聚丙烯酸酯乳液及其制备方法技术

本申请涉及涂料技术领域，提供了一种聚丙烯酸酯乳液的制备方法，包括：提供包含有单体组合物的第一溶液，单体组合物包括：丙烯酸类单体和/或烯类单体以及环氧树脂接枝的丙烯酸酯；提供包含有碱溶性丙烯酸树脂的第二溶液以及引发剂，将第二溶液、第一溶液和引发剂混合并进行聚合反应，获得聚丙烯酸酯乳液。通过在合成聚丙烯酸酯乳液的体系中引入了环氧树脂接枝的丙烯酸酯以及碱溶性丙烯酸树脂，协同提高了聚丙烯酸酯乳液形成的漆膜的附着力。

【技术实现步骤摘要】
聚丙烯酸酯乳液及其制备方法
本申请属于涂料
，尤其涉及一种聚丙烯酸酯乳液及其制备方法。
技术介绍
随着政府对挥发性有害物质(VOC)的排放量的限制，溶剂型树脂在涂料领域中的应用受到很大限制。而聚丙烯酸酯乳液以水代替有机溶剂作为分散介质，具有不燃、无毒和无污染等特点，目前被广泛应用在建筑涂料、木器涂料和工业防腐等各个领域。聚丙烯酸酯乳液具有耐候性好、化学稳定性好、成本低等特点，但是现有聚丙烯酸酯乳液普遍存在附着力差的问题，例如，在木器涂装的多涂层体系中，聚丙烯酸乳液对聚氨酯(PU)涂料底漆或者紫外光固化(UV)涂料底漆的附着力不足；在工业防腐领域中，作为金属底材的底漆时也存在着附着力不足的问题，导致防腐蚀性能不足。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种聚丙烯酸酯乳液的制备方法，以及由此获得的聚丙烯酸酯乳液，旨在解决现有聚丙烯酸酯乳液附着力不足的问题。为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：第一方面，本申请提供一种聚丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：提供包含有单体组合物的第一溶液，所述单体组合物包括：丙烯酸类单体和/或烯类单体以及环氧树脂接枝的丙烯酸酯；提供包含有碱溶性丙烯酸树脂的第二溶液以及引发剂，将所述第二溶液、所述第一溶液和所述引发剂混合并进行聚合反应，获得聚丙烯酸酯乳液。第二方面，本申请提供一种聚丙烯酸酯乳液，其由上述制备方法制得。本申请第一方面提供的聚丙烯酸酯乳液的制备方法，在合成聚丙烯酸酯乳液的体系中引入了环氧树脂接枝的丙烯酸酯作为聚合单体之一，以形成环氧树脂改性的聚丙烯酸酯乳液，有效利用了环氧树脂附着力优异的特点，从而提高了聚丙烯酸酯乳液对PU或UV底漆或金属底材的附着力；而且，本申请还在合成聚丙烯酸酯乳液的体系中引入了碱溶性丙烯酸树脂，碱溶性丙烯酸树脂可发挥阴离子型乳化剂的作用，在聚合反应过程中形成胶束，使得体系中的第一溶液在胶束的包围下聚合，从而获得既具有纳米级平均粒径又具有较窄的单峰形态的粒度分布的乳液颗粒，明显改善了乳液的润湿性和入孔性，协同上述环氧树脂接枝的丙烯酸酯的作用，极大地提高聚丙烯酸酯乳液的附着力。本申请第二方面提供的聚丙烯酸酯乳液，由上述制备方法制得，乳液颗粒细小呈纳米级，粒径分布窄，润湿性好，入孔性佳，对PU或UV底漆或金属底材的附着力优异，可应用于配制木器涂料或合金涂料。具体实施方式为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请中，“至少一种”是指一种或者多种，例如，“a、b或c中的至少一种”，或，“a、b和c中的至少一种”，均可以表示：a、b、c、a-b(即a和b)、a-c、b-c或a-b-c，其中a、b、c分别可以是单个，也可以是多个。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本申请实施例提供了一种聚丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：S01、提供包含有单体组合物的第一溶液，所述单体组合物包括：丙烯酸类单体和/或烯类单体以及环氧树脂接枝的丙烯酸酯；S02、提供包含有碱溶性丙烯酸树脂的第二溶液以及引发剂，将所述第二溶液、所述第一溶液和所述引发剂混合并进行聚合反应，获得聚丙烯酸酯乳液。本申请实施例提供的聚丙烯酸酯乳液的制备方法，在合成聚丙烯酸酯乳液的体系中引入了环氧树脂接枝的丙烯酸酯作为聚合单体之一，以形成环氧树脂改性的聚丙烯酸酯乳液，有效利用了环氧树脂附着力优异的特点，从而提高了聚丙烯酸酯乳液对PU或UV底漆或金属底材的附着力；而且，本申请实施例还在合成聚丙烯酸酯乳液的体系中引入了碱溶性丙烯酸树脂，碱溶性丙烯酸树脂可发挥阴离子型乳化剂的作用，在聚合反应过程中形成胶束，使得体系中的第一溶液在胶束的包围下聚合，从而获得既具有纳米级平均粒径又具有较窄的单峰形态的粒度分布的乳液颗粒，明显改善了乳液的润湿性和入孔性，协同上述环氧树脂接枝的丙烯酸酯的作用，极大地提高聚丙烯酸酯乳液形成的漆膜的附着力。