一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法技术

本发明专利技术涉及丙烯酸乳液技术领域，具体为一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：a)将环氧稀释剂和不饱和脂肪酸混合，并反应得到改性油酸；b)将乙醇升温后向其中滴加(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯、偶氮二异丁腈和硫醇的混合溶液，反应后得到丙烯酸树脂溶液；c)将丙烯酸树脂溶液和改性油酸混合，并在催化剂作用下进行高温缩合反应，得到油酸改性丙烯酸树脂；d)将油酸改性丙烯酸树脂、氨水、(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯以及去离子水混合，在引发剂作用下进行乳液聚合，得到油酸改性的无皂丙烯酸乳液。本发明专利技术解决了目前丙烯酸乳液制备过程中需要添加成膜助剂，造成VOC排量增高的问题。造成VOC排量增高的问题。造成VOC排量增高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法


[0001]本专利技术涉及丙烯酸乳液
，具体为一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法。

技术介绍

[0002]乳液性涂料按照基材的不同分为聚醋酸乙烯乳液和丙烯酸乳液两大类，但是不管哪种涂料都含有或多或少的VOC，VOC即挥发性有机化合物，对人体健康有巨大影响，当VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，诱发呼吸道疾病和白血病，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。
[0003]目前，丙烯酸乳液在聚合过程中引入难以彻底清除的小分子有机化合物，包括未反应单体、由单体引入的有机杂质、由表面活性剂或引发剂分解产生的有机物。且因丙烯酸乳液自身结构特点，不加成膜助剂则存在漆膜发粘、耐沾污性能差的缺点，加入成膜助剂后，成膜助剂能促进高分子化合物塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，能在较广泛施工温度范围内成膜的物质，而成膜助剂是一种易消失的增塑剂，加入成膜助剂后的乳胶漆绝对VOC含量较高。由此，丙烯酸乳液制备过程中使用的成膜助剂成为VOC的主要来源之一。
[0004]为实现“绿色发展”的战略目标，国家及地方不断出台各项环保政策，引导企业在生产过程中和用户在终端产品使用时降低VOC的排放。因此，开发一种制备过程中不使用成膜助剂的丙烯酸乳液，势必将进一步提升整个行业的环保水平。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法，旨在解决目前丙烯酸乳液制备过程中需要添加成膜助剂，造成VOC排量增高的问题。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0007]a)将环氧稀释剂和不饱和脂肪酸混合，并进行开环酯化反应，得到改性油酸；
[0008]b)将乙醇升温后向其中滴加(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯、偶氮二异丁腈和硫醇的混合溶液，反应后得到丙烯酸树脂溶液；
[0009]c)将所述丙烯酸树脂溶液和改性油酸混合，并在催化剂作用下进行高温缩合反应，得到油酸改性丙烯酸树脂；
[0010]d)将所述油酸改性丙烯酸树脂、氨水、(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯以及去离子水混合，在引发剂作用下进行乳液聚合，得到油酸改性的无皂丙烯酸乳液。
[0011]本专利技术的进一步改进在于，步骤a)中所述环氧稀释剂为单官能团环氧稀释剂；所述环氧稀释剂包括丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、C12-C14脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚中的一种或多种；所述不饱和脂肪酸包括豆油酸、亚麻油酸、桐油酸、脱水蓖麻油酸中的一种或多种。
[0012]本专利技术的进一步改进在于，步骤a)中所述环氧稀释剂、不饱和脂肪酸的用量按重量份数计为：环氧稀释剂25～55份、不饱和脂肪酸45～75份；所述步骤a)中开环酯化反应的温度为135～160℃，反应时间为1～6h，直至pH小于10。
[0013]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤b)具体为：将乙醇加热升温至70～80℃，向其中滴加(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯、偶氮二异丁腈与硫醇的混合溶液，滴加时间为2～5h，滴加完成后在70～80℃之间保温2～4h，得到丙烯酸树脂溶液。
[0014]本专利技术的进一步改进在于，步骤b)中各组分的用量按重量份数计为：乙醇30～50份、(甲基)丙烯酸15～30份、(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯50～70份、偶氮二异丁腈3～7份、硫醇2～4份。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤c)具体为：
[0016]c1)将丙烯酸树脂溶液、改性油酸和催化剂混合，并在搅拌状态下升温至100℃并保温；
[0017]c2)减压抽除溶剂乙醇，升温至170～200℃，减压反应1～6h，直至酸值在215～230之间，得到油酸改性丙烯酸树脂。
[0018]本专利技术的进一步改进在于，步骤c)中所述丙烯酸树脂溶液、改性油酸、催化剂的用量按重量份数计为：丙烯酸树脂溶液100～150份、改性油酸10～40份、催化剂0.2～0.4份；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
