一种水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法技术

本发明专利技术提供一种水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法。所述水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法包括以下步骤：(1)种子单体的制备；(2)核单体的制备；(3)种子乳液的制备；(4)核乳液的制备；(5)核壳乳液的制备；(6)外壳镶边层的制备。本发明专利技术采用微乳液核壳再外加外壳镶边交联层的生产工艺，聚合温和稳定，产品粒径小。涂膜干燥后表面张力低，表干慢，彻干快，干爽性好，不回粘，对基材附着力好。对基材附着力好。

【技术实现步骤摘要】
一种水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法。

技术介绍

[0002]涂料水性化是涂料行业的走向，是环保意识提高的一种表现，是适应社会可持续发展的需要。水性丙烯酸乳液的应用与发展对涂料行业的油改水的走向起到了很大的推动力作用。包装材料在生产使用过程中，经常会因为光照、高温、潮湿、弯曲、摩擦等外界因素，使包装材料加速老化缩短其使用寿命。目前市场上大多使用环保的水性聚氨酯、水性丙烯酸酯类涂料去处理包装材料的表面，从而达到对基材的保护作用。
[0003]水性丙烯酸乳液类的涂料具有价格低兼、无毒无味、保光保色、耐候性好等特点，但其复溶性、耐水性、抗粘性、对底材的附着差等都有不同程度的缺陷，复溶性与耐水性的矛盾性，乳液在实际施胶生产过程中，会偶尔暂停施胶，生产设备处于一种半停止状态，此时导料辊或印刷网辊就会呈现出干燥结皮现象，如乳液耐水性太好，此时网辊上的干燥层处理就比较麻烦，而复溶性太好，对成品的耐水性又会有很大影响。
[0004]CN101851447A公开了一种微凝胶反应型乳液，以核壳结构将丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、偶氮二异丁腈聚合而成，成品乳液附着力好，抗水性强，干燥快，但未提及或者测试过乳液对复溶性的影响，同时生产工艺未涉及核壳生产制备方法。
[0005]CN102199239A公开了一种自交联核壳结构丙烯酸微乳液的制备方法，包括按次序进行的以下步骤：种子微乳液单体的预乳化、制备种子微乳液、制备核部分微乳液、壳部分微乳液单体的预乳化、制备自交联核壳结构丙烯酸微乳液。此专利技术所述的自交联核壳结构丙烯酸微乳液的制备方法采用比较常见的自交联单体代替价格昂贵的有机硅氧烷单体和含氟乙烯基单体，利用聚合技术提高乳液性能，得到抗粘、防水、平滑、附着力都相近对好的丙烯酸乳液，但也未能将抗水性、亲水性、复溶性、抗回粘性很好的集合于一体，同时两者都是采用传统双层的核壳生产工艺，未涉及外壳镶边交联改性工艺。
[0006]CN103172786A公开了一种性能优异的丙烯酸乳液及该乳液的制造方法。乳液粒子细微，平均粒径70-100mm，乳液粒子具有核壳结构，核与壳分别采用不同的交联方法，当核乳液和壳乳液的质量比达到一个恰当比例时，该乳液具有低温在膜性，用聚合技术提高乳液性能，得到抗粘、防水、平滑、附着力都相近对好的丙烯酸乳液，但也未能将抗水性、亲水性、复溶性、抗回性很好的集合于一体，同时两者都是采用传统双层的核壳生产工艺，未涉及外壳镶边交联改性工艺。
[0007]综合现有专利报导，目前的多数注重于微乳液产品的抗水性、附着力及干燥速度，未能很好的打破传统的核壳生产工艺，未能结合产品实际应用中出现的干燥过快、复溶性太差而产生的干版、堵网等问题，也是目前日益突出的技术难点。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法。本微乳液核壳再外加外壳镶边交联层的生产工艺，聚合温和稳定，产品粒径小。涂膜干燥后表面张力低，表干慢，彻干快，干爽性好，不回粘，对基材附着力好。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法，所述水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法包括以下步骤：
[0011](1)种子单体的制备：将丙烯酸类烷基酯、烯基羧酸、乳化剂和水混合分散，得到种子单体；
[0012](2)核单体的制备：将步骤(1)得到的部分种子单体和特异性单体混合分散，得到核单体；
[0013](3)种子乳液的制备：将步骤(1)得到的剩余种子单体、乳化剂、引发剂和水混合加热，调节pH后稀释，得到种子乳液；
[0014](4)核乳液的制备：将步骤(3)得到的种子乳液、引发剂和步骤(2)得到的核单体混合，得到核乳液；
[0015](5)核壳乳液的制备：将步骤(4)得到的核乳液和壳单体混合，得到核壳乳液；
[0016](6)外壳镶边层的制备：将步骤(5)得到的核壳乳液、丙烯酸类烷基酯、特异性能单体混合，得到水性丙烯酸自消泡微乳液。
[0017]在本专利技术中，所述水性丙烯酸自消泡微乳液包括下述操作步骤：微乳液种子单体预乳化、微乳液种子制备与调整、微乳液核单体的预乳化、制备微乳液核部分、制备乳液壳部分、嵌入自交联外壳镶边层。本专利技术所述的环保水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法采用市场上常见的自交联单体，经过核壳镶边层结构合成技术所制得的微乳液即能保持水性丙烯酸微乳液的低成本优势，又能提高微乳液本身的性能，同时本微乳液聚合过程平稳，对生产设备要求低，产品平均粒径分布在5nm～10nm之间，对底材的附着力强，涂膜干燥过程对水释放性好，干燥后有较好的疏水效果好，从而保持很好的涂层抗反粘效果，拥有良好的透明性及较高的光泽。
[0018]优选地，步骤(1)和步骤(6)中所述丙烯酸类烷基酯各自独立地选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯或甲基丙烯酸正丙酯中的任意一种或至少两种的组合。
[0019]优选地，步骤(1)和步骤(3)中所述乳化剂各自独立地选自柠檬酸脂肪酸甘油酯、乳酸脂肪酸甘油酯、异构脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基醇醚琥珀酸单酯二钠、失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或环境荷尔蒙反应型乳化剂中的任意一种或至少两种的组合。
