一种交联型水性丙烯酸乳液的制备方法技术

本发明专利技术公开一种交联型水性丙烯酸乳液的制备方法，将对溴苯甲醛和间苯二酚加入冰醋酸中，冷却至0℃，匀速搅拌并滴加98％浓硫酸，滴加结束后继续搅拌并在此温度下反应72h，之后倒入冰水中，继续搅拌1h，过滤，用去离子水洗涤至中性，制得单体A，将单体A沉积在复合纤维素模板表面，制得复合物B，复合物B能够对核层及壳外层进行交联固化，得到具有半互穿网络结构的乳胶粒子，能够形成网状交联结构，进而提高该乳液成膜后的机械性能，解决了目前水性丙烯酸树脂属于单组份体系，分子间只存在氢键、范德华力等物理键能，不能产生化学键，所以其抗水、耐醇稀释性都很差，而且涂覆后漆膜的机械性能差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种交联型水性丙烯酸乳液的制备方法
本专利技术属于丙烯酸乳液制备
，具体为一种交联型水性丙烯酸乳液的制备方法。
技术介绍
丙烯酸是一种不饱和有机酸，分子内含有碳-碳双键和羧基结构，因而可衍生出一系列化合物，形成一大类丙烯酸产品。目前在现代化工领域中构成了独具特色的丙烯酸行业，其与聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷一样成为丙烯重要的衍生物。丙烯酸优异的聚合和酯化能力，为各种精细化学品的合成与制备提供了极为重要的中间。目前水性丙烯酸树脂属于单组份体系，分子间只存在氢键、范德华力等物理键能，不能产生化学键，所以其抗水、耐醇稀释性都很差，会出现变稠或凝胶破乳的现象，并且大多数企业加入醇类溶剂，都是和一定比例的水先混溶，降低醇类溶剂的浓度，这样又增加了水的含量，导致印刷效果不佳。中国专利技术专利CN106117407A公开了一种室温自交联丙烯酸乳液及其制备方法，该乳液包括如下组分：水、苯乙烯、乙烯基类单体、功能单体、交联单体、乳化剂和引发剂。该制备方法包括如下步骤：制备单体预乳化液一、制备单体预乳化液二、将pH缓冲剂、乳化剂、水和引发剂混合后，加入部分单体预乳化液一、反应后加入剩余单体预乳化液一和剩余的引发剂，反应后加入交联单体，得到产品。该专利技术的水性丙烯酸涂料成膜不需要添加任何成膜助剂或助溶剂。
技术实现思路
为了克服上述的技术问题，本专利技术提供一种交联型水性丙烯酸乳液的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题：(1)目前水性丙烯酸树脂属于单组份体系，分子间只存在氢键、范德华力等物理键能，不能产生化学键，所以其抗水、耐醇稀释性都很差，而且涂覆后漆膜的机械性能差；(2)将纤维素作为模板时，其表面光滑，比表面积小，不具有优异的吸附性能，所以与大分子复合时无法保障体系的稳定性。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种交联型水性丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：第一步、将对溴苯甲醛和间苯二酚加入冰醋酸中，冷却至0℃，匀速搅拌并滴加质量分数98％浓硫酸，滴加结束后继续搅拌并在此温度下反应72h，之后倒入冰水中，继续搅拌1h，过滤，用去离子水洗涤至中性，制得单体A，控制对溴苯甲醛、间苯二酚、98％浓硫酸和冰醋酸的重量比为2∶1∶0.3-0.5∶20-25；第二步、将单体A沉积在复合纤维素模板表面，制得复合物B，将复合物B、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸加入去离子水中，搅拌均匀后加入乳化剂，并以420r/min的转速搅拌30min，之后60-65℃水浴加热，加入过硫酸钾，升温至80℃，并在此温度下反应30min，制得丙烯酸种子乳液；第三步、将乳化剂加入去离子水中混合均匀，之后依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和苯乙烯，并以420r/min的转速搅拌30min，之后升温至75-80℃，在此温度下保温20min后滴加质量分数10％过硫酸钾水溶液，控制滴加时间为2h，在此温度下反应2h，制得核乳液。