[发明专利]一种长链不饱和脂肪酸改性的丙烯酸酯乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸酯乳液及其制备方法特别涉及一种长链不饱和脂肪酸改性的丙烯酸酯乳液及其制备方法。

背景技术

丙烯酸酯乳液因其综合性能较为优异，价格也占有一定的优势而广泛应用于涂料、胶黏剂等领域，但自身也具有一定的局限性，如耐水性不佳、硬度较低等。以往的研究者针对这些不足对丙烯酸酯乳液的合成方法、工艺参数、性能改善及应用进行研究，且目前主要采用改性的方法来提高其性能，包括有机硅改性、纳米粒子改性、交联改性、聚氨酯改性等等，且都已取得了一定的成果。公开号CN 102649835 A公开了一种有机无机杂化高硅含量丙烯酸酯乳液及其制备方法。该方法将经硅烷偶联剂改性的碱性硅溶胶与含羟基的亲水性单体进行偶联，再以反应性乳化剂、阴离子型乳化剂、非离子型乳化剂相结合作为乳化体系，与丙烯酸酯单体进行原位聚合，制得乳液外观良好、储存稳定性高、表面能低、吸水率低的胶黏剂。但其制备工艺相对较为复杂，硅烷偶联剂成本相对较高，而且，经其它改性剂改性的丙烯酸酯乳液还存在稳定性、相容性不佳等问题，所以寻找相对廉价的、性能优异的改性剂是研究的重点和难点。

由于环境问题日益突出，很多学者在社会发展与环境保护二者之间寻找平衡点，在不断改善聚合物的各种性能的同时，研究与发展具可再生性、降解性能、更环保的聚合物，提高生物资源的利用率。天然的植物油作为一种来源广泛的可再生资源，是一种用于改善聚合物性能的理想材料，已有相关专利公开了不同种类的植物油应用于醇酸树脂、聚氨酯树脂等的制备当中。如公开号CN 102796228 A公开了一种丙烯酸改性水性妥尔油醇酸树脂乳液的制备方法。其主要过程包括聚氨酯中间体的制备，后将其与植物油脂肪酸、多元醇、多元酸反应，加入一定量的去离子水制备得到醇酸树脂水分散体；最后将其与丙烯酸酯类单体反应，制得丙烯酸酯改性的水性醇酸树脂。产物不含乳化剂、粘度低、储存稳定性好，其涂膜干燥快、硬度高，具有优良的机械性能和防腐蚀性能。又如公开号CN 102234371 A公开了基于天然植物油的聚合物体系、乳液及其合成方法和应用，该发明采用活性单体或活性单体的低聚物对聚天然植物油进行改性制得聚合物体系，其中活性单体为丙烯酸酯类单体、有机硅类单体、氟碳类单体及可自乳化性单体的一种或多种，活性单体的低聚物为聚氨酯类低聚物，接着以该聚合物体系为主要原料合成乳液，并涉及其合成方法和应用。该发明对寻找石油替代品、减少对石油资源的依赖以及环保具有重要的意义。还有专利利用植物油来改性丙烯酸酯乳液，公开号CN 102010477 A公开了一种低吸水率不饱和长链脂肪酸酯改性丙烯酸酯乳液及其制备方法，该方法采用不饱和长链脂肪酸醇酯和(甲基)丙烯酸酯反应合成具有低吸水率的丙烯酸酯乳液，不饱和长链脂肪酸醇酯的使用量为9％-60％。此合成方法不使用价格相对较高的含氟烷酯和有机硅，也不使用固体微粒子，可以减少能耗和对环境的污染，但不饱和长链脂肪酸醇酯的使用量较多，影响产物的稳定性。

发明内容

本发明的目的是：针对现有丙烯酸酯乳液存在的耐水性、硬度、附着力不佳的缺陷，提出一种长链不饱和脂肪酸改性的丙烯酸酯乳液及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种长链不饱和脂肪酸改性的丙烯酸酯乳液，具有如下组分，各组分质量份数配比如下：

丙烯酸酯类软单体：38-65；优选38、40、44、55、60

丙烯酸酯类硬单体：15-42；优选20、25、36、40、42

长链不饱和脂肪酸：0.4-4.8；优选0.8、1.2、1.6

引发剂：0.16-0.48；优选0.24、0.4

乳化剂：0.8-4；优选2.4

碳酸氢钠：0.16-0.48；优选0.4

水：115-125。优选120

上述的长链不饱和脂肪酸改性的丙烯酸酯乳液，优选各组分质量份数配比如下：

丙烯酸酯类软单体：40；

丙烯酸酯类硬单体：40；

长链不饱和脂肪酸：0.8；

引发剂：0.4；

乳化剂：2.4；

碳酸氢钠：0.4；

水：120。

此配方情况下，反应转化率最高、丙烯酸酯乳液涂膜的吸水率最小，硬度和附着力最优异。

本发明配方所使用的长链不饱和脂肪酸的使用量少，是由于长链不饱和脂肪酸的加入会使得乳液粘度增大，单体与自由基的扩散受阻，使得乳液转化率下降，最终影响乳液及其涂膜性能，实际制备中长链不饱和脂肪酸的使用量不能过大。