[发明专利]一种丙烯酸乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种丙烯酸乳液及其制备方法和应用，属于高分子合成及涂料领域。本发明通过分别滴加核壳部分单体的聚合方式，先交联核部分的高聚物，再让壳部分的聚合包裹核部分，形成多重核壳结构的方法，并在壳部分采用特殊的高触变性功能单体可以使得制备的乳液作为水性金属闪光漆时，其中的金属铝粉很好地排列，形成高的金属闪光指数，且乳液树脂具有高的触变性和抗流挂性能。

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸乳液及其制备方法和应用，属于高分子合成及涂料领域。

背景技术

目前国内市场的金属闪光漆多为溶剂型树脂，含有大量的有机溶剂，会污染环境，不符合未来国家环保降低VOC的规划。此外，有机溶剂也危害涂料从业人员的健康，并存在易燃易爆的风险。随着环保意识的加强，人们开发环保型产品的需求更加强烈。

当前的水性金属闪光漆主要分为两大类：水性丙烯酸酯闪光漆和水性聚氨酯金属闪光漆。水性金属闪光漆树脂以水作为溶剂，很大程度地降低VOC，具有安全环保，无毒，不易燃的优点。水性金属闪光漆的基体树脂具有一定程度的假塑性，与溶剂型涂料相比具有更好的抗流挂性和金属闪光效应。然而水性聚氨酯由于价格较水性丙烯酸树脂更昂贵，增加了下游的使用成本。国外大公司较少报道及量产水性丙烯酸树脂乳液，并将其应用于金属闪光漆。国内公司的生产技术目前处于开发研究阶段，成熟产品报道较少。

专利文献CN104629605A公开了一种汽车用单组分水性金属闪光漆及其制备方法。所述金属闪光漆使用的树脂是聚氨酯改性丙烯酸树脂。该产品由于含有聚氨酯因而价格昂贵，且其含有重金属催化剂，容易对人的身体造成伤害。

专利文献CN104926997A公开了一种水性金属闪光漆用树脂的制备方法。所述方法采用溶液聚合法，加入醋酸丁酸纤维素CAB改善丙烯酸树脂的抗流挂性能和金属闪光性能。但是溶液聚合法使用大量可挥发的有机溶剂，且由油性体系转换为水性体系时使得体系的酸价过高，防腐性能会降低，也会造成易与铝粉表面反应产生铝粉漆光泽、白度等性能的下降。

专利文献CN1405246A公开了一种无皂核壳乳液的合成，所述乳液固含量较高。用所述乳液制备金属漆时使用的原料为钛白粉。但该方法制备的乳液并不能对铝粉等金属产生很好的应用效果。而铝粉漆比钛白粉更难分散，更容易沉降，容易导致涂料分层且涂膜厚度不均匀，造成光泽下降。

专利文献CN103333575A公开了一种水性汽车金属闪光漆涂料及其制备工艺。所述金属闪光漆使用的涂料树脂是水性丙烯酸聚氨酯分散体，其价格较高，附着力不好。

专利文献CN102351982A公开了乙酰乙酰氧基官能团改性水性丙烯酸乳液用于金属闪光漆涂料。所述乳液为单层核壳乳液结构，其抗流挂性能和假塑性能仍有待进一步改善。

因此有必要开发出综合性能优异(例如漆膜外观、硬度、闪光指数、耐冲击、储存稳定性、触变能力及抗流挂性等方面)的金属闪光漆。

发明内容

为改善上述问题，本发明首先提供一种丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：

1)将0.2-1质量份乳化剂和350-400质量份的水混合后加热搅拌形成乳化剂溶液；

2)将0.05-0.15质量份乳化剂，2.7-10质量份水，6-21质量份丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯类单体混合形成预乳化液后，与0.3-1质量份引发剂和5-15质量份水配成的引发剂溶液一起加入到步骤1)的乳化剂溶液中进行反应，形成种子乳液；

3)将0.6-1.5质量份乳化剂，90-110质量份水，85-105质量份丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯类单体及0.5-8质量份含有两个以上的不饱和双键官能团的单体混合形成预乳化液A；将预乳化液A加入上述种子乳液中进行反应合成第一硬核乳液；