第四步、将丙烯酸种子乳液和质量分数10％过硫酸钾水溶液同时滴加至核乳液中，控制滴加时间为2h，在80-85℃下保温30min，之后除去复合纤维素模板，后处理、过滤，制得交联型水性丙烯酸乳液，控制丙烯酸种子乳液、核乳液和10％过硫酸钾水溶液的重量比为1∶1∶0.01-0.02。第一步中将对溴苯甲醛和间苯二酚加入冰醋酸中，之后通过控制反应条件制备出一种单体A，第二步中单体A沉积在复合纤维素模板表面，制得复合物B，复合纤维素模板表面粗糙，孔洞增加，比表面积增加，所以具有优异的吸附性能，进而能够将单体A牢牢吸附，保障体系的稳定性，之后通过复合物B和甲基丙烯酸甲酯等原料制备出一种丙烯酸种子乳液，之后第三步中通过甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和苯乙烯制备出一种核乳液，第四步中将丙烯酸种子乳液和核乳液混合，制备出具有核壳结构的丙烯酸乳液，该乳液中能够形成复合物B/甲基丙烯酸甲酯交联体系，而且复合物B能够对核层及壳外层进行交联固化，得到具有半互穿网络结构的乳胶粒子，能够形成网状交联结构，进而提高该乳液成膜后的机械性能。进一步地，所述复合纤维素模板由如下方法制成；(1)将蒙脱石加入质量分数15％盐酸溶液中，在35-40℃下以200-240r/min的转速搅拌30-32h，过滤，用去离子水洗涤，之后以750r/min的转速球磨3h，离心干燥，制得预处理的蒙脱石；(2)将纤维素粉末和氢氧化钠加入冷却至-20℃的质量分数10％尿素水溶液中，搅拌均匀，制得均相纤维素溶液，之后加入步骤(1)制得的预处理的蒙脱石，匀速搅拌2h，之后滴加至质量分数5％稀盐酸中，控制滴加速度为3mL/min，加入氯化钙，搅拌均匀后制得凝胶球，过滤并用去离子水洗涤至中性，制得复合纤维素模板；控制纤维素、氢氧化钠、10％尿素水溶液、蒙脱石和氯化钙的重量比为5∶8∶100∶3∶4-5。步骤(1)中将蒙脱石通过15％盐酸溶液进行初步处理，盐酸溶液中的氢离子能够对蒙脱石内部的阳离子进行置换，进而疏通和扩大蒙脱石层间和内部孔洞，增大蒙脱石的内表面积，进而增强其吸附性能，之后步骤(2)中先将纤维素粉末、氢氧化钠和10％尿素水溶液混合，制备出一种均相纤维素溶液，之后加入预处理的蒙脱石，制备出一种蒙脱石和纤维素复合材料，复合后纤维素表面粗糙，孔洞增加，比表面积增加，所以具有优异的吸附性能，通过复合纤维素作为模板，能够将分子牢牢吸附在模板上，防止体系不稳定。进一步地，第二步和第三步中所述乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和OP-10中的一种或几种。进一步地，第二步中控制复合物B、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、去离子水、乳化剂和过硫酸钾的重量比为2∶3∶0.1-0.2∶0.4-0.5∶5∶0.1∶0.02-0.03。进一步地，第三步中控制乳化剂、去离子水、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、苯乙烯和10％过硫酸钾溶液的重量比为1∶80-90∶25∶5∶3-5∶2-3。进一步地，第四步中后处理步骤为加入10％氨水调节pH，直至pH为7.5-8.0，之后加入己二酸二酰肼，混合均匀，控制己二酸二酰肼与10％过硫酸钾水溶液的重量比为5∶1。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术制备出一种交联型水性丙烯酸乳液，制备过程中第一步中将对溴苯甲醛和间苯二酚加入冰醋酸中，之后通过控制反应条件制备出一种单体A，第二步中单体A沉积在复合纤维素模板表面，制得复合物B，复合纤维素模板表面粗糙，孔洞增加，比表面积增加，所以具有优异的吸附性能，进而能够将单体A牢牢吸附，保障体系的稳定性，之后通过复合物B和甲基丙烯酸甲酯等原料制备出一种丙烯酸种子乳液，之后第三步中通过甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和苯乙烯制备出一种核乳液，第四步中将丙烯酸种子乳液和核乳液混合，制备