本发明专利技术公开了一种防腐涂料用端羟基水性核壳乳液及其制备方法，其中端羟基水性防腐用丙烯酸酯乳液为核壳结构，壳层羟基磷酸酯型丙烯酸分子，核层为聚氨酯改性的丙烯酸酯，壳层为羟基磷酸酯作为功能单体合成的丙烯酸酯。所述端羟基防腐丙烯酸酯乳液的固含量为40-50％；其制备方法是以聚合物多元醇和异氰酸酯为聚合物单体，在乙烯基丙烯酸酯类单体存在条件下合成双键封端的聚氨酯分子，然后与苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸单体聚合作为核层，再将含有功能单体乙烯基羟基磷酸酯的丙烯酸单体混合物作为种子乳液，在70℃-85℃滴加到核层中。本发明专利技术可以用于钢材等金属表面的防腐涂层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种防腐涂料用端羟基水性核壳乳液的制备方法，具体的说是ー种防腐涂料用端羟基水性核-壳型丙烯酸酯乳液的制备方法。
技术介绍
乳液聚合是在水中(也可以其他液体介质)按胶束机理或低聚物机理产生彼此孤立的乳胶粒，并在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合生产高聚物的ー种聚合方法。聚丙烯酸酷，丁苯橡胶，聚氯こ烯等产品均以乳液聚合法大規模エ业化生产。尽管乳液聚合技术得到了很大的发展，但乳液聚合产品的电性能、光学性能和耐溶剂性、耐水性能不能完全满足要求，限制了乳液聚合产品的大規模应用。研究表明乳化剂和引发剂的添加，分子支化等是造成产品性能下降的主要原因，因此国内外许多学者和专家就如何提高乳液产品的 性能进行了研究，乳液聚合技术也在不断创新。有エ业应用前景的乳液聚合新思路新技术有核壳结构粒子设计，辐射乳液聚合等。“核壳粒子结构”属于近二十年发展的“粒子设计”(particle design)这一新概念。由于乳胶粒的结构形态与聚合物的性能也有对应关系。在不改变原料组成，不增加产品成本的前提下，仅仅利用高分子化学，高分子物理，分子设计的原理，改变合成エ艺和聚合条件，有意识有目的地制备出有核壳结构形态的乳胶粒，来赋予乳液聚合物以优异的性能。随着涂料行业的不断发展，树脂的消费量也不断上升，涂料行业是树脂最大的消费市场之一。目前丙烯酸树脂以溶剂型为主，所用有机溶剂易燃、易爆、易挥发、气味大，有毒，使用时造成污染带来公害。很多国家、部门已颁布法令限制挥发性有机化合物(VOC)的使用，树脂从溶剂型到水基型的转变已成必然。普通水性丙烯酸(WPA)由于共聚合成，分子链较长，且支化交联度不够使得其高温发粘，低温变脆，且由于固含不高，所以干燥速度慢、耐水性和耐溶剂性、耐酸碱、耐盐雾性能能欠佳，并且价格不菲，故不能满足防腐涂料的使用要求，必须对其进行改性。聚氨酯乳液具有优异的机械性能和耐化学品，耐候性能，こ烯基羟基磷酸酯具有优异的耐酸碱，耐盐雾性能用聚氨酯和こ烯基羟基磷酸酯改性的丙烯酸酷乳液具有良好的附着力、耐候性，耐化学品，耐老化性，耐腐蚀性能而且低毒、低污染，成为防腐涂料エ业中重要产品之一。传统的核-壳结构丙烯酸乳液是通过核与壳的亲水性与软硬度不同而设计的，成膜后软硬段相互分离。然而丙烯酸酯链段的软化点差异造成分离程度不足或机械性能与耐介质能力偏弱。本专利技术将在结构上采用不同官能团对微晶的影响出发，提高微相分离程度，进而提高树脂成膜后的耐介质与耐化学品性。
技术实现思路
本专利技术g在提供ー种防腐涂料用端羟基水性核-壳型丙烯酸酯乳液的制备方法。所要解决的技术问题是提高防腐涂料的附着力、耐水性和耐盐雾性。本专利技术公开了ー种防腐涂料用端羟基水性核壳乳液及其制备方法，其中端羟基水性防腐用丙烯酸酯乳液为核壳结构，壳层羟基磷酸酯型丙烯酸分子，核层为聚氨酯改性的丙烯酸酷，壳层为羟基磷酸酯作为功能単体合成的丙烯酸酷。所述端羟基防腐丙烯酸酯乳液的固含量为40-50% ;其制备方法是以聚合物多元醇和异氰酸酯为聚合物単体，在こ烯基丙烯酸酯类单体存在条件下合成双键封端的聚氨酯分子，然后与苯こ烯，甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸单体聚合作为核层，再将含有功能単体こ烯基羟基磷酸酯的丙烯酸单体混合物作为种子乳液，在70°C _85°C滴加到核层中。本专利技术可以用于钢材等金属表面的防腐涂层。本专利技术解决技术问题采用如下具体技术方案本专利技术防腐涂料用核-壳型水性端羟基丙烯酸乳液的制备方法按以下步骤操作(I)双键封端直链型聚氨酯乳液的制备将经过脱水处理的低聚物ニ元醇置于反应容器中，然后加入小分子扩链剂A， 5-10min后加入ニ异氰酸酷，于70-85°C反应3_4h ;随后加入亲水扩链剂ニ羟甲基丙酸和助溶剂丙酮，在70-80°C条件下反应O. 5-lh，加入催化剂二月桂酸ニ丁基锡和溶剂丙酮继续反应I. 5-2. 5，最后加入甲基丙烯酸-β-羟丙酯和溶剂丙酮，在60-70°C条件下反应1.5-2. 