高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种调湿涂料用高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物，它是以丙烯酸酯为共聚单体，以不饱和烃基酸、羟基丙烯酸酯为吸水性功能单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯为交联单体，经过共聚反应得到共聚物乳液，该乳液具有高吸水性、很好的致密性和热稳性。该共聚物乳液与无机多孔高分子填料复合制得的室内调湿涂料，具有良好的通透性、吸水性和调湿性，同时还可防止墙体因各种渗漏、凝结水而造成的涂膜脱落，使涂膜更加持久耐用，具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子
，涉及一种环氧基丙烯酸酯共聚物及其制备方法，尤其涉及一种高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物及其制备；本专利技术同时还涉及以该高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物作为成膜物在制备室内调湿涂料中的应用。
技术介绍
随着科技的发展和人民生活水平的提高，涂料正在从单纯的保护性、装饰性作用朝着专业化、功能化及智能化方向发展。此外，室内环境的安全性、舒适性一直是人们所追求的目标，其中空气的相对湿度是一个与人们生活生产密切相关的重要参数，当室内的相对湿度过高或过低时，都会影响到人类正常的生产生活，并且最适宜的相对湿度在40飞0%之间。目前，制备智能涂料的方法主要 是从聚合物膜、颜填料及制作工艺等方面入手。将改性丙烯酸酯乳液与多孔多层填料复合制备出一类既能起到保护装饰作用又能够自动调节室内湿度的新型调湿涂料。当环境湿度较高或涂层遇水时，涂层吸水，降低室内的相对湿度；当湿度低时，再将吸入的水释放出来，提高室内的湿度，如此反复，调节空气湿度。对于调湿涂料而言，吸水容量和吸水速度是衡量其调湿效果的两个重要依据，因此单纯的添加多孔无机矿物并不能制备得到高性能的调湿材料。让成膜物也具有一定的吸水性，然后再与多孔填料复合，这样制备得到的涂料不但具有无机矿物吸水快的特点，而且具有高分子材料吸水容量大的优点。为了增强成膜物的吸水性，提高成膜物中亲水基团的含量是最有效的方法。中国专利CN201010298914.2公开了低分子量带有羧基的聚丙烯酸酯丙烯酸酯的制备方法，是缩合反应将甲基丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸羟乙酯引入聚合物链中，而主要用于制备紫外光固化聚合物。而本专利技术是直接通过共聚反应将单体甲基丙烯酸缩水甘油酯和含羟基丙烯酸酯引入聚合物链中。中国专利CN200810187001.6公开了一种无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂，由甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺等单体聚合而成。CN200810017742.X提供了一种具有亲水性和亲油性的两亲聚合物树脂，由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺，己二酰肼等单体聚合而成。CN200810187002.0提供了一种乳液型两亲聚合物树脂，由不饱和烃基酸、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺等单体聚合而成。CN200810187003.5提供了一种无皂乳液型两亲聚合物树脂，由不饱和烃基酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺等单体聚合而成。CN201010233081.1提供了一种马铃薯接枝乳液，是由马铃薯淀粉、不饱和烃基酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺等单体接枝聚合而成。以上述各聚合物树脂为涂料主要成膜物，结合各类无机高分子填料，制备的涂料集装饰性、调湿性、通透性、保温、防结露、耐水耐碱、抗菌等为一体，作为内墙调试涂料具有很好的应用前景。但是，这些聚合物树脂的配方及制备工艺比较复杂，而且其成膜性、吸水性及热稳定性不够理想。利用含环氧基的单体丙烯酸酯中的活性基团，通过发生开环反应使丙烯酸酯线型分子链形成三维网状结构对丙烯酸酯自交联改性，不但可以提高乳液膜的亲水性，而且制备得到的乳液膜和涂膜的附着力也会随羟基含量的增大而提高。甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)环氧基及不饱和双键都具有较高的反应活性，将其应用于对丙烯酸酯乳液的改性，可以提高涂料的耐候性和成膜性能。除此之外，利用无皂乳液聚合技术制得的乳胶粒子较“清洁”，己成为乳液聚合技术发展的一个新亮点，因而具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物； 本专利技术的另一目的是提供一种上述高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物的制备方法; 本专利技术的目的之三，是以上述高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物作为成膜物用于制备室内调湿涂料。(一)高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物 本专利技术的高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物，是以丙烯酸酯为共聚单体，以不饱和烃基酸、羟基丙烯酸酯为吸水性功能单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯为交联单体，经过自交联共聚反应而得。