丙烯酸酯乳液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及丙烯酸酯乳液技术领域，公开了一种丙烯酸酯乳液及其制备方法。所述丙烯酸酯乳液含有聚合物和溶剂，所述聚合物含有结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D；所述结构单元A具有式(1)所示的结构，所述结构单元B具有式(2)所示的结构，所述结构单元C具有式(3)所示的结构，所述结构单元D具有式(4)所示的结构，所述丙烯酸酯乳液的粘度为300

【技术实现步骤摘要】
丙烯酸酯乳液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及丙烯酸酯乳液
，具体涉及一种丙烯酸酯乳液及其制备方法。

技术介绍

[0002]丙烯酸酯乳液具有优异的耐候性、附着性和机械强度。它主要用于建筑的外墙用乳胶漆，涂料成膜剂和纺织印染粘合剂等方面。
[0003]近年来随着聚合理论和技术的不断完善和发展，以及人们对环境友好的绿色化工产品的呼声愈来愈高，尤其是煤化工和石油化工的大力发展，一些特殊场所如化工厂公用工程单元等存在着相对湿度大、酸碱性强度高的特点，因此丙烯酸酯乳液的改性应用受到了广泛的重视。
[0004]一般来说丙烯酸酯乳液的改性包括两方面：一是采用新的乳液聚合方法，如核壳乳液聚合、互穿网络聚合技术以及微乳液共聚技术来改善丙烯酸酯乳液的性能；二是引入一些功能性单体，如有机硅、聚氨酯、纳米材料及环氧树脂对丙烯酸酯乳液进行改性，得到高性能的共聚乳液。
[0005]CN109485777A公开了一种改性丙烯酸酯乳液的制备方法，采用核种子乳液法进行改性丙烯酸酯乳液的制备，所采用的主要原料包括：酚醛树脂、油酸单体、丙烯酸酯单体和功能性丙烯酸单体。
[0006]CN105315413A公开了一种新型改性丙烯酸酯乳液胶粘剂及其制备方法，采用半连续种子乳液聚合法进行改性丙烯酸酯乳液胶粘剂的制备，所采用的主要原料包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和环氧树脂。
[0007]CN102964514A公开了一种含硅、氟及磷酸基团的丙烯酸酯乳液的制备方法，采用预乳化种子乳液聚合工艺进行聚丙烯酸酯乳液的制备，所采用的主要原料包括：丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸羟丙酯、乙烯基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸十二氟庚酯。
[0008]但是，以上公开的丙烯酸酯乳液涂膜后的抗冻性仍有待进一步提高。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的丙烯酸酯乳液涂膜后的抗冻性能差的问题，提供了一种丙烯酸酯乳液及其制备方法。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种丙烯酸酯乳液，所述丙烯酸酯乳液含有聚合物和溶剂，所述聚合物含有结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D；所述结构单元A具有式(1)所示的结构，所述结构单元B具有式(2)所示的结构，所述结构单元C具有式(3)所示的结构，所述结构单元D具有式(4)所示的结构，所述丙烯酸酯乳液的粘度为300
‑
400mPa.s；
[0011][0012]其中，R1为C1‑
C8的烷基、含羟基的C1‑
C4的烷基和H中的任意一种；R3为C1‑
C8的含氟烷基；R2、R4和R5各自独立地为C1‑
C4的烷基或H；R6和R7为C1‑
C4的亚烷基。
[0013]本专利技术第二方面提供了一种制备丙烯酸酯乳液的方法，该方法包括：
[0014]在溶液聚合反应条件下，在引发剂、乳化剂、缓冲剂和交联剂的存在下，使单体在水中进行聚合反应，得到含有聚合物和溶剂的丙烯酸酯乳液；
[0015]所述单体包括单体a、单体b、单体c和单体d，所述单体a具有式(16)所示结构，所述单体b具有式(17)所示结构，所述单体c具有式(18)所示结构，所述单体d为环氧树脂，优选所述环氧树脂的环氧值为0.4
‑
0.6eq/100g；
[0016][0017]其中，R1’
为C1‑
C8的烷基，含羟基的C1‑
C4的烷基和H中的任意一种；R3’
为C1‑
C8的含氟烷基；R6’
为C1‑
C4的亚烷基；R2’
、R4’
和R5’
各自独立地为C1‑
C4的烷基或H。
[0018]本专利技术第三方面提供了一种由上述方法制得的丙烯酸酯乳液。
[0019]通过上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：
[0020](1)本专利技术的丙烯酸酯乳液中同时含有结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D，各结构单元之间相互配合，在保证丙烯酸酯乳液粘度和吸水率的前提下，进一步提高丙烯酸酯乳液涂膜后的抗冻性。
[0021](2)本专利技术的丙烯酸酯乳液的聚合物数均分子量为5000
‑
10000g/mol，本专利技术的丙烯酸酯乳液的单体转化率>95％，固含量>45％，提高了原料的利用率，降低了丙烯酸酯乳液的生产成本，同时降低丙烯酸酯乳液的运输成本。
[0022](3)利用本专利技术的方法制备的丙烯酸乳液的耐酸、耐盐、耐碱和耐水性能优异，可适用于各种相对湿度大、酸碱盐度高的特殊化工领域，特别是煤化工和石油化工领域。
[0023](4)本专利技术制备的丙烯酸酯乳液在用于涂膜后，成膜粒径在350
‑
400nm之间，涂膜
粒径小，可以提高漆膜的附着力。
附图说明
[0024]图1是实施例1制得的丙烯酸酯乳液的粒径分布图。
具体实施方式
