一种阳离子丙烯酸酯乳液和制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种阳离子丙烯酸酯乳液和制备方法及其应用，所述阳离子丙烯酸酯乳液，其中，以阳离子丙烯酸酯乳液总质量为百分百计，所述功能单体水溶液含量为40％，所述自交联单体含量为0～2％，所述丙烯酸酯单体含量为35％，乳化剂含量为0.1～0.5％，引发剂含量为0.2％，余量为水。本发明专利技术中自交联阳离子丙烯酸酯乳液采用可聚合多羟基有机胺为功能单体，保证了乳液聚合的成功实施及及乳胶粒子的稳定性，并为乳胶粒子表面提供正电荷及大量的羟基和胺基，进而在铝合金基体表面赋予树脂钝化膜优异的附着力，提高钝化膜的防腐性能。提高钝化膜的防腐性能。提高钝化膜的防腐性能。

【技术实现步骤摘要】
一种阳离子丙烯酸酯乳液和制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于铝合金材料表面处理领域，具体涉及到一种阳离子丙烯酸酯乳液和制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]由于优异的机械性能和优异的强度重量比的结合，铝合金被认为是许多方面的理想材料。然而，铝合金中金属间颗粒的不均匀分布可能会诱发不同的电化学特性，并加速铝合金的局部腐蚀。通常，在其表面自然形成的氧化铝薄层可以提高抗腐蚀性，但这种氧化膜的厚度只是纳米尺度，对基板的保护有限。最初人们采用铬酸盐钝化，钝化效果佳，但六价铬属于有毒物质致癌物质，对人体和环境有很大危害，人们将目光转向环保型的有机无铬钝化。
[0003]目前，国内外已经开展了广泛的无铬钝化技术研究。常见的无铬钝化液按照其成分大致可以分为无机物钝化、有机物钝化和无机与有机物复合钝化类型。有机树脂钝化，主要是指有机树脂在金属表面聚合交联提高膜层致密性从而降低金属腐蚀速率。丙烯酸酯类树脂具有优良的耐候性、耐水性和耐光泽，广泛应用于通用工业设备、皮革和造纸工业等。但由于聚丙烯酸酯大分子链之间没有发生交联，成膜之后存在着许多缺点，例如成膜不均匀，膜层断裂，膜层耐腐蚀性能差等，有研究人员在聚合物分子链中引入可以反应的官能团，聚合物分子链之间就可以通过官能团之间的反应交联固化，形成三维网状结构，得到自交联丙烯酸乳液，显著提高了聚合物的内聚力，从而充分发挥丙烯酸乳液的优异性能。交联型单体的官能团主要有羟基、环氧基和酰胺基等，能与软硬单体及羧基单体同时发生化学反应形成网络结构的交联大分子。
[0004]国内外有关丙烯酸酯乳液聚合的研究大部分以阴离子丙烯酸酯乳液为主，而关于阳离子丙烯酸酯树脂乳液的研究和报道就比较少。但是，由于阳离子丙烯酸酯树脂乳液中带有正电荷，使其在很多方面具有其它离子型丙烯酸酯树脂乳液无法替代的功能。而且目前市场上所使用的丙烯酸乳液大多为非离子型乳液和阴离子型乳液，且大多数乳液稳定性较差。阳离子丙烯酸酯聚合物乳液的基本特征是乳胶粒表面或聚合物本身带正电荷，要使乳胶粒表面带正电通常采用阳离子型乳化剂，而赋予丙烯酸酯聚合物以正电荷并制得较为理想的聚合物乳液，则需要含阳离子基团的活性单体参与共聚。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0006]鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0007]因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种阳离子丙烯酸酯乳液。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种阳离子丙烯酸酯乳液，包
括，功能单体水溶液、自交联单体、丙烯酸酯单体、乳化剂、引发剂和水；其中，以阳离子丙烯酸酯乳液总质量为百分百计，所述功能单体水溶液含量为40％，所述自交联单体含量为0～2％，所述丙烯酸酯单体含量为35％，乳化剂含量为0.1～0.5％，引发剂含量为0.2％，余量为水；其中，所述功能单体水溶液，其为可聚合多羟基有机胺功能单体，制备方法为：取甲基丙烯酸缩水甘油酯置于冰水浴中，边搅拌边滴加二乙醇胺，滴加完毕后，继续搅拌反应，得到可聚合多羟基有机胺功能单体，将可聚合多羟基有机胺功能单体溶于水中，调节pH至5～6，得到功能单体水溶液；所述甲基丙烯酸缩水甘油酯与二乙醇胺的摩尔比为1：1，所述的功能单体水溶液中功能单体的质量浓度为2～10％；其中，所述自交联单体为N－羟乙基丙烯酰胺；其中，所述的丙烯酸单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酸甲酯中的两种或两种以上的混合物；所述的乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵；所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐。
[0009]作为本专利技术所述阳离子丙烯酸酯乳液的一种优选方案，其中：所述阳离子丙烯酸酯乳液，其中，以阳离子丙烯酸酯乳液总质量为百分百计，所述功能单体水溶液含量为40％，所述自交联单体含量为0.8％，所述丙烯酸酯单体含量为35％，乳化剂含量为0.41％，引发剂含量为0.2％，余量为水；功能单体水溶液中功能单体的质量浓度为4％。
[0010]作为本专利技术所述阳离子丙烯酸酯乳液的一种优选方案，其中：所述继续搅拌反应，得到可聚合多羟基有机胺功能单体，其中，继续搅拌反应时间为3～4h。
[0011]作为本专利技术所述阳离子丙烯酸酯乳液的一种优选方案，其中：所述将可聚合多羟基有机胺功能单体溶于水中，调节pH至5～6，其中，用乙酸或磷酸调节pH。