5h ;反应结束后降温至40°C，加入甲基丙烯酸甲酯降低粘度和三こ胺中和反应2-5min,強烈搅拌下加入去离子水分散成乳液，7_15min后加入小分子扩链剂B和余量去离子水的混合物，45-65°C下熟化l_2h，得到双键封端的直链型聚氨酯乳液；其中各原料按照质量份数构成如下低聚物ニ元醇100-150份；小分子扩链剂A 3-6份；ニ异氰酸酯35_65份；亲水扩链剂ニ羟甲基丙酸6-12份；溶剂丙酮5-10份；甲基丙烯酸-β -羟丙酯4-12份；催化剂ニ月桂酸ニ丁基锡O. 1-0. 2份；降粘剂甲基丙烯酸甲酯25-40份冲和剂三こ胺4. 5-8. 5份；小分子扩链剂B 2-4份；去离子水330-390份；所述聚合物ニ元醇为聚氧化丙烯ニ元醇、聚氧化こ烯ニ元醇、聚己内酯ニ元醇或聚四氢呋喃醚ニ兀醇，数均分子量为400-8000 ；所述小分子扩链剂A为新戊ニ醇、1，4 丁ニ醇中的ー种或几种；所述ニ异氰酸酯为甲苯ニ异氰酸酷、异佛尔酮ニ异氰酸酯中的ー种或几种；所述小分子扩链剂B为水合肼、こニ胺、ニこ烯三胺、こ醇胺中的ー种或几种；(2)核层聚氨酯接枝改性丙烯酸酯聚合物的制备将乳化剤、混合単体A和去离子水加入反应釜中，搅拌至乳化后加热升温至65-75°C，滴加引发剂过硫酸铵，待反应液呈蓝色荧光时开始滴加端こ烯基直链型聚氨酯乳液，I. 5-2. 5h内滴加完毕，保温O. 5-lh得到聚氨酯接枝共聚改性的丙烯酸酯复合乳液；其中各原料按照质量份数构成如下乳化剂2-8份，こ烯基混合单体A100-250份，去离子水150-250份，引发剂过硫酸铵O. 5-1. O份，双键封端直链型聚氨酯乳液10-50份；所述乳化剂为；烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧こ烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、平平加、0P-10中的ー种或几种；所述混合単体A为丙烯酸こ酷、丙烯酸羟こ酷、苯こ烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或几种以及丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯；(3)核-壳型聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液胶黏剂的制备将乳化剤、混合単体B和去离子水混合并搅拌均匀得到壳层预乳化単体，于65-75°C将壳层预乳化単体和引发剂过硫酸铵双滴加到核层聚氨酷-丙烯酸酯复合乳液中，2-3h滴加完毕，升温至80-85°C保温反应2-3h，反应结束后降温至60°C以下，加入己ニ酸ニ酰肼，调PH至7-8后过滤出料；其中各原料按照质量份数构成如下乳化剂3-9份，こ烯基混合单体B100-250份，去离子水150-300份，引发剂过硫酸铵O. 7-1. 2份，核层聚氨酯-丙烯酸酯聚合物乳液100-300份，己ニ酸ニ酰肼3-5份；所述乳化剂为；烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧こ烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、平平加、0P-10中的ー种或几种；所述混合単体B为丙烯酸こ酷、丙烯酸异辛酷、甲基丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸羟こ酷、丙烯腈、苯こ烯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或几种以及端羟基磷酸酯丙烯酸丁酷、 双丙酮丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酷。核-壳技术是在IPN的基础上进行化学接枝改性的新技术，其以ー种或几种聚合物作为种子，进行接枝共聚，在聚合物核壳之间或者壳体之间引入化学键，在分子水平上的強迫互容和协同，使相组织微细化，更好的改善本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防腐涂料用水性端羟基核壳乳液的制备方法，其特征在于按以下步骤操作：(1)双键封端直链型聚氨酯乳液的制备将经过脱水处理的低聚物二元醇置于反应容器中，然后加入小分子扩链剂A和二异氰酸酯，于70？85℃反应3？4h；随后加入亲水扩链剂二羟甲基丙酸和助溶剂丙酮，70？80℃条件下反应0.5？1h，加入催化剂二月桂酸二丁基锡和丙酮继续反应1.5？2.5，最后加入甲基丙烯酸？β？羟丙酯和丙酮，在60？70℃条件下反应1.5？2.5h；反应结束后降温至40℃，加入降粘剂降粘和中和剂中和反应2？5min，强烈搅拌下加入去离子水分散成乳液，7？15min后加入小分子扩链剂B和余量去离子水的混合物，45？65℃下熟化1？