具体地，步骤S01中，第一溶液包含有单体组合物，且单体组合物主要包括：丙烯酸类单体和/或烯类单体以及环氧树脂接枝的丙烯酸酯，这些单体主要作为合成聚丙烯酸酯的聚合单体。其中，丙烯酸类单体包括丙烯酸类化合物和/或丙烯酸酯类化合物，一些实施例中，丙烯酸类单体包括碳原子个数为3-25的丙烯酸类化合物和/或丙烯酸酯类化合物，包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯。烯类单体指的是一类含有烯基的化合物，一些实施例中，烯类单体选自苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、氯乙烯和叔碳酸乙烯酯中的至少一种。其中，叔碳酸乙烯酯包括Veova9和/或Veova10。环氧树脂接枝的丙烯酸酯又为环氧改性丙烯酸酯，在本申请实施例中，环氧树脂作为改性剂连接丙烯酸酯的丙烯酰基部分，优选地，一分子环氧树脂连接一分子丙烯酰基。这类环氧树脂接枝的丙烯酸酯具有一个丙烯酰基双键和一个未反应的环氧基，通过丙烯酰基的双键与丙烯酸类单体和/或烯类单体发生共聚反应而在聚丙烯酸酯乳液中引入环氧树脂。相较于一分子环氧树脂与两分子丙烯酰基反应得到的双官能度环氧改性丙烯酸酯，有助于提高漆膜对基材的附着力的环氧基消耗完，使得双官能度环氧改性丙烯酸酯在聚合反应中仅发挥交联聚合的作用，在本申请实施例的用量下，会导致乳液在进行聚合反应时出渣严重，甚至胶化。一些实施例中，环氧树脂接枝的丙烯酸酯的制备方法包括：S011、提供包括环氧树脂、抗氧剂和阻聚剂的第一混合物，以及包括丙烯酰基类单体和催化剂的第二混合物；S012、将所述第二混合物滴加入所述第一混合物中并进行反应，获得环氧树脂接枝的丙烯酸酯。在上一实施例的基础上，环氧树脂的环氧基团与丙烯酰基单体的摩尔比为1:(0.5～0.52)。通过将包括丙烯酰基类单体和催化剂的第二混合物滴加到包括环氧树脂的第一混合物中进行反应的方法，并通过限定环氧树脂的环氧基团与丙烯酰基单体的摩尔比为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供包含有单体组合物的第一溶液，所述单体组合物包括：丙烯酸类单体和/或烯类单体以及环氧树脂接枝的丙烯酸酯；/n提供包含有碱溶性丙烯酸树脂的第二溶液以及引发剂，将所述第二溶液、所述第一溶液和所述引发剂混合并进行聚合反应，获得聚丙烯酸酯乳液。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供包含有单体组合物的第一溶液，所述单体组合物包括：丙烯酸类单体和/或烯类单体以及环氧树脂接枝的丙烯酸酯；
提供包含有碱溶性丙烯酸树脂的第二溶液以及引发剂，将所述第二溶液、所述第一溶液和所述引发剂混合并进行聚合反应，获得聚丙烯酸酯乳液。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱溶性丙烯酸树脂的重均分子量为3000～30000，玻璃化转变温度为30℃～120℃，酸值为70～180mgKOH/g；和/或
所述碱溶性丙烯酸树脂和所述单体组合物的重量比为1:4～4:1；和/或
所述第一溶液的pH为pH8.0～10.0。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂接枝的丙烯酸酯的制备方法包括：
提供包括环氧树脂、抗氧剂和阻聚剂的第一混合物，以及包括丙烯酰基类单体和催化剂的第二混合物；
将所述第二混合物滴加入所述第一混合物中并进行反应，获得环氧树脂接枝的丙烯酸酯。


4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将所述第二混合物滴加入所述第一混合物中并进行反应的步骤包括：将所述第一混合物加热至70℃～80℃，然后滴加入所述第二混合物，0.5-1小时内滴加完毕，并在90-100℃下保温0.5～1小时，之后升温至115～118℃保温直至酸值小于或等于2.0mgKOH/g；和/或
所述环氧树脂的环氧基团与所述丙烯酰基单体的摩尔比为1:(0.5～0.52)。


5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰基类单体选为丙烯酸、烷基丙烯酸、丙烯酰氯和烷基丙烯酰氯中的至少一种；和/或
所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、邻甲酚甲醛环氧树脂和多元醇缩水甘油醚环氧树脂中的至少一种；和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓亮，陈寿生，
申请(专利权)人：濮阳展辰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41