一种脂肪酸改性苯丙乳液及其制备方法技术

本发明专利技术属于防锈涂料技术领域，具体涉及一种脂肪酸改性苯丙乳液及其制备方法。本发明专利技术首先将脂肪酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯在催化剂存在下合成脂肪酸改性的单体，再加入一定比例的苯乙烯和丙烯酸类单体，通过半连续的种子乳液聚合的方法合成脂肪酸改性的苯丙乳液。本发明专利技术制备的脂肪酸改性苯丙乳液，其制备工艺简单、可行性高，在合成过程中没有添加任何有机溶剂，绿色环保。该脂肪酸改性苯丙乳液配制的防锈涂料的综合性能优异，可以隔绝H2O，O2等物质从而防止金属基材被腐蚀。脂肪酸改性苯丙乳液的漆膜表面光泽度高、平整光滑，稳定性好可以长时间的存放，用于金属防腐的方面效果出众。众。

【技术实现步骤摘要】
一种脂肪酸改性苯丙乳液及其制备方法


[0001]本专利技术属于防锈涂料
，具体涉及一种脂肪酸改性苯丙乳液及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着对环境保护的要求日益迫切和严格，不含挥发性有机溶剂(VOC)或低挥发性有机溶剂、不含有害空气污染物(NHAP)的水性丙烯酸树脂已成为当前研究的热点。由于过去树脂涂料一般为溶剂型，所以其中含有的有机挥发性物质，并且大多数的有机挥发性物质属于易燃以及有毒物质，而且挥发到大气中，在紫外光照射下会形产生光烟雾等，会严重的污染大气，随着人口的增多，就需要建造更多的楼层，就需要生产更多的涂料。人类长期吸入这类挥发性有机溶剂会影响人的呼吸系统，引起疲劳、记忆力衰退或其疾病。近年来，随着人们对环境保护越来越重视，有关环境污染限制的法律与法规相继出台，其中涉及到涂料行业的就有涂料中有机挥发物的含量和有害空气中的污染物的排放限制两大问题。这样就使占世界涂料行业生产中半数以上的溶剂型涂料的生产受到限制。
[0003]水性丙烯酸树脂具有较好的光泽度、耐候性、耐化学品性和稳定性高，且无污染、无毒性、无刺激性和生产安全、价格便宜等优点，是一种低的绿色环保型产品，也是目前较为活跃的研究和开发领域。由于不使用有机溶剂，而使用水作为溶剂，由相似相溶知，体系存在不均匀性，其结果就会导致基料固化后，涂附在物体的表面出现局部涂料的厚度不均一，会使涂料的性能大打折扣，在使用具有表面活性的物质后，由于表面活性物质在涂层内迁移导致了涂层的内部产生缺陷，在防腐方面其性能达不到预期的效果。常规丙烯酸树脂存在如成膜温度高、胶膜硬度低、抗回粘性差、耐水性不好、附着力差等缺点。因此，合成能克服以上缺陷的新型树脂己成为当前的研究热点。
[0004]关于聚合物乳液成膜机理，目前在形成发展中，特别是对于核壳乳液，其乳液的核壳结构可赋予涂膜更为优异的性能，但由于其特殊的粒子结构使其成膜相对于常规乳液显得更为复杂，因此不断深化对聚合物乳液的成膜过程及机理的研究，对水性涂料的研究开发、生产和施工应用具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种无挥发性溶剂、以水作为分散介质、环保安全无毒、并且耐化学品性能和机械性能优异的脂肪酸改性苯丙乳液的制备方法。
[0006]本专利技术所提供的技术方案如下：
[0007]一种脂肪酸改性苯丙乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0008]1)由甲基丙烯酸缩水甘油酯和脂肪酸反应制备脂肪酸改性单体；
[0009]2)由步骤1)得到的脂肪酸改性单体、苯乙烯单体和丙烯酸类单体制备脂肪酸改性苯丙乳液。
[0010]上述技术方案引入脂肪酸改性的单体，提高了苯丙乳液的各项性能。
[0011]具体的，步骤1)包括以下步骤：将脂肪酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯投入反应釜，反应温度设置在100℃
‑
130℃，搅拌使其混合均匀，并向其中添加催化剂，同时加入阻聚剂，保温反应2.5
‑
4h，测量酸值低于5mgKOH/g时出料，得到所述的脂肪酸改性的单体。
[0012]具体的：
[0013]甲基丙烯酸缩水甘油酯与脂肪酸的摩尔比为1:(1
‑
0.95)；
[0014]催化剂的质量占各成分总质量的1％～2％；催化剂为四丁基溴化铵；
[0015]阻聚剂的质量占各成分总质量的0.2％～0.5％；阻聚剂为4
‑
甲氧基苯酚。
[0016]具体的，步骤1)中，所述的脂肪酸为亚麻酸、豆油酸、菜籽油酸、妥尔油酸、椰子油酸中的任意一种或多种的任意比例的混合。
[0017]具体的，步骤2)包括以下步骤：
[0018]a、获取反应用的乳化剂、所述脂肪酸改性单体、引发剂、碳酸氢钠和去离子水；
[0019]b、将40％
‑
50％的去离子水、30％
‑
45％的乳化剂和碳酸氢钠加入反应器中，开启搅拌并将温度升高至80
‑
85℃，得到底料；
[0020]c、将剩余的乳化剂用30％
‑
