本发明专利技术涉及一种高封闭性聚丙烯酸酯分散体及其制备方法。采用阴离子型乳化剂和复合非离子型乳化剂组成的多元乳化剂体系，控制乳化剂在不同聚合阶段的加料工艺及组分，通过半连续种子乳液聚合工艺制备室温自交联高封闭性聚丙烯酸酯分散体。该分散体粒径小，耐电解质（钙离子）稳定性优异和对各种成膜助剂（各类高沸点有机溶剂）的容忍度高。用作水性木器涂料封闭底漆，对各种木材具有优异的封闭性能，既能封闭有害的挥发性有机化合物（ＶＯＣ）如甲醛等从板材中逸出污染室内环境，也能封闭松脂、松油和单宁酸等有色化合物从板材中析出污染水性木器清面漆和白面漆；也可以用于水性皮革涂饰剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高封闭性聚丙烯酸酯分散体及其希lj备方法。本专利技术还涉及所述方法制备的高封闭性聚丙烯酸酯分散体在制备水性木器涂料中的应用。
技术介绍
随着人们环境与健康意识的不断增强，水性木器涂料日益受到重视。现有水性木器涂料包括聚丙烯酸酯分散体、聚氨酯水分散体及聚氨酯丙烯酸分散体等树脂，其中聚丙烯酸酯分散体具有硬度高、耐侯性好及成本低的优点，但存在热粘冷脆、耐溶剂和耐水性差等缺点。室温自交联改性可以克服上述缺点，包括基于Michael反应、多氮丙啶或聚碳化亚胺/羧酸、硅氧烷水解縮合、乙酰乙酰基/多元胺、活泼羰,肼(酮肼)及环状碳酸酯/胺基等交联体系。美国专利USP425150 (2003.04.29)禾卩USP246929(2005.10.07)报道了室温自交联型丙烯酸分散体，引入含酮羰基的交联单体到聚合物链段上作为活性位，在成膜阶段因体系的pH值变化后发生交联反应形成交联聚合物网络，但是存在交联单体含量高(达总单体量的25%)、成本高、且导致乳液聚合稳定性差、聚合物乳液的贮存期短等缺点；美国专利USP887626 (2004.07.09)报道了采用含有不同反应活性的两组分共混，并弓l入第三个组分控制两组分间的反应进程，合成了一种自交联水性涂料。由于该体系含有两个以上组分，施工工艺复杂，存在施工时限短，施工成本高等缺陷。目前交联改性的聚丙烯酸酯分散体普遍存在以下几方面的问题(1)分散体固含量低， 一般都在20-40%; (2)分散体的耐电解质稳定性不佳，涂料配方的宽容性窄；(3)自交联型分散体的交联度不高和交联体系不稳定，干燥速度慢，几乎没有封闭效果，无法封闭板材中含有的甲醛等有害voc气体逸出污染室内环境。由于木材特别是松木和黑胡桃木含有松香酸、单宁酸、松脂及其它有色化合物，易析出污染水性木器白面漆和清面漆，需要有封闭性好的水性木器底漆消除污染。现有水性封闭底漆无法解决水性白漆因单宁酸等有色化合物的析出引起的"泛黄"问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对当前水性木器涂料不能封闭板材中含有的有害voc气体如甲醛等的逸出污染室内环境，同时水性木器涂料在施工过程中遇靴'泛黄"、"渗色"和易粘连等难题，提供一种封闭性强、抗粘连及综合性能优异的高封闭性聚丙烯酸酯分散体及其制备方法。本专利技术还有一个目的是将本专利技术高封闭性聚丙烯酸酯分散体用于制备水性木器涂料。本专利技术的高封闭性聚丙烯酸酯分散体的制备方法是采用阴离子型乳化剂和复合非离子型乳化剂组成的乳化剂体系，'并引入了室温自交联体系，其丙烯酸酯单体组成如下——丙烯酸烷基酯，烷基碳原子数为1~20，用量为单体总质量的10~50%;——甲基丙烯酸烷基酯，烷基碳原子数为1~25，用量为单体总质量的10~60%;——丙烯酸羟烷基酯，烷基碳原子数为1 15，用量为单体总质量的0.1~15%;~~^烷基丙烯酸，烷基碳原子数为1 10，用量为单体总质量的0.1~20%;^^它丙烯酸酯功能单体，用量为单体总质量的0.1~15%;——乙烯基芳香化合物，用量为单体总质量的1^60%;所述的丙烯酸烷基酯是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或两种以上混合物；所述的甲基丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酯丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或两种以上混合物；所述的丙烯酸羟烷基酯是丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-3.羟基丙酯、丙烯酸-6-羧 基已酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或两种以上混合 物；所述的烯基羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、十八烯酸中的一种或两种以 上混合物；所述乙烯基芳香族化合物为苯乙烯、a-甲基苯乙烯、2-氯代苯乙烯、3-叔丁基 苯乙烯、3、 4-二甲基苯乙烯中的一种或两禾中以上混合物；所述其它丙烯酸功能单体为丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、 甲基丙烯酰胺、N， N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯,丁胺基乙酯、甲基丙烯酸二 甲胺基乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、乙二醇二甲基丙烯 酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1， 6-己二醇丙烯酸酯中的一种或两种以上混合 物。