具体原料配比和制备工艺如下: 原料配比:以重量份计 甲基丙烯酸甲酯广50份，丙烯酸丁酯f 50份，不饱和烃基酸f 30份，含羟基丙烯酸酯Γ30份，甲基丙烯酸缩水甘油酯1 30份，中和剂1 10份，引发剂1 10份，去离子水1 50份； 制备工艺:在反应器中加入去离子水、中和剂及5 20%的单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、不饱和烃基酸、含羟基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯，于2(T50°C下搅拌预乳化2(Tl00min;升温至65、0°C，然后将剩余的单体及引发剂滴加到反应器中，搅拌下聚合反应f5h，得到蓝相白色高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物乳液，用100目筛子过滤，包装，既得无皂型高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物。为了进一步提高共聚物乳液的稳定性，原料中还包括由离子型乳化剂和非离子乳化剂复配而成的复合乳化剂f 10份；在制备工艺中，复合乳化剂与去离子水同时加入到反应器中。最终得到的共聚物为普通型高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物。所述复合乳化剂中，非离子型乳化剂为0P-10或Tween-20，离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠，且非离子型乳化剂与离子乳化剂的质量比为1:广1:8。所述含羟基丙烯酸酯为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯中的一种；所述不饱和烃基酸采用甲基丙烯酸、丙烯酸、富马酸中的至少一种；所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；所述中和剂为碳酸氢钠。(二)高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物的性能测试1、基本性能测试:从容器中取出少量乳液，将乳液涂刷在洁净的玻璃板和镀锌铁板上，按GB1727-92漆膜一般制备法制备检测样板，在GB9278-88中规定的标准条件下放置2d，测定膜性能。基本性能测试结果见表I ;共聚物漆膜的基本性能测试结果见表2。表1:乳液基本性能检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物，是由以下原料和工艺制备而成：原料配比：以重量份计甲基丙烯酸甲酯1～50份，丙烯酸丁酯1～50份，不饱和烃基酸1～30份，含羟基丙烯酸酯1～30份，甲基丙烯酸缩水甘油酯1～30份，中和剂1～10份，引发剂1～10份，去离子水1～50份；制备工艺：在反应器中加入去离子水、中和剂及5～20%的单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、不饱和烃基酸、含羟基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯，于20～50℃下搅拌预乳化20～100min；升温至65～90℃，然后将剩余的单体及引发剂滴加到反应器中，搅拌下聚合反应1～5h，得到蓝相白色高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物乳液，用100目筛子过滤，包装，既得高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物。

【技术特征摘要】
1.高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物，是由以下原料和工艺制备而成: 原料配比:以重量份计 甲基丙烯酸甲酯I 50份，丙烯酸丁酯I 50份，不饱和烃基酸I 30份，含羟基丙烯酸酯I 30份，甲基丙烯酸缩水甘油酯I 30份，中和剂I 10份，引发剂I 10份，去尚子水I 50份； 制备工艺:在反应器中加入去离子水、中和剂及5 20%的单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、不饱和烃基酸、含羟基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯，于20 50°C下搅拌预乳化20 IOOmin ;升温至65 90°C，然后将剩余的单体及引发剂滴加到反应器中，搅拌下聚合反应I 5h，得到蓝相白色高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物乳液，用100目筛子过滤，包装，既得高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物。2.如权利要求1所述高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物，其特征在于:原料中还包括由离子型乳化剂和非离子乳化剂复配而成的复合乳化剂I 10份；在制备工艺中，复合乳化剂与去离子水同时加入到反应器中。3.如权利要求2所述高吸 水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物，其特征在于:所述复合乳化剂中，非离子型乳化剂为OP-10或Tween-20，离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠，且非离子型乳化剂与离子乳化剂的质量比为1:1 1:8。4.如权利要求1 3所述高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物，其特征在于:所述含羟基丙烯酸酯为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸-羟丙酯中的一种。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣民，王晓雯，朱永峰，何玉凤，吴战民，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：