[发明专利]一种环氧树脂改性的丙烯酸酯乳液及其合成方法

说明书

本发明公开了一种环氧树脂改性的丙烯酸酯乳液及其合成方法。该乳液在耐寒性、耐热性、耐候性、粘接性、拉伸强度和韧性方面有了很大的提高，将制备出的该产品进行力学性能测试发现，拉伸强度能够达到0.98MPa，断裂伸长率为430％；本发明所用的原料以环氧树脂EP‑51作为改性剂，以MMA、St作为硬单体、BA作为软单体、AA为功能单体、OP‑10/SDS复合乳化剂、APS为引发剂、以去离子水作为溶剂进行自由基接枝反应合成了环氧树脂改性丙烯酸酯聚合物乳液。与现有技术改性丙烯酸乳液的方法相比，本方法反应条件温和，且操作方法简单，不需要特殊仪器，耗时少。

【技术领域】

本发明属于胶粘剂技术领域，涉及一种环氧树脂改性的丙烯酸酯乳液及其合成方法。

【背景技术】

在胶粘剂的开发过程中，丙烯酸系乳液以水为分散介质，符合环保要求，价格低廉且工艺成熟简单。但是由于丙烯酸酯乳液的主要组成为线性结构，导致产品在高温时容易变粘，低温时又容易变脆、缺乏弹性，涂膜硬度较低、成膜温度较高，这些不足降低了它的应用价值和使用范围，因此改善丙烯酸酯乳液的不足，扩大丙烯酸脂的适用范围成为目前主要的研究重点。

环氧树脂分子结构中含有环氧基、羟基、醚键等活性基团，因此具有突出的热稳定性、力学性能、耐腐蚀性、低收缩率、易加工成型等优点。现有技术中利用环氧树脂改性丙烯酸酯，得到的复合乳液，可以综合环氧树脂和丙烯酸酯两者的优点，即能够克服丙烯酸树脂的缺陷，扩大丙烯酸树脂的使用范围，并且选用的溶剂是去离子水，相对于有机溶剂，VOC含量低，又符合现代绿色化学的要求；但是现有的通过环氧树脂改性丙烯酸脂的转化率通常在70-80％之间，并且其拉伸强度低，韧性差，易断裂，脆性高；另一方面，现有技术制备出被改性后的丙烯酸酯，因受到稳定性的限制，目前研究、应用的实例较少；而现有聚氨酯对丙烯酸酯乳液进行改性的研究，但其制备工艺与环氧树脂改性制备工艺大不同，不能作为参照对象。所以进一步研究并优化一种环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，以扩大丙烯酸酯乳液的使用范围是很有必要的。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种环氧树脂改性的丙烯酸酯乳液及其合成方法，其改性后的丙烯酸酯在拉伸强度，韧性和断裂断裂伸长率方面有了很大的提高，使其应用更加广泛。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种环氧树脂改性的丙烯酸酯乳液，所述丙烯酸酯的化学结构式为：

所述丙烯酸酯乳液由改性剂环氧树脂EP-51、硬单体甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯、软单体丙烯酸丁酯、功能单体丙烯酸、以及辛烷基苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠组成的复合乳化剂共同制备而成。

一种环氧树脂改性的丙烯酸酯乳液合成方法，包括以下步骤：

混合甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、N-羟甲基丙烯酰胺、环氧树脂和去离子水形成反应体系A，升温并预乳化反应体系A，形成预乳化液；将预乳化液分为第一部分和第二部分，加热升温第一部分至预乳化液出现蓝色莹光时，将第二部分和引发剂共同加入至第一部分中，形成反应体系B；保温熟化反应体系B，冷却后调整pH值，过滤制得环氧树脂改性的丙烯酸酯乳液。

本发明的进一步改进在于：

优选的，甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、N-羟甲基丙烯酰胺、环氧树脂和去离子水的比例为(3-5)g:(0-3)g:(5-8)g:(1-4)g:(0.4-0.6)g:(0.2-0.4)g:(0.2-0.5)g:(2-5)g:(14-17)mL。

优选的，将反应体系A升温至40-60℃，预乳化30-60min，形成预乳化液。

优选的，第一部分占预乳化液体积的35-65％。