[0020]优选地，步骤(1)中所述烯基羧酸选自甲基丙烯酸、丙烯酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸或衣康酸中的任意一种或至少两种的组合。
[0021]优选地，步骤(2)和步骤(6)中所述特异性单体各自独立地选自甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯、N-羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、叔碳醋酸乙烯酯、衣康酸单丁脂、己二酸二酰肼或双丙酮丙烯酰胺
中的任意一种或至少两种的组合。
[0022]优选地，步骤(3)中和步骤(4)中所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
[0023]优选地，步骤(1)中所述种子单体的制备原料按重量份数计包括如下组分：丙烯酸类烷基酯10-80份、烯基羧酸0.5-8份、乳化剂1-3份和水25-100份。
[0024]步骤(1)中，丙烯酸类烷基酯添加量为10-80份，例如可以是10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份等。
[0025]步骤(1)中，烯基羧酸添加量为0.5-8份，例如可以是0.5份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份等。
[0026]步骤(1)中，乳化剂的添加量为1-3份，例如可以是1份、1.2份、1.5份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份、3份等。
[0027]步骤(1)中，水的添加量为25-10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法，其特征在于，所述水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法包括以下步骤：(1)种子单体的制备：将丙烯酸类烷基酯、烯基羧酸、乳化剂和水混合分散，得到种子单体；(2)核单体的制备：将步骤(1)得到的部分种子单体和特异性单体混合分散，得到核单体；(3)种子乳液的制备：将步骤(1)得到的剩余种子单体、乳化剂、引发剂和水混合加热，调节pH后稀释，得到种子乳液；(4)核乳液的制备：将步骤(3)得到的种子乳液、引发剂和步骤(2)得到的核单体混合，得到核乳液；(5)核壳乳液的制备：将步骤(4)得到的核乳液和壳单体混合，得到核壳乳液；(6)外壳镶边层的制备：将步骤(5)得到的核壳乳液、丙烯酸类烷基酯、特异性能单体混合，得到水性丙烯酸自消泡微乳液。2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(6)中所述丙烯酸类烷基酯各自独立地选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯或甲基丙烯酸正丙酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)和步骤(3)中所述乳化剂各自独立地选自柠檬酸脂肪酸甘油酯、乳酸脂肪酸甘油酯、异构脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基醇醚琥珀酸单酯二钠、失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或环境荷尔蒙反应型乳化剂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)中所述烯基羧酸选自甲基丙烯酸、丙烯酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸或衣康酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(2)和步骤(6)中所述特异性单体各自独立地选自甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯、N-羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、叔碳醋酸乙烯酯、衣康酸单丁脂、己二酸二酰肼或双丙酮丙烯酰胺中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(3)中和步骤(4)中所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述种子单体的制备原料按重量份数计包括如下组分：丙烯酸类烷基酯10-80份、烯基羧酸0.5-8份、乳化剂1-3份和水25-100份；优选地，步骤(1)中所述混合分散的具体步骤为：将水置于乳化缸中并以300-400rpm的速度分散，加入乳化剂并继续以300-400rpm的速度分散5-15min，最后再加入丙烯酸类烷基酯和烯基羧酸，以600-1000rpm的速度分散10-15min，得到种子单体。4.根据权利要求1-3中任一项所述的水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述部分种子单体占步骤(1)得到的种子单体总质量的60-90％；优选地，步骤(2)中所述特异性单体的添加量为0.1-5份；
优选地，步骤(2)中所述混合分散的具体步骤为：将部分种子单体和特异性单体混合后，先以600-1000rpm的速度分散10-15min，停止分散5-15min后，再以1200-1500rpm的速度分散10-15min，得到核单体。5.根据权利要求1-4中任一项所述的水性丙烯酸自消泡微乳液的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述种子乳液的制备原料按重量份数计包括如下组分：乳化剂0.03-2份、引发剂0.1-3份和水6-35份；优选地，步骤(3)中所述混合的具体步骤为：将水和乳化剂混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佩芬，尹树华，何佑明，陆文杰，
申请(专利权)人：广东佳景科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：