具体包括如下步骤(O制备种子分散体将去离子水，乳化剂体系和缓冲剂加入到反应釜中，在 5(TC水浴条件下搅拌30分钟，然后加入所述丙烯酸酯单体混合物，同时升温到82°C 以上，缓慢滴加引发剂溶液，待种子分散体呈蓝相后保温30min备用；种子分散体 重量配比如下水 30-80份乳化剂体系(1) 2-IO份缓冲剂 0.1-5.0份丙烯酸酯单体混合物5~40份引发剂 0.1-5.0份；(2)滴加核层单体预乳化液在1.5小时内向上述种子分散体中恒速滴加甲基丙 烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、烷基丙烯酸和丙烯酸功能单体的预乳化液，同时保持 适宜的引发齐鹏加速度，反应温度控制在82-85"C;核层单体预乳化液重量配比如下水 10~80份 乳化剂体系(2) 1-10份甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和烷基丙烯酸混合物 80-200份丙烯酸功能单体 0.1-10份弓l发剂(质量分数为1.0%) 0.1-2.0份；(3)滴加壳层单体预乳化液待分散体核单体滴加完毕，保温半小时，开 始滴加壳单体预乳化液，2小时以内滴完，同时叵速滴加引发剂溶液，控制反应温 度为82-85°C;壳层单体预乳化液重量配比如下水 20-80份乳化剂体系(3) 1-5份丙烯酸烷基酯 10(M50份烷基丙烯酸 1-3份丙烯酸功能单体 2-15份中和剂 2-6份弓l发剂(质量分数为1.0%)0.5-2.0份； (4)待壳单体预乳化液滴加完毕，.补加适量的引发剂，将反应体系升温到85"C 继续反应2小时，降温到5(TC，用中和剂调节pH值至8.0-10.0，出料包装；得到的聚丙烯酸酯分散体数均分子量为103—106，分子量分布为1.0—50，乳胶 粒径在300纳米以内，分散体固体含量45%以上，聚合物的玻璃化^-2(K8(TC。所述乳化剂为阴离子表面活性剂和多种非离子型表面活性剂的多元乳化剂体 系，所述阴离子乳化剂是十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、烷 基二苯醚磺酸二钠盐(DSB)、十二烷基苯二苯醚二磺酸钠(DowFax2A-l)、乙氧 基磺基琥珀酸二钠(A -102)、乙烯基磺酸钠(SVS)、烷基酰氨基乙烯基磺酸钠 (DNS-86)和烷基芳基磺酸盐中的一种和一种以上的混合物；所述非离子型表面活性剂是烷基酚与环氧乙烷縮合物(MM0)、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、壬 基酚聚乙氧基醚(OP-IO)、壬基酚聚氧乙烯醚(OP-40)、失水山梨醇单硬脂酸酯、聚 氧乙烯失水山梨醇三油酸脂、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、TX—100、 Rohdia 公司的CO—893、 CO—897中的一种或一种以上的混合物；总阴离子表面活性剂和 非离子型表面活性齐啲质量比为l一4: 2—10。乳化剂体系(1)中阴/非表面活性剂比为1: 0.1-4;乳化剂体系(2)中阴/非表面活性剂比为1: 0.1-3;孚L化剂体系 (3)中阴/非表面活性剂比为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高封闭性聚丙烯酸酯分散体的制备方法，其特征在于采用阴离子型乳化剂和复合非离子型乳化剂组成的乳化剂体系，并引入了室温自交联体系，其丙烯酸酯单体组成如下： －－丙烯酸烷基酯，烷基碳原子数为１～２０，用量为单体总质量的１０～５０％； －－甲基丙烯酸烷基酯，烷基碳原子数为１～２５，用量为单体总质量的１０～６０％； －－丙烯酸羟烷基酯，烷基碳原子数为１～１５，用量为单体总质量的０．１～１５％； －－烷基丙烯酸，烷基碳原子数为１～１０，用量为单体总质量的０．１ ～２０％； －－其它丙烯酸酯功能单体，用量为单体总质量的０．１～１５％； －－乙烯基芳香化合物，用量为单体总质量的１～６０％； 所述的丙烯酸烷基酯是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸２－乙基 己酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或两种以上混合物； 所述的甲基丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酯丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或两 种以上混合物； 所述的丙烯酸羟烷基酯是丙烯酸－２－羟基乙酯、丙烯酸－３－羟基丙酯、丙烯酸－６－羧基己酯、甲基丙烯酸－２－羟基乙酯、甲基丙烯酸－２－羟基丙酯中的一种或两种以上混合物； 所述的烯基羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、十 八烯酸中的一种或两种以上混合物； 所述乙烯基芳香族化合物为苯乙烯、α－甲基苯乙烯、２－氯代苯乙烯、３－叔丁基苯乙烯、３、４－二甲基苯乙烯中的一种或两种以上混合物； 所述其它丙烯酸功能单体为丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、Ｎ－羟甲基丙烯 酰胺、甲基丙烯酰胺、Ｎ，Ｎ－二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸特丁胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、１，３－丁二醇二甲基丙烯酸酯、１，６－己二醇丙烯酸酯中的一种或两种以上混合物。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈焕钦，黄洪，瞿金清，黎永津，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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