【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及丙烯酸乳液，具体涉及一种无皂丙烯酸乳液及其制备方法和应用。
技术介绍
1、水性丙烯酸乳液因具有优良的防腐性、耐候性、耐水耐碱、成膜性、保色性，并且容易配成施工性良好的涂料，对环境无污染，使用安全等优点，在胶粘剂和涂料行业得到广泛应用，同时对水性丙烯酸乳液也提出了越来越高的要求。
2、高固含量乳液具有设备利用率高、生产效率高、能耗低、运输成本低和干燥快等优点，但对生产工艺和控制的要求也很高。由于乳液固含量较高，容易出现黏度高、易产生凝胶进而降低散热效率和产品流动性，因此一直是乳液生产的痛点和难点。为提高乳液制备和贮存稳定性，通常需要加入乳化剂降低单体与水或乳胶粒与水之间的界面能，但表面活性剂的加入也会带来一定负面影响，例如，降低了乳胶漆透水性和成膜性，泡沫的增加影响乳液质量，给乳液生产和使用带来不便。
3、无皂乳液聚合是近年来新兴的一种新型乳液聚合方法，即在反应过程中完全不加或者只加入很少量乳化剂的乳液聚合技术，所制备的乳液具有粒径分布窄、成膜性好，耐擦洗和光泽度高等特点，因此越来越广泛应用于制备涂料、粘合剂和复合材料等领域。
4、然而，目前在丙烯酸乳液聚合时加入少量反应型乳化剂进行无皂聚合时，仍难以兼顾高固含低粘度的问题，乳液粒径分子量分布规整度也不高，如何利用无皂乳液聚合制备高固含、低粘度、乳胶粒分子量规整度高的乳液仍需进一步研究。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种无皂丙烯酸乳液及其制备方法和应用。
2、本专利技术将反应型乳化剂与修饰单体进行聚合得到可聚合高分子乳化剂，将乳化剂聚合到乳胶粒中，规避了游离乳化剂的存在对乳液性能带来负面影响，可聚合高分子乳化剂参与丙烯酸乳液聚合，利用raft聚合，聚合过程具有良好的控制性，能够提高乳胶粒分子量的规整度，降低乳胶粒分子量分布，在乳液具有高固含的同时，降低乳液黏度。
3、本专利技术通过以下技术方案实现：
4、一种无皂丙烯酸乳液，原料包括水、引发剂、单体，还包括高分子乳化剂聚合物，所述无皂丙烯酸乳液通过含有高分子乳化剂聚合物、水和引发剂的混合物使单体进行乳液聚合而成；其中，所述高分子乳化剂聚合物是由反应型乳化剂与修饰单体通过raft聚合得到的可聚合高分子乳化剂。
5、作为本专利技术优选的技术方案，所述无皂丙烯酸乳液中，单体包括以下重量份的组分：硬单体50-70份、软单体45-60份、功能单体和/或交联单体0-2份；
6、优选地，单体包括以下重量份的组分：硬单体54-65份、软单体46-57份、功能单体和/或交联单体0-2份；
7、所述硬单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的一种或多种，优选为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯；
8、所述软单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸乙酯中的一种或多种，优选为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯；
9、所述功能单体包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种，优选为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯；
10、所述交联单体包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、双丙酮丙烯酰胺、2-乙酰乙酰氧乙基甲基丙烯酸酯中的一种或多种，优选为乙烯基三乙氧基硅烷。
11、作为本专利技术优选的技术方案，所述无皂丙烯酸乳液中，以单体总重量计，所述高分子乳化剂聚合物占所述单体总量的5-30％，优选地，所述高分子乳化剂聚合物占所述单体总量的10-25％；
12、所述引发剂占所述单体总量的0.01-3％，优选为0.1-1％；
13、所述引发剂包括油溶性引发剂、水溶性引发剂，其中，油溶性引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰；水溶性引发剂包括过硫酸盐、双氧水、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉、偶氮二氰基戊酸，优选地，所述引发剂选自过硫酸盐，例如过硫酸铵、过硫酸钠。
14、作为本专利技术优选的技术方案，所述高分子乳化剂聚合物通过以下方法制备得到：
15、(1)按以下重量份准备原料：0.1～5份反应型乳化剂，1～20份亲水性单体，5～20份疏水性单体，0～2份交联单体和/或功能单体，10～55份溶剂，0.1～5份可逆加成断裂链转移剂，0.01～5份引发剂；
16、(2)将步骤(1)所述原料加入反应器中，搅拌混合，通入氮气或氩气，加热升温至50～90℃，反应5～12小时，降温至30～60℃，加入中和剂调节ph＝5～9，将溶剂蒸出，即得到产物。
17、优选地，步骤(1)按以下重量份准备原料：1～3份反应型乳化剂，2～10份亲水性单体，10～20份疏水性单体，0～2份交联单体和/或功能单体，20～55份溶剂，1～3份可逆加成断裂链转移剂，0.1～1份引发剂；
18、优选地，步骤(2)加热升温至65～85℃，反应5～10小时，降温至40～50℃，加入中和剂调节ph＝7～8。
19、作为本专利技术优选的技术方案，所述的反应型乳化剂包括烯丙氧基异构醇醚、烯丙氧基异构醇醚硫酸铵盐、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、烯丙基烷基琥珀酸酯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或多种；
20、结构式如下：
21、
22、上式中，m为1～30，优选8-15；n为1～30，优选10-15。
