酸乳液及其制备方法。
技术介绍
丙烯酸酯乳胶涂料是国内外建筑外墙涂料的主要品种，但其性能还有待提高，例如硬度、附着力、耐污性和耐水性等。丙烯酸酯乳胶涂料的性能主要由丙烯酸酯乳液的原料和聚合过程决定的。核壳丙烯酸酯乳液聚合是在种子乳液聚合的基础上发展起来的。由核壳单体的加入方式不同，乳液聚合方式可分为间歇法、溶胀法、半连续法和连续法。半连续法获得的乳胶粒子的粒径较细且分布均匀，最终获得的丙烯酸酯乳液稳定，性能优异。但目前制备的丙烯酸酯乳液还存在硬度不够、耐水性差、附着力低等缺点，因此，需要寻求一种制备丙烯酸酯乳液的方法，得到性能优异的丙烯酸酯乳液。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，本专利技术采用半连续乳液聚合法制备得到核壳型丙烯酸酯乳液，所得丙烯酸酯乳液具有较好的耐水性、硬度和附着力，从而完成本专利技术。本专利技术的目的一方面在于提供一种丙烯酸酯乳液，该乳液包括以下重量份的成分：混合单体100～200份、乳化剂1～6份、引发剂0.5～2份、水100～300份。其中，混合单体包括核单体和壳单体，核单体包括重量比为(7～7.5)：(3～3.5)的硬单体和软单体，壳单体包括重量比为(3～3.5)：(7～7.5)的硬单体和软单体，混合单体中软单体和硬单体的重量比为1：1。其中，在混合单体中，硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或几种，优选为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯，更优选为甲基丙烯酸甲酯，软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种，优选为丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯，更优选为丙烯酸丁酯。其中，混合单体中还包括功能性单体，功能性单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种，优选地，核单体中还包括丙烯酸，丙烯酸的重量占全部软、硬单体总重量的1％～6％；和/或壳单体中还包括甲基丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量占全部软、硬单体总重量的1％～6％。其中，乳化剂为反应型乳化剂，优选为阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂组成的复合乳化剂，更优选为SE-10和OP-10复合乳化剂，SE-10和OP-10的重量比为1:3～3:1。其中，引发剂为水溶性引发剂，优选为过硫酸盐或偶氮化合物，更优选为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或几种，如过硫酸铵。本专利技术的另一方面在于提供一种丙烯酸酯乳液的制备方法，优选为上述丙烯酸酯乳液的制备方法，该方法包括如下步骤：步骤1、制备预乳化液；步骤2、制备种子乳液；步骤3、制备核层乳液步骤4、核壳聚合。其中，步骤1中，将乳化剂加入水中配制乳化剂水溶液，将乳化剂水溶液分成三份，分别将核单体、壳单体、缓冲剂加入到三份乳化剂水溶液中，分别配制成预乳化核乳液、预乳化壳乳液和缓冲溶液，将引发剂溶解在水中，得到引发剂水溶液，优选地，核单体和壳单体分别加入到两份乳化剂水溶液中，在室温下，搅拌混合，预乳化1.5～2.5h，优选预乳化2h，分别获得预乳化核溶液和预乳化壳溶液，缓冲剂选自碳酸氢钠、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠中的一种，优选为碳酸氢钠，所述缓冲剂的用量占全部软、硬单体总重量的0.2～0.6％，优选为0.3％，所述引发剂水溶液中水的用量为全部软、硬单体总重量的10％～30％，优选为25％，所述乳化剂水溶液中水的用量为全部软、硬单体中重量的70％～90％，优选为75％。其中，步骤2中，将缓冲溶液、1/3引发剂水溶液和1/2的预乳化核乳液装入四口烧瓶中，混合均匀，升温至75℃，当四口烧瓶中出现大量蓝光后，恒温30min，制得种子乳液；其中，步骤3中，在恒温条件下，滴加剩余预乳化核乳液和1/3引发剂水溶液，滴加完毕后升温至80℃，恒温反应30min，即得核层乳液，优选地，控制剩余预乳化核溶液的滴加速度约为1/3引发剂水溶液滴加速度的两倍，且保证在1～1.5h滴完。其中，步骤4中，将全部预乳化壳乳液和剩余的引发剂水溶液滴入四口烧瓶中，温度控制为80℃，在1～2h滴加完毕，滴加完毕后升温至85℃，恒温反应30min，制得核壳乳液，冷却后用氨水调节pH值，得到丙烯酸酯乳液，优选地，控制预乳化壳溶液和剩余引发剂水溶液在1～1.5h内滴完，氨水调解pH值至8～9。本专利技术所具有的有益效果为：本专利技术采用半连续乳液聚合法制备丙烯酸酯乳液，并加入功能性单体，制备得到核壳型丙烯酸酯乳液，所得丙烯酸酯乳液稳定、性能优异，乳胶粒子的粒径细且粒径分布窄，乳液成膜具有较好的硬度、附着力和耐水性，例如，当丙烯酸单体用量为4％时，乳液成膜具有较好的硬度和附着力，当甲基丙烯酸缩水甘油酯加入量为3％时，乳液成膜的耐水性显著提高。本专利技术所提供的制备丙烯酸酯乳液的方法，制备工艺简单、制备条件温和、原料易得，适合大规模工业化生产。附图说明图1示出本专利技术实施例5和实施例8所得丙烯酸酯乳液的红外光谱图。具体实施方式下面通过附图和优选实施方式对本进一步详细说明。通过这些说明，本的特点和优点将变得更为清楚明确。本专利技术一方面在于提供一种丙烯酸酯乳液，该丙烯酸酯乳液包括以下重量份的成分：丙烯酸酯类混合单体100～200份、乳化剂1～6份、引发剂0.5～2份、水100～300份。根据本专利技术，混合单体包括核单体和壳单体。根据本专利技术，混合单体中，核单体包括重量比为(7～7.5)：(3～3.5)的硬单体和软单体，壳单体包括重量比为(3～3.5)：(7～7.5)的硬单体和软单体，根据本专利技术，混合单体中软单体和硬单体的重量比为1：1。根据本专利技术，在混合单体中，硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或几种，优选为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯，更优选为甲基丙烯酸甲酯。根据本专利技术，软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种，优选为丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯，更优选为丙烯酸丁酯。在本专利技术中，硬单体可赋予由乳液制备的乳胶膜一定的内聚力、硬度和拉伸强度。软单体可赋予乳胶膜一定的柔韧性、弹性、附着力和粘性强度等。在核壳乳液聚合反应中，常规核壳单体如甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯较难乳化，且得到的聚合物在现实应用中有很多不足，本专利技术人发现通过改变核壳单体的比例可在一定程度上改变乳液的硬度等性能，所以，需要搭配功能性单体一起使用来提高乳液的性能，可根据不同需要添加不同的功能性单体，功能性单体一般具有极性基团，例如氨基、羧基、缩水甘油酯等，可以提高乳液成膜的耐水性、附着力和刚性等。功能性单体在反应过程中可以交联也可以自联，起到辅助乳化剂的作用。根据本专利技术，混合单体中还包括功能性单体，功能性单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种。根据本专利技术，核单体还包括功能性单体，优选为丙烯酸单体，丙烯酸是一种聚合速度非常快的乙烯类单体，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯酸酯乳液，其特征在于，该乳液包括以下重量份的成分：混合单体100～200份、乳化剂1～6份、引发剂0.5～2份、水100～300份。/n

