[发明专利]二聚酸改性丙烯酸酯耐水微乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性丙烯酸酯共聚物乳液及其制备方法。

技术背景

目前报道的微乳液聚合体系中，单体含量都很低(<10％)，同时乳化剂的浓度较高(>10％)，乳化剂含量太高则聚合物乳液耐水性低，而固含量太低的乳液胶膜的丰满度不能满足要求。即使是用微乳液聚合法制备纳米材料，也由于乳化剂含量太高，致使后处理工作量加大，这些缺点限制了微乳液聚合在工业上的应用。

普通乳液的耐水性大多不好，苯丙微乳液吸水率在13.25％(张丹年，唐宏科，聚苯丙微乳液的结构表征。环境友好型淙料与涂装专刊，2008，11(11)：18-20)，纯丙乳液耐水性好，但其吸水率也有7.9％(李晓洁，赵如松，慕朝，涂料用纯丙乳液的性能研究。精细石油化工，2006，1(1)：33-36)。硅丙乳液中含有低表面能的有机硅基团，并且C-Si的键能大于C-C键，耐水性有很大提高，但成本高且硅丙乳液中有机硅含量过高会造成乳液稳定性的下降，对其改性结果有一定的影响(甘孟渝，岳恩，洪建兵，硅丙微乳液的合成及性能研究。涂料工业，2008，2(2)：8-10)。

本发明产品以二聚酸改性纯丙乳液，制备二聚酸的原料廉价易得，为非石油基可再生化工原料。我国二聚酸资源丰富，每年约生产十万吨二聚酸，且产量每年以10％左右的增速增长。高纯二聚酸(二聚酸含量>90％)是化工行业的重要中间体，是合成聚酰胺树脂的重要原料，广泛应用于油墨、涂料、热熔添加剂、功能涂料以及工程材料等领域。目前我国自主开发应用二聚酸的能力较弱，二聚酸主要供出口。因此寻找二聚酸的新用途，是十分必要的。

上述乳液的吸水率比较(资料来源：来源于文献)如下表：

 

硅丙微乳液苯丙微乳液纯丙乳液本发明产品吸水率/％5.0713.257.93.68

发明内容

本发明目的是为了解决上述问题，提供一种高固含量高耐水性的丙烯酸酯微乳液，在保证涂膜具有一定的力学强度基础上提高涂膜的耐水性；

一种二聚酸改性丙烯酸酯耐水微乳液，其特征是，它的分子结构中含有二聚酸双键打开后的残基；采用二聚酸作为反应单体之一，，其单体组成为：

——(甲基)丙烯酸烷基酯，用量为单体总质量的75～85％；

——丙烯酸羟基酯，用量为单体总质量的3～10％；

——二聚酸，用量为单体总质量的4～15％；

本发明采用半连续饥饿加料工艺，由种子乳液聚合方法得到，其更具体的步骤为：

(1)种子乳液制备：称取全部乳化剂，加入去离子水，全部的二聚酸，丙烯酸酯单体混合物的5-30％，升温至68～75℃，在搅拌的情况下在10-30min内加入预先配好的引发剂溶液的20～50％，得到种子乳液。全程通氩气。

(2)耐水乳液制备：在75～90℃常压下向种子乳液中缓慢滴加剩余单体混合液和剩余的引发剂溶液，3-5小时内滴完，升温至85～95℃保温熟化1-2小时，待单体转化率达98％以上时，降温，调节产品的pH值为8-9，冷却至室温，过滤出料，得到半透明带蓝相的改性耐水乳液。