二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法技术

本发明专利技术二氯乙烯‑丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法，包含：二氯乙烯：30‑35％；A类反应单体：5‑10％、B类反应单体：0.5‑2％、C类反应单体：0.5‑1％、反应稳定剂：0.001‑0.01％、反应性阴离子乳化剂：0.5‑1％、非离子乳化剂：0.5‑1％、促进剂：0.00002％，去离子水：45‑55％、氧化还原引发剂：0.05‑0.3％；本发明专利技术通过预乳液制备、种子乳液制备、乳液滴加聚合以及熟化流程，弥补了常规乳化剂的缺点，提高了漆膜的耐水性、附着力以及耐盐雾性能；利用氧化还原反应，采用不含甲醛的还原剂，得到分子量高，漆膜耐黄变、漆膜强度和韧性兼具的环保型乳液，本发明专利技术制备体系属于强酸型乳液，能够和钢板等金属底材发生反应，有利于乳液在成膜过程中的破乳与基材结合，进一步的提高了膜的致密性、耐水性及耐化学品性能。

Two vinyl chloride acrylate copolymer emulsion and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法
本专利技术涉及一种供金属涂料用的乳液制备
，尤其是二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法，主要应用于机车、钢构及汽车底盘等金属防腐领域。
技术介绍
现有金属防腐涂料用乳液常采用水性单组份氯偏乳液，该乳液存在耐热性差、耐盐雾性能差以及与金属底材的附着力差等缺点；现有的常规水性单组份氯偏乳液，均采用热引发反应体系，配方中有效物质配比不合理，比如二氯乙烯的选择与含量配比不科学，所得到的胶膜的分子量偏低，造成后期漆膜的阻隔性能差，影响最终产品的耐盐雾性能；例如：一种防锈涂料用苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液的制备方法的专利技术专利，专利申请号为：201110064224.5，本专利技术涉及一种制备防锈底漆用苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液的新方法：(1)采用磷酸酯功能单体参与乳液聚合,磷酸酯基团的两个羟基与金属表面发生螯合反应在金属表面形成致密的磷酸酯(盐)保护膜,防止水分子和其他盐离子与金属接触,引入磷酸酯基团提高了涂膜与金属表面的附着力,增加涂膜防锈能力；(2)选择双丙酮丙烯酰胺(DAAM)与己二酰肼(ADH)组成防锈乳液的交联体系。己二酰肼中的肼基(NH2-NH2)与共聚到聚合物上的双丙酮丙烯酰胺中的酮羰基(C＝O)之间发生脱水缩合反应,通过外交联形成立体网状结构的乳胶膜；(3)以反应型阴离子乳化剂与非离子乳化剂复配作为乳化体系,改善乳液沉淀、凝胶等不良现象,有助于高固含量的水性乳液制备,提高耐水性、耐候性等性能。本专利技术除了采用上述举例描述的功能性单体外，主要的改进点是采用新型氧化还原体系，采用反应稳定剂，特别是采用不含甲醛的还原剂，得到耐热性良好的乳液，优于上述现有技术所制备的乳液。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法，克服了现有技术耐热性差、耐盐雾性能差等缺点，运用新型的氧化还原反应体系，通过加入能与金属形成化学键的功能性单体，得到高分子量、成膜性好、附着力良好、耐盐雾性能优异的一款高性能防腐乳液，在保证应用性能的情况下，通过科学优化的组分配比及制备方案，大大降低了涂料生产成本，解决了现有涂料应用单一的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供高性能改性偏二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法，其中：一种二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，按质量百分比计，包含：1、二氯乙烯：30-35％；作为一种举例说明，所述二氯乙烯采用：1，1-二氯乙烯；2、A类反应单体：5-10％；进一步的，所述A类反应单体为：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯或苯乙烯中的一种或组合；3、B类反应单体：0.5-2％；进一步的，所述B类反应单体为：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或组合；4、C类反应单体：0.5-1％；进一步的，所述C类反应单体为：甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸环氧丙酯、甲基丙烯酰胺乙基脲乙氧基酯或2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或组合；进一步的，上述A、B、C三类反应单体的加入，有效的提高了漆膜的附着力、硬度以及耐盐雾性能；5、反应稳定剂：0.001-0.01％；作为一种举例说明，所述反应稳定剂采用：乙二胺四乙酸盐；6、反应性阴离子乳化剂：0.5-1％；作为一种举例说明，所述反应性阴离子乳化剂为：α-烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯或脂肪族乙氧基乙醇的磷酸酯中的一种或者组合；进一步的，反应性阴离子乳化剂的加入，有效降低了常规乳化剂对漆膜性能的影响，同时提高了漆膜的耐水性；7、非离子乳化剂：0.5-1％；作为一种举例说明，所述的非离子乳化剂为：异构C12-C13醇聚氧乙烯醚；8、氧化还原引发剂：0.05-0.3％；进一步的，所述氧化还原引发剂包括：氧化剂和还原剂，其中氧化剂与还原剂的摩尔比为1：1；作为一种举例说明，所述氧化剂为：过硫酸铵、叔丁基过氧化氢；还原剂为：亚硫酸氢钠、抗坏血酸、FF6M；9、促进剂：0.00002％进一步的，所述促进剂为：七水合硫酸亚铁；进一步的，本专利技术中氧化还原引发剂的加入，大大降低了共聚乳液中的甲醛含量，解决了现有技术的乳液产品甲醛含量超标、耐热黄变的问题；10、去离子水：45-55％；二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液的制备方法，包括如下步骤：步骤一、预乳液制备：将反应性阴离子乳化剂、非离子乳化剂、二氯乙烯、A类反应单体、B类反应单体、C类反应单体、去离子水在室温下，高速搅拌0.5小时，制备预乳液；步骤二、种子乳液制备：在反应釜中，将去离子水、反应稳定剂搅拌溶解混合，并将溶解后的混合物通氮气除去氧气，再将混合后的液体升温至55℃后，加入重量取值在5-10％的步骤一中制得的预乳液中，得到种子乳液；再依次加入30％的氧化剂溶液、30％的还原剂溶液以及全部的促进剂；步骤三、乳液滴加聚合：待步骤二中得到的种子乳液反应体系泛蓝后，同时滴加剩余所述预乳液、剩余氧化还原引发剂；剩余预乳液滴加时间控制在6-8小时之间滴加完成，剩余70％的氧化剂溶液，剩余70％的还原剂溶液同时滴加，滴加时间控制在8-10小时之间滴加完成；步骤四、熟化：当步骤三滴加完毕后，保温0.5小时，降温、卸压、检验、出料、包装。作为一种举例说明，本专利技术之二氯乙烯和丙烯酸酯的质量比(30～35)：(5～10)的范围内，在上述范围内调整两者的实际使用质量配比、氧化还原引发剂用量、反应温度及时间，均能实现本专利技术的技术方案；有益效果：(1)本专利技术体系采用反应性乳化剂，弥补了常规乳化剂的缺点，提高了漆膜的耐水性；如果采用磷酸酯反应性乳化剂，反应基团中引入磷酸根离子，其与金属底材形成化学键，提高漆膜与底材的附着力，提高了漆膜的耐盐雾性能。(2)本专利技术体系中加入反应稳定剂EDTA，可与易引起聚合物降解的金属离子生成螯合物，以抑制HCl的脱落，从而使氯偏乳液颜色稳定性得到提高。(3)利用氧化还原反应，采用不含甲醛的还原剂，得到分子量高，漆膜耐黄变、漆膜强度和韧性兼具的环保型乳液。(4)通过调节不同种类的丙烯酸酯单体比例，可改变成膜的强度和韧性，从而提高了涂层的综合性能。(5)通过添加C类反应单体，引入环氧基团、酰胺基团、磷酸酯基团、聚脲基团中的一种或几种，提高了漆膜的附着力、耐热性、耐盐雾性能，解决了常规氯偏乳液制备的涂料胶膜与金属底材附着力差，耐热性和耐老化性差的缺点。(6)提高了成膜性：本专利技术制备体系属于强酸型的乳液，能够和钢板等金属底材可以发生反应，有利于乳液在成膜过程中的破乳与基材结合，提高了膜的致密性、耐水性及耐化学品性能。附图说明图1是本专利技术二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法之原理设计示意图具体实施方式下面结合附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，按质量百分比计，包含：/n二氯乙烯：30-35％；/nA类反应单体：5-10％；所述A类反应单体为：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯或苯乙烯中的一种或组合；/nB类反应单体：0.5-2％；所述B类反应单体为：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或组合；/nC类反应单体：0.5-1％；所述C类反应单体为：甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸环氧丙酯、甲基丙烯酰胺乙基脲乙氧基酯或2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或组合；/n反应稳定剂：0.001-0.01％；反应性阴离子乳化剂：0.5-1％；非离子乳化剂：0.5-1％；促进剂：0.00002％，所述促进剂为：七水合硫酸亚铁；去离子水：45-55％；/n氧化还原引发剂：0.05-0.3％；所述氧化还原引发剂包括：氧化剂和还原剂，其中氧化剂与还原剂的摩尔比为1：1。/n