2h，得到双键封端的直链型聚氨酯乳液；其中各原料按照质量份数构成如下：低聚物二元醇100？150份；小分子扩链剂A？3？6份；二异氰酸酯35？65份；亲水扩链剂二羟甲基丙酸6？12份；溶剂丙酮5？10份；甲基丙烯酸？β？羟丙酯4？12份；催化剂二月桂酸二丁基锡0.1？0.2份；降粘剂25？40份；中和剂4.5？8.5份；小分子扩链剂B？2？4份；去离子水330？390份；所述小分子扩链剂A为新戊二醇、1，4丁二醇中的一种或几种；所述小分子扩链剂B为水合肼、乙二胺、二乙烯三胺、乙醇胺中的一种或几种；(2)核层聚氨酯接枝改性丙烯酸酯聚合物的制备将乳化剂、混合单体A和去离子水加入反应釜中，搅拌至乳化后加热升温至65？75℃，滴加引发剂过硫酸铵，待反应液呈蓝色荧光时开始滴加端乙烯基直链型聚氨酯乳液，1.5？2.5h内滴加完毕，保温0.5？1h得到聚氨酯接枝共聚改性的丙烯酸酯复合乳液；其中各原料按照质量份数构成如下：？乳化剂2？8份，混合单体A100？250份，去离子水150？250份，引发剂过硫酸铵0.5？1.0份，双键封端直链型聚氨酯乳液1？10份；所述混合单体A为丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或几种以及丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯；(3)核壳聚氨酯？丙烯酸酯复合乳液胶黏剂的制备将乳化剂、混合单体B和去离子水混合并搅拌均匀得到壳层预乳化单体，于65？75℃将壳层预乳化单体和引发剂过硫酸铵双滴加到核层聚氨酯？丙烯酸酯复合乳液中，2？3h内滴加完毕，升温至80？85℃保温反应2？3h，反应结束后降温至60℃以下，加入己二酸二酰肼，调pH至7？8后过滤出料；其中各原料按照质量份数构成如下：乳化剂3？9份，混合单体B100？250份，去离子水150？300份，引发剂过硫酸铵0.7？1.2份，核层聚氨酯？丙烯酸酯聚合物乳液100？300份，己二酸二酰肼3？5份；所述混合单体B为丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸？β？羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或几种以及乙烯基羟基磷酸酯、丙烯酸丁酯、双丙酮丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯。...
【技术特征摘要】
1.一种防腐涂料用水性端羟基核壳乳液的制备方法，其特征在于按以下步骤操作 (1)双键封端直链型聚氨酯乳液的制备 将经过脱水处理的低聚物二元醇置于反应容器中，然后加入小分子扩链剂A和二异氰酸酯，于70-85°C反应3-4h ;随后加入亲水扩链剂二羟甲基丙酸和助溶剂丙酮，70-80°C条件下反应O. 5-lh，加入催化剂二月桂酸二丁基锡和丙酮继续反应I. 5-2. 5，最后加入甲基丙烯酸-β-羟丙酯和丙酮，在60-70°C条件下反应I. 5-2. 5h ;反应结束后降温至40°C，力口入降粘剂降粘和中和剂中和反应2-5min，强烈搅拌下加入去离子水分散成乳液，7-15min后加入小分子扩链剂B和余量去离子水的混合物，45-65°C下熟化l_2h，得到双键封端的直链型聚氨酯乳液； 其中各原料按照质量份数构成如下 低聚物二元醇100-150份；小分子扩链剂A 3-6份；二异氰酸酯35-65份；亲水扩链剂二羟甲基丙酸6-12份；溶剂丙酮5-10份；甲基丙烯酸-β -羟丙酯4-12份；催化剂二月桂酸二丁基锡O. 1-0. 2份；降粘剂25-40份；中和剂4. 5-8. 5份；小分子扩链剂B 2-4份；去离子水330-390份； 所述小分子扩链剂A为新戊二醇、1，4 丁二醇中的一种或几种； 所述小分子扩链剂B为水合肼、乙二胺、二乙烯三胺、乙醇胺中的一种或几种； (2)核层聚氨酯接枝改性丙烯酸酯聚合物的制备 将乳化剂、混合单体A和去离子水加入反应釜中，搅拌至乳化后加热升温至65-75°C，滴加引发剂过硫酸铵，待反应液呈蓝色荧光时开始滴加端乙烯基直链型聚氨酯乳液，I.5-2. 5h内滴加完毕，保温O. 5-lh得到聚氨酯接枝共聚改性的丙烯酸酯复合乳液； 其中各原料按照质量份数构成如下 乳化剂2-8份，混合单体A100-250份，去离子水150-250份，引发剂过硫酸铵O. 5-1. O份，双键封端直链型聚氨酯乳液1-10份； 所述混合单体A为丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或几种以及丙烯酸丁...
【专利技术属性】
技术研发人员：周铭，钟涛，王维，陈群，
申请(专利权)人：江苏荣昌新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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