[发明专利]一种含磺酸盐的聚丙烯酸酯水分散体及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种含磺酸盐的聚丙烯酸酯水分散体及其制备方法与应用，该方法为先将所有丙烯酸单体与链转移剂混合制备混合液I，将乙烯基磺酸盐单体、引发剂与有机溶剂溶解配制成混合液II，向反应釜内加入10‑30％混合物I和10‑20％混合物II，搅拌升温至80‑95℃反应，加入剩余混合物I和混合液II，保温、中和与乳化得到含磺酸盐的聚丙烯酸酯水分散体；将该水分散体与水性固化剂混配制膜，其干燥漆膜的水接触角低于40°，光泽度大于98°，硬度达2H，亲水性强、耐水性好、光泽度高、硬度高及附着力好，可用于塑料镜片、汽车挡风玻璃等的涂装保护，具有透明度高、防雾及易清洁作用。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯酸酯水分散体，特别涉及一种含磺酸盐的聚丙烯酸酯水分散体及其制备方法与在塑料用亲水涂料中的应用，属于精细化工合成领域。

背景技术

随着生活水平的不断提高，提高透明材料如塑料镜片、汽车挡风玻璃等的防雾性能，减少因雾化而带来的不便成为了普遍需求，亲水涂料作为突出的防雾材料越发引起重视。亲水性防雾涂料通过改善基材表面的润湿性，使水滴可以快速均匀铺展在基材表面，降低基材表面的静态水接触角；当某表面与水分的接触角小于40°时，一般会被认为具有亲水性防雾能力；接触角在此范围内，虽然仍存在冷凝作用，但表面依然可保持光学透明。

亲水性防雾材料主要包括亲水性表面活性剂、无机亲水防雾材料、有机/无机杂合型亲水防雾涂料、有机聚合物亲水防雾涂料；其中亲水性表面活性剂虽然成本低，但组分为小分子而使得其使用寿命短，不耐擦拭；无机亲水防雾材料常常需要高温固化，固化温度在150℃以上，不适用于塑料基材；有机/无机杂合型亲水涂料贮存稳定性和透明性难以达到要求。有机聚合物亲水防雾涂料具有明显的优势，其防雾效果好，亲水性能由极性亲水基团如羟基、羧基等提供；目前有机亲水涂料仍存在涂膜亲水但不耐水，亲水性保持时间不长，多数涂膜需要高温(100℃)以上固化，难以在塑料表面应用。

中国发明专利申请201410429192.8公开了一种水性丙烯酸防雾涂料及其制备方法，该防雾涂料由对基材有优异附着力的底层涂料和亲水性的面层涂料组成，底漆和面漆皆为聚丙烯酸酯乳液，二层涂料虽能提高涂膜的附着力，但涂膜层透明性下降，而且二层涂膜增加施工成本；中国发明专利申请201410087145.X公开了一种超亲水有机硅涂料的制备方法，该方法需要高温(120℃)固化，不适用于透明塑料表面。

发明内容

本发明目的之一是克服现有技术存在的问题，提供一种含磺酸盐的聚丙烯酸酯水分散体及其制备方法；所制得的含磺酸盐聚丙烯酸酯水分散体制备的涂膜具有透明度高、光泽度高、亲水性佳、耐水性好、涂膜亲水保持时间长等优点。

本发明的目的之二是提供上述含磺酸盐的聚丙烯酸酯水分散体在塑料用亲水涂料中应用。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种含磺酸盐的聚丙烯酸酯水分散体的制备方法，包括以下步骤：

(1)含磺酸盐的聚丙烯酸酯的制备：将所有丙烯酸单体与链转移剂混合制备混合液I，将乙烯基磺酸盐单体、引发剂与有机溶剂溶解配制成混合液II，向反应釜内加入10-30％混合物I和10-20％混合物II，搅拌升温至80-95℃反应30-60min，将剩余混合物I和混合液II分别在4-6h内加入到反应釜中，然后保温0.5-2h，降温至40-70℃以下，加入中和剂中和，得到含磺酸盐的聚丙烯酸酯；

(2)水分散体的制备：加入所述含磺酸盐的聚丙烯酸酯质量的1-3倍水乳化至固体含量为20-40％，得到含磺酸盐的聚丙烯酸酯水分散体；

所述丙烯酸单体由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、含羟基丙烯酸单体和含羧酸的丙烯酸单体组成；

所述的甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或多种；