23、和/或，所述的交联单体包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、双丙酮丙烯酰胺、2-乙酰乙酰氧乙基甲基丙烯酸酯中的一种或多种；
24、和/或，所述亲水性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、富马酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、n-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基磺酸、对苯乙烯磺酸钠中的一种或多种；
25、和/或，所述疏水性单体包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬酯基酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬酯基酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或多种；
26、和/或，所述功能单体包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种；
27、和/或，所述溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、丙二醇、丙二醇甲醚、乙酸乙酯、乙二醇丁醚和甲苯中的一种或多种；
28、和/或，所述的可逆加成断裂链转移剂为二硫代或三硫代碳酸酯，包括2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、s,s’-二(α,α’-甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸酯、3-苯甲巯基硫代羰基丙酸、4-氰基-4-[[(十二烷硫基)硫酮甲基]硫基]戊酸、4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸、2-氰基-2-丙基苯并本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无皂丙烯酸乳液，原料包括水、引发剂、单体，其特征在于，还包括高分子乳化剂聚合物，所述无皂丙烯酸乳液通过含有高分子乳化剂聚合物、水和引发剂的混合物使单体进行乳液聚合而成；
2.根据权利要求1所述的一种无皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述无皂丙烯酸乳液中，单体包括以下重量份的组分：硬单体50-70份、软单体45-60份、功能单体和/或交联单体0-2份；
3.根据权利要求1所述的一种无皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述无皂丙烯酸乳液中，以单体总重量计，所述高分子乳化剂聚合物占所述单体总量的5-30％，优选地，所述高分子乳化剂聚合物占所述单体总量的10-25％；
4.根据权利要求1所述的一种无皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述高分子乳化剂聚合物通过以下方法制备得到：
5.根据权利要求4所述的一种无皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述的反应型乳化剂包括烯丙氧基异构醇醚、烯丙氧基异构醇醚硫酸铵盐、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、烯丙基烷基琥珀酸酯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或多种；
6.如权利要求1所述的一种无皂丙烯酸乳液的制备方法，其
7.根据权利要求6所述的一种无皂丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的后处理包括：加入氧化剂和还原剂进行后消除，保温0.1-1小时，降温至30-50℃，再加入中和剂调节乳液pH＝7～9，
8.根据权利要求7所述的一种无皂丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求6所述的一种无皂丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，
10.如权利要求1所述的一种无皂丙烯酸乳液的应用，其特征在于，所述无皂丙烯酸乳液用于制备涂料或胶黏剂。
...【技术特征摘要】
1.一种无皂丙烯酸乳液，原料包括水、引发剂、单体，其特征在于，还包括高分子乳化剂聚合物，所述无皂丙烯酸乳液通过含有高分子乳化剂聚合物、水和引发剂的混合物使单体进行乳液聚合而成；
2.根据权利要求1所述的一种无皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述无皂丙烯酸乳液中，单体包括以下重量份的组分：硬单体50-70份、软单体45-60份、功能单体和/或交联单体0-2份；
3.根据权利要求1所述的一种无皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述无皂丙烯酸乳液中，以单体总重量计，所述高分子乳化剂聚合物占所述单体总量的5-30％，优选地，所述高分子乳化剂聚合物占所述单体总量的10-25％；
4.根据权利要求1所述的一种无皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述高分子乳化剂聚合物通过以下方法制备得到：
5.根据权利要求4所述的一种无皂丙烯酸乳液...
【专利技术属性】
技术研发人员：张树鹏，季永新，孙丹丹，张棚，
申请(专利权)人：上海保立佳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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