[0012]本专利技术的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种阳离子丙烯酸酯乳液的制备方法。
[0013]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种阳离子丙烯酸酯乳液的制备方法，包括，将引发剂溶解在一定量水中，得到引发剂水溶液；将自交联单体溶解在功能单体水溶液中得到功能单体混合水溶液；将丙烯酸酯单体混合均匀，得到丙烯酸酯单体混合溶液；将乳化剂、余下的水置于反应釜中搅拌溶解，加入功能单体混合水溶液的30％和丙烯酸酯单体混合溶液的10％，搅拌升温至72℃，加入引发剂水溶液的30％；反应15min后，将剩余的引发剂水溶液、功能单体混合水溶液以及丙烯酸酯单体混合溶液同时滴加到聚合体系中，2.5～3h滴加完毕；反应15min后升温至82℃后恒温反应90min，自然冷却过滤得到自交联阳离子丙烯酸阳离子乳液；其中，以阳离子丙烯酸酯乳液总质量为百分百计，所述功能单体水溶液含量为40％，所述自交联单体含量为0～2％，所述丙烯酸酯单体含量为35％，乳化剂含量为0.1～0.5％，引发剂含量为0.2％，余量为水；其中，所述将引发剂溶解在一定量水中，得到引发剂水溶液，水添加量以阳离子丙烯酸酯乳液总质量为百分百计为4％。
[0014]作为本专利技术所述阳离子丙烯酸酯乳液制备方法的一种优选方案，其中：所述自交联单体为N-羟乙基丙烯酰胺；所述的丙烯酸单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酸甲酯中的两种或两种以上的混合物；所述的乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵；所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐。
[0015]作为本专利技术所述阳离子丙烯酸酯乳液制备方法的一种优选方案，其中：所述功能单体水溶液，其为可聚合多羟基有机胺功能单体，制备方法为取甲基丙烯酸缩水甘油酯置于冰水浴中，边搅拌边滴加二乙醇胺，滴加完毕后，继续搅拌反应，得到可聚合多羟基有机
胺功能单体，将可聚合多羟基有机胺功能单体溶于水中，调节pH至5～6，得到功能单体水溶液；所述甲基丙烯酸缩水甘油酯与二乙醇胺的摩尔比为1：1，所述的功能单体水溶液中功能单体的质量浓度为2～10％。
[0016]本专利技术的另一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种阳离子丙烯酸酯乳液在铝合金表面的树脂钝化液中的应用。
[0017]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种阳离子丙烯酸酯乳液在铝合金表面的树脂钝化液中的应用，所述铝合金表面的树脂钝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阳离子丙烯酸酯乳液，其特征在于：包括，功能单体水溶液、自交联单体、丙烯酸酯单体、乳化剂、引发剂和水；其中，以阳离子丙烯酸酯乳液总质量为百分百计，所述功能单体水溶液含量为40％，所述自交联单体含量为0～2％，所述丙烯酸酯单体含量为35％，乳化剂含量为0.1～0.5％，引发剂含量为0.2％，余量为水；其中，所述功能单体水溶液，其为可聚合多羟基有机胺功能单体，制备方法为：取甲基丙烯酸缩水甘油酯置于冰水浴中，边搅拌边滴加二乙醇胺，滴加完毕后，继续搅拌反应，得到可聚合多羟基有机胺功能单体，将可聚合多羟基有机胺功能单体溶于水中，调节pH至5～6，得到功能单体水溶液；所述甲基丙烯酸缩水甘油酯与二乙醇胺的摩尔比为1：1，所述的功能单体水溶液中功能单体的质量浓度为2～10％；其中，所述自交联单体为N－羟乙基丙烯酰胺；其中，所述的丙烯酸单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酸甲酯中的两种或两种以上的混合物；所述的乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵；所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐。2.如权利要求1所述阳离子丙烯酸酯乳液，其特征在于：所述阳离子丙烯酸酯乳液，其中，以阳离子丙烯酸酯乳液总质量为百分百计，所述功能单体水溶液含量为40％，所述自交联单体含量为0.8％，所述丙烯酸酯单体含量为35％，乳化剂含量为0.41％，引发剂含量为0.2％，余量为水；功能单体水溶液中功能单体的质量浓度为4％。3.如权利要求1或2所述阳离子丙烯酸酯乳液，其特征在于：所述继续搅拌反应，得到可聚合多羟基有机胺功能单体，其中，继续搅拌反应时间为3～4h。4.如权利要求1或2所述阳离子丙烯酸酯乳液，其特征在于：所述将可聚合多羟基有机胺功能单体溶于水中，调节pH至5～6，其中，用乙酸或磷酸调节pH。5.权利要求1～4中任一所述阳离子丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于：包括，将引发剂溶解在一定量水中，得到引发剂水溶液；将自交联单体溶解在功能单体水溶液中得到功能单体混合水溶液；将丙烯酸酯单体混合均匀，得到丙烯酸酯单体混合溶液；将乳化剂、余下的水置于反应釜中搅拌溶解，加入功能单体混合水溶液的30％和丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈均，叶小乐，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：