[0025]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0026]本专利技术第一方面提供了一种丙烯酸酯乳液，所述丙烯酸酯乳液含有聚合物和溶剂，所述聚合物含有结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D；所述结构单元A具有式(1)所示的结构，所述结构单元B具有式(2)所示的结构，所述结构单元C具有式(3)所示的结构，所述结构单元D具有式(4)所示的结构，所述丙烯酸酯乳液的粘度为300
‑
400mPa.s；
[0027][0028]其中，R1为C1‑
C8的烷基、含羟基的C1‑
C4的烷基和H中的任意一种；R3为C1‑
C8的含氟烷基；R2、R4和R5各自独立地为C1‑
C4的烷基或H；R6和R7为C1‑
C4的亚烷基。
[0029]本专利技术中，C1‑
C8的烷基例如可以是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、己基、异己基、庚基、异庚基、辛基、异辛基、2
‑
乙基己基。
[0030]本专利技术中，含羟基的C1‑
C4的烷基例如可以是2
‑
羟基乙基、3
‑
羟基丙基、4
‑
羟基丁基。
[0031]本专利技术中，C1‑
C8的含氟烷基可以是含有一个氟原子的含氟烷基，也可以是含有多个氟原子的含氟烷基；例如可以是三氟乙基、四氟丙基、六氟丁基、八氟戊基、九氟己基、十二氟庚基、十三氟辛基。
[0032]本专利技术中，C1‑
C4的烷基例如可以是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液含有聚合物和溶剂，所述聚合物含有结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D；所述结构单元A具有式(1)所示的结构，所述结构单元B具有式(2)所示的结构，所述结构单元C具有式(3)所示的结构，所述结构单元D具有式(4)所示的结构，所述丙烯酸酯乳液的粘度为300
‑
400mPa.s；其中，R1为C1‑
C8的烷基、含羟基的C1‑
C4的烷基和H中的任意一种；R3为C1‑
C8的含氟烷基；R2、R4和R5各自独立地为C1‑
C4的烷基或H；R6和R7为C1‑
C4的亚烷基。2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液，其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为80
‑
95wt％，所述结构单元B的含量为1
‑
7wt％，所述结构单元C的含量为2
‑
7wt％，所述结构单元D的含量为2
‑
7wt％；优选的，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为85
‑
89wt％，所述结构单元B的含量为1.5
‑
6wt％，所述结构单元C的含量为3.5
‑
6wt％，所述结构单元D的含量为3
‑
6wt％；优选的，所述溶剂和聚合物的重量比为1
‑
1.5:1，优选为1.1
‑
1.3:1；优选的，所述溶剂选自水和/或乙醇，优选为水。3.根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯乳液，其中，所述结构单元A包括结构单元A1、结构单元A2和结构单元A3，所述结构单元A1具有式(5)所示的结构，所述结构单元A2具有式(6)所示的结构，所述结构单元A3具有式(7)所示的结构；所述结构单元B选自式(8)和/或式(9)所示的结构；所述结构单元C具有式(10)所示的结构；所述结构单元D具有式(11)所示的结构；
其中，R1、R2、R3如上述权利要求1所定义的。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的丙烯酸酯乳液，其中，所述结构单元A还包括结构单元A2’
，所述结构单元A2’
具有式(12)和/或式(13)所示结构；和/或，所述结构单元A还包括结构单元A3’
，所述结构单元A3’
具有式(14)所示结构；和/或，所述结构单元C还包括结构单元C
’
，所述结构单元C
’
具有式(15)所示结构；
其中，R8、R9和R
11
各自独立地为C1‑
C4的烷基或H；R
10
和R
12
为C1‑
C8的烷基。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的丙烯酸酯乳液，其中，所述丙烯酸酯乳液的固含量>45wt％；优选的，所述聚合物的数均分子量为5000
‑
10000g/mol。6.一种制备丙烯酸酯乳液的方法，其特征在于，该方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂、乳化剂、缓冲剂和交联剂的存在下，使单体在水中进行聚合反应，得到含有聚合物和溶剂的丙烯酸酯乳液；所述单体包括单体a、单体b、单体c和单体d，所述单体a具有式(16)所示结构，所述单体b具有式(17)所示结构，所述单体c具有式(18)所示结构，所述单体d为环氧树脂，优选所述环氧树脂的环氧值为0.4
‑
0.6eq/100g；其中，R1’
为C1‑
C8的烷基，含羟基的C1‑
C4的烷基和H中的任意一种；R3’
为C1‑
C8的含氟烷基；R6’
为C1‑
C4的亚烷基；R2’
、R4’
和R5’
各自独立地为C1‑
C4的烷基或H。7.根据权利要求6所述的方法，其中，相对于100重量份的单体a，所述单体b的用量为1
‑
8重量份，所述单体c的用量为2
‑
8重量份，所述单体d的用量为2
‑
8重量份；优选的，相对于100重量份的单体a，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石博文，裴世红，杨自玲，孙向前，刘素丽，武文娟，朱楠，颜蜀隽，王倩，
申请(专利权)人：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：