40％的去离子水溶解，然后在搅拌下加入脂肪酸改性单体、苯乙烯单体、和丙烯酸或甲基丙烯酸，进搅拌均匀，制备得到单体预乳化液；
[0021]d、将2.5％
‑
6％的步骤c)得到的所述单体预乳液投入到步骤b)得到的所述底料中，作为打底的乳液；
[0022]引发剂用剩余去离子水配成引发剂溶液，取20％
‑
30％的所述引发剂溶液作为打底引发剂，取余下的引发剂作为反应引发剂；
[0023]e、当步骤d)的所述打底的乳液变蓝，并且没有看到单体有回流现象后，匀速滴加剩余的所述单体预乳液和反应引发剂，使滴加时间为2
‑
3.5小时；滴加完毕后保温0.5
‑
1小时，保温结束后，降温到65
‑
75℃后加入后消除引发剂，保温15
‑
30min，进行后消除反应；
[0024]f、降温到55
‑
65℃，用N，N
‑
二甲基乙醇胺和氨水中和至pH值为7.5
‑
8.5，搅拌，过滤出料，得到脂肪酸改性苯丙乳液。
[0025]具体的，步骤a)中，所述的乳化剂为阴离子型乳化剂，或者，为阴离子和非离子乳化剂按照质量比1:(1
‑
3)复配得到的复配乳化剂，其中，所述阴离子型乳化剂选自α
‑
烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵HS
‑
10、[(2
‑
丙烯基氧基)甲基]环氧乙烷、C
10
‑
14
支化醇SR
‑
10、ER
‑
10或ER
‑
30中的任意一种。
[0026]具体的：步骤e)中，所述后消除引发剂由叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠两部分组成，所述后消除引发剂与所述反应引发剂的质量百分比为20％
‑
40％，其中，叔丁基过氧化氢占后消除引发剂总质量的60％
‑
80％。
[0027]具体的：所述苯乙烯单体作为调节硬度的单体。
[0028]本专利技术还提供了上述制备方法制备得到的脂肪酸改性苯丙乳液。
[0029]本专利技术制备的脂肪酸改性苯丙乳液，其制备工艺简单、可行性高，在合成过程中没有添加任何有机溶剂，绿色环保。该脂肪酸改性苯丙乳液配制的防锈涂料的综合性能优异，可以隔绝H2O，O2等物质从而防止金属基材被腐蚀。乳液具有优良的附着力、耐冲击性、硬度较高、耐磨性良好等机械性能，以及优异的耐溶剂性、耐腐蚀性、耐水性等化学性能，脂肪酸改性苯丙乳液的漆膜表面光泽度高、平整光滑，稳定性好可以长时间的存放，用于金属防腐的方面效果出众。
小时，保温结束后，降温到65
‑
75℃后消除，这部分引发剂由叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠两部分组成，后消除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脂肪酸改性苯丙乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)由甲基丙烯酸缩水甘油酯和脂肪酸反应制备脂肪酸改性单体；2)由步骤1)得到的脂肪酸改性单体、苯乙烯单体和丙烯酸类单体制备脂肪酸改性苯丙乳液。2.根据权利要求1所述的脂肪酸改性苯丙乳液的制备方法，其特征在于，步骤1)包括以下步骤：将脂肪酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯投入反应釜，反应温度设置在100℃
‑
130℃，搅拌使其混合均匀，并向其中添加催化剂，同时加入阻聚剂，保温反应2.5
‑
4h，测量酸值低于5mgKOH/g时出料，得到所述的脂肪酸改性的单体。3.根据权利要求2所述的脂肪酸改性苯丙乳液的制备方法，其特征在于：甲基丙烯酸缩水甘油酯与脂肪酸的摩尔比为1:(1
‑
0.95)；催化剂的质量占各成分总质量的1％～2％；催化剂为四丁基溴化铵；阻聚剂的质量占各成分总质量的0.2％～0.5％；阻聚剂为4
‑
甲氧基苯酚。4.根据权利要求1至3任一所述的脂肪酸改性苯丙乳液的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的脂肪酸为亚麻酸、豆油酸、菜籽油酸、妥尔油酸、椰子油酸中的任意一种或多种的任意比例的混合。5.根据权利要求1所述的脂肪酸改性苯丙乳液的制备方法，其特征在于，步骤2)包括以下步骤：a、获取反应用的乳化剂、所述脂肪酸改性单体、引发剂、碳酸氢钠和去离子水；b、将40％
‑
50％的去离子水、30％
‑
45％的乳化剂和碳酸氢钠加入反应器中，开启搅拌并将温度升高至80
‑
85℃，得到底料；c、将剩余的乳化剂用30％
‑
40％的去离子水溶解，然后在搅拌下加入脂肪酸改性单体、苯乙烯单体、和丙烯酸或甲基丙烯酸，进搅拌均匀，制备得到单体预乳化液；d、将2.5％
‑
6％的步骤c)得到的所述单体预乳液投入到步骤b)得到的所述底料中，作为打底的乳液；引发剂用剩余去离子水配成引发剂溶液，取20％

【专利技术属性】
技术研发人员：闫福安，龚俊，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：