[发明专利]丙烯酸酯乳液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种丙烯酸酯乳液及其制备方法，其中，丙烯酸酯乳液由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成，其乳胶粒为“核层‑中间层‑壳层”结构，乳胶粒的核层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯，乳胶粒的中间层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体，乳胶粒的壳层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯。丙烯酸酯乳液各层的单体原料中皆含有甲基丙烯酸烷基酯，可使各层之间的相容性较好；核层作为基体层以助于形成均匀的乳胶粒，中间层由于‑COOH基团的存在从而于中间层形成高极性且Tg较高的高分子长链而改善乳胶粒的力学性能，壳层作为防护层以防止中间层的具有亲水性的羧酸类单体与溶剂接触而从乳胶粒中逸出。

技术领域

本发明涉及丙烯酸酯乳液领域，尤其涉及一种新型的丙烯酸酯乳液及其制备方法。

背景技术

目前丙烯酸酯乳液主要作为涂料应用于建筑防水或者木器漆，或作为水性油墨而使用，而且丙烯酸酯乳液经常会在不同的温度下进行运输、储存及使用。但是以水为溶剂的丙烯酸酯乳液，在低于-10℃乃至-5℃下放置就会冻结破乳，失去使用价值，尤其是北方严寒地区，不仅给生产运输和应用带来困难，且产生了一系列不必要的成本，因此安定性及冻融稳定性此时就显得非常重要。由于丙烯酸酯乳液自身特性，其储存安定性、耐热性一般较好，乳液在35℃以内可以长期保存，但是冻融性较差。

现有的丙烯酸酯乳液改善其冻融性的方法主要有以下三种：

1、使用可聚合型乳化剂制成丙烯酸酯乳液，该方法利用可聚合型乳化剂可以通过化学键连接到聚合物粒子上，其稳定的连接方式稳定抑制了低温环境中乳胶粒子发生凝聚，因而所得产品具有耐高温、耐低温的性能，但缺点是可聚合乳化剂的价格昂贵，且防冻能力不佳。

2、在丙烯酸酯乳液中外添加防冻剂，如丙二醇等。但是丙二醇已被国家列入VOC中，且用量低于5％时效果较差，也对丙烯酸酯乳液所制得的树脂薄膜强度造成影响。

3、在丙烯酸酯乳液制成阶段加入能够改善乳液冻融性的高分子保护胶体，但目前较难寻找到价格合适，且不影响乳液其它物性的保护胶体。

基于此，有必要提供一种低温冻融性好的丙烯酸酯乳液或其制备方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种新型的丙烯酸酯乳液及其制备方法，其丙烯酸酯乳液具有较佳的低温冻融性。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种丙烯酸酯乳液，由甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体聚合而成，其乳胶粒为“核层-中间层-壳层”结构，所述乳胶粒的核层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯，所述乳胶粒的中间层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯和羧酸类单体，所述乳胶粒的壳层的单体原料为甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯。

本申请的丙烯酸酯乳液的乳胶粒各层中采用的单体原料皆不相同，因而可形成“核层-中间层-壳层”三层结构，各层的单体原料中皆含有甲基丙烯酸烷基酯，可使各层之间的相容性较好；核层作为基体层以助于形成均匀的乳胶粒，中间层中通过羧酸类单体对于甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯进行改性聚合，由于-COOH基团的存在从而于中间层形成高极性且Tg较高的高分子长链而改善乳胶粒的力学性能，而使制得的丙烯酸酯乳液具有优异的低温冻融性，壳层作为防护层以防止中间层的具有亲水性的羧酸类单体与溶剂接触而从乳胶粒中逸出，同时羧酸类单体中-COOH基团往壳层伸出的触角也促进了丙烯酸酯乳液中的碱性物质渗入壳层，从而防止了乳胶粒之间的凝聚而进一步提高了丙烯酸酯乳液的低温抗冻性。