【技术特征摘要】
1.二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，按质量百分比计，包含：
二氯乙烯：30-35％；
A类反应单体：5-10％；所述A类反应单体为：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯或苯乙烯中的一种或组合；
B类反应单体：0.5-2％；所述B类反应单体为：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或组合；
C类反应单体：0.5-1％；所述C类反应单体为：甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸环氧丙酯、甲基丙烯酰胺乙基脲乙氧基酯或2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或组合；
反应稳定剂：0.001-0.01％；反应性阴离子乳化剂：0.5-1％；非离子乳化剂：0.5-1％；促进剂：0.00002％，所述促进剂为：七水合硫酸亚铁；去离子水：45-55％；
氧化还原引发剂：0.05-0.3％；所述氧化还原引发剂包括：氧化剂和还原剂，其中氧化剂与还原剂的摩尔比为1：1。


2.根据权利要求1所述的二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述二氯乙烯采用：1，1-二氯乙烯。


3.根据权利要求1所述的二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述反应稳定剂采用：乙二胺四乙酸盐。


4.根据权利要求1所述的二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于，所述反应性阴离子乳化剂为：α-烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯或脂肪族乙氧基乙醇的磷酸酯中的一种或者组合。


5.根据权利要求1所述的二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭仁星，郑涛，李岗，
申请(专利权)人：泰安聚仁新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37