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯乳液，其特征在于，该乳液包括以下重量份的成分：混合单体100～200份、乳化剂1～6份、引发剂0.5～2份、水100～300份。


2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液，其特征在于，
所述混合单体包括核单体和壳单体，
所述核单体包括重量比为(7～7.5)：(3～3.5)的硬单体和软单体，
所述壳单体包括重量比为(3～3.5)：(7～7.5)的硬单体和软单体，
所述混合单体中软单体和硬单体的重量比为1：1。


3.根据权利要求2所述的丙烯酸酯乳液，其特征在于，
所述混合单体中，硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或几种，优选为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯，更优选为甲基丙烯酸甲酯，
软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种，优选为丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯，更优选为丙烯酸丁酯。


4.根据权利要求1至3之一所述的丙烯酸酯乳液，其特征在于，
所述混合单体中还包括功能性单体，功能性单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种，
优选地，所述核单体中还包括丙烯酸，所述丙烯酸的重量占全部软、硬单体总重量的1％～6％；和/或
所述壳单体中还包括甲基丙烯酸缩水甘油酯，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量占全部软、硬单体总重量的1％～6％。


5.根据权利要求1至4之一所述的丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述乳化剂为反应型乳化剂，优选为阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂组成的复合乳化剂，
更优选为SE-10和OP-10复合乳化剂，所述SE-10和OP-10的重量比为1:3～3:1。


6.根据权利要求1至5之一所述的丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述引发剂为水溶性引发剂，优选为过硫酸盐或偶氮化合物，更优选为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或几种，如过硫酸铵。


7.制备权利1至6之一所述的丙烯酸酯乳液的方法，其特征在于，该方法包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷榕灿，陶栋梁，金凤，崔玉民，王永忠，姜广鹏，张琳，陈继堂，
申请(专利权)人：阜阳师范学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34