出具有核壳结构的丙烯酸乳液，该乳液中能够形成复合物B/甲基丙烯酸甲酯交联体系，而且复合物B能够对核层及壳外层进行交联固化，得到具有半互穿网络结构的乳胶粒子，能够形成网状交联结构，进而提高该乳液成膜后的机械性能，解决了目前水性丙烯酸树脂属于单组份体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交联型水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n第一步、将对溴苯甲醛和间苯二酚加入冰醋酸中，冷却至0℃，匀速搅拌并滴加98％浓硫酸，滴加结束后继续搅拌并在此温度下反应72h，之后倒入冰水中，继续搅拌1h，过滤，用去离子水洗涤至中性，制得单体A，控制对溴苯甲醛、间苯二酚、98％浓硫酸和冰醋酸的重量比为2∶1∶0.3-0.5∶20-25；/n第二步、将单体A沉积在复合纤维素模板表面，制得复合物B，将复合物B、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸加入去离子水中，搅拌均匀后加入乳化剂，并以420r/min的转速搅拌30min，之后60-65℃水浴加热，加入过硫酸钾，升温至80℃，并在此温度下反应30min，制得丙烯酸种子乳液；/n第三步、将乳化剂加入去离子水中混合均匀，之后依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和苯乙烯，并以420r/min的转速搅拌30min，之后升温至75-80℃，在此温度下保温20min后滴加10％过硫酸钾水溶液，控制滴加时间为2h，在此温度下反应2h，制得核乳液；/n第四步、将丙烯酸种子乳液和10％过硫酸钾水溶液同时滴加至核乳液中，控制滴加时间为2h，在80-85℃下保温30min，之后除去复合纤维素模板，后处理、过滤，制得交联型水性丙烯酸乳液，控制丙烯酸种子乳液、核乳液和10％过硫酸钾水溶液的重量比为1∶1∶0.01-0.02。/n...

【技术特征摘要】
1.一种交联型水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、将对溴苯甲醛和间苯二酚加入冰醋酸中，冷却至0℃，匀速搅拌并滴加98％浓硫酸，滴加结束后继续搅拌并在此温度下反应72h，之后倒入冰水中，继续搅拌1h，过滤，用去离子水洗涤至中性，制得单体A，控制对溴苯甲醛、间苯二酚、98％浓硫酸和冰醋酸的重量比为2∶1∶0.3-0.5∶20-25；
第二步、将单体A沉积在复合纤维素模板表面，制得复合物B，将复合物B、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸加入去离子水中，搅拌均匀后加入乳化剂，并以420r/min的转速搅拌30min，之后60-65℃水浴加热，加入过硫酸钾，升温至80℃，并在此温度下反应30min，制得丙烯酸种子乳液；
第三步、将乳化剂加入去离子水中混合均匀，之后依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和苯乙烯，并以420r/min的转速搅拌30min，之后升温至75-80℃，在此温度下保温20min后滴加10％过硫酸钾水溶液，控制滴加时间为2h，在此温度下反应2h，制得核乳液；
第四步、将丙烯酸种子乳液和10％过硫酸钾水溶液同时滴加至核乳液中，控制滴加时间为2h，在80-85℃下保温30min，之后除去复合纤维素模板，后处理、过滤，制得交联型水性丙烯酸乳液，控制丙烯酸种子乳液、核乳液和10％过硫酸钾水溶液的重量比为1∶1∶0.01-0.02。


2.根据权利要求1所述的一种交联型水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述复合纤维素模板由如下方法制成；
(1)将蒙脱石加入15％盐酸溶液中，在35-40℃下以200-240r/min的转速搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：程浩源，
申请(专利权)人：程浩源，
类型：发明
国别省市：广东;44