[0019]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤d)具体为：
[0020]d1)油酸改性丙烯酸树脂中加入氨水搅拌均匀，pH调节在7～8之间后，加入去离子水并在搅拌状态下升温至75～85℃后保温，得到混合液A；
[0021]d2)将(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯与引发剂混合均匀得到混合液B；
[0022]d3)所述混合液A在搅拌保温情况下，向其中滴加混合液B，滴加时间为2～4h，滴加完成后在75～85℃之间保温2h，得到油酸改性的无皂丙烯酸乳液。
[0023]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤d)中各组分的用量按重量份数计为：油酸改性丙烯酸树脂8～16份、氨水1～7份、引发剂0.2～1.0份、(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯50～80份、去离子水100～150份。
[0024]本专利技术的进一步改进在于，所述(甲基)丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯中的一种或多种；所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠。
[0025]在本专利技术中，(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯50～70份指的是可以加入50～70份(甲基)丙烯酸酯类单体和苯乙烯的混合物，也可只加入50～70份苯乙烯，也可只加入50～70份(甲基)丙烯酸酯类单体。在本专利技术中，术语“(甲基)丙烯酸酯”指的是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者；“(甲基)丙烯酸”指的是丙烯酸和甲基丙烯酸两者。
[0026]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
[0027]1、由于不饱和脂肪酸的双键自由基反应并不活泼，本专利技术利用环氧稀释剂对不饱和脂肪酸进行改性，制得含有羟基的不饱和脂肪酸，能够充分地和丙烯酸脂溶液进行脱水酯化反应，并生成油酸改性丙烯酸树脂。由油酸改性丙烯酸树脂制得的油酸改性的无皂丙烯酸乳液中，改性油酸起到提升光泽度、增强耐水性的作用。
[0028]2、按照HG/T4758-2014进行测试结果表明，本专利技术中的油酸改性的无皂丙烯酸乳液制备的防锈漆，漆膜表面平整光滑，性能稳定，初期耐水性能优异，且附着力、光泽、硬度
较好，不需要添加成膜助剂，从而降低了VOC的排放，与现有技术相比，更环保、安全，有较好的推广价值。
[0029]3、本专利技术中由油酸改性丙烯酸树脂制得的油酸改性的无皂丙烯酸乳液，综合了改性油酸和丙烯酸树脂的优点，克服了两种树脂的缺点，可以充分、快速的与空气进行氧化交联，使产品漆的漆膜具有较好的成膜性，光泽度高，耐老化性能好的特点。
附图说明
[0030]图1为使用实施例1、实施例2以及对比例中合成的乳液分别制备防锈漆的测试效果图(自左至右：A为实施例1中合成的乳液制备防锈漆的测试效果图、B为实施例2中合成的乳液制备防锈漆的测试效果图、C为对比例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将环氧稀释剂和不饱和脂肪酸混合，并进行开环酯化反应，得到改性油酸；b)将乙醇升温后向其中滴加(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯、偶氮二异丁腈和硫醇的混合溶液，反应后得到丙烯酸树脂溶液；c)将所述丙烯酸树脂溶液和改性油酸混合，并在催化剂作用下进行高温缩合反应，得到油酸改性丙烯酸树脂；d)将所述油酸改性丙烯酸树脂、氨水、(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯以及去离子水混合，在引发剂作用下进行乳液聚合，得到油酸改性的无皂丙烯酸乳液。2.根据权利要求1所述的一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述环氧稀释剂为单官能团环氧稀释剂；所述环氧稀释剂包括丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、C12-C14脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚中的一种或多种；所述不饱和脂肪酸包括豆油酸、亚麻油酸、桐油酸、脱水蓖麻油酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述环氧稀释剂、不饱和脂肪酸的用量按重量份数计为：环氧稀释剂25～55份、不饱和脂肪酸45～75份；所述步骤a)中开环酯化反应的温度为135～160℃，反应时间为1～6h，直至pH小于10。4.根据权利要求1所述的一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤b)具体为：将乙醇加热升温至70～80℃，向其中滴加(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯、偶氮二异丁腈与硫醇的混合溶液，滴加时间为2～5h，滴加完成后在70～80℃之间保温2～4h，得到丙烯酸树脂溶液。5.根据权利要求1所述的一种油酸改性的无皂丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，步骤b)中各组分的用量按重量份数计为：乙醇30～50份、(甲基)丙烯酸15～30份、(甲基)丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永全，田海长，田晓猛，郭延恒，李宁，
申请(专利权)人：广东衡光新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：