[发明专利]用于金属表面的高附着力水性偏氯乙烯共聚乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于金属表面的高附着力水性偏氯乙烯共聚乳液及其制备方法，先将偏氯乙烯、丙烯酸酯、乳化剂和水充分搅拌形成预乳化液，再将部分预乳化液和功能单体加入反应器中，采用氧化还原体系引发聚合反应，恒温反应一段时间后，再向反应器中一次性加入剩余预乳化液，继续反应制得乳液状树脂。本发明的乳液储存稳定性好、粒径均匀，树脂在金属表面附着力极强，有较好的阻隔性能和耐腐蚀性，可作为金属基材防腐涂料用基体树脂。

技术领域

本发明涉及共聚乳液涂料，尤其是涉及一种用于金属表面的高附着力水性偏氯乙烯共聚乳液及其制备方法。

背景技术

以偏氯乙烯(VDC)为主要单体合成的共聚乳液是一种具有优异阻隔性能的涂料基体树脂，在国内外已形成系列化商业产品。将偏氯乙烯共聚乳液与功能助剂、颜填料共同分散可制得水性偏氯乙烯涂料，该类涂料具有良好的防潮、耐磨、耐油、耐化学品侵蚀和阻燃等性能，但其在金属基材上附着力不佳，漆膜容易大面积整体脱落，这严重制约了偏氯乙烯树脂在金属防腐涂料领域的应用。

采用偏氯乙烯与丙烯酸酯等单体共聚制备偏氯乙烯共聚乳液，可提高树脂在金属表面的附着力，但共聚单体的引入导致涂层致密性降低，阻隔性能下降。向水性偏氯乙烯涂料中外加附着力增强树脂能在一定程度上提高涂层附着力，但偏氯乙烯树脂结晶性强，与普通附着力增强树脂相容性差，漆膜成膜过程中偏氯乙烯树脂易与外加树脂发生相分离，导致涂层附着力下降。因此，急需开发一种在金属表面具有优异附着性能的水性偏氯乙烯树脂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于金属表面的高附着力水性偏氯乙烯共聚乳液及其制备方法，以本发明技术方案制备的偏氯乙烯共聚乳液为基体树脂制备水性涂料，涂层具有优异的附着力和耐腐蚀性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于金属表面的高附着力水性偏氯乙烯共聚乳液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将偏氯乙烯、丙烯酸丁酯、乳化剂和水加入预乳化釜中，在冰浴条件下搅拌乳化，得到预乳化液，其中，偏氯乙烯和丙烯酸丁酯的质量百分比为(75～85)％：(15～25)％，乳化剂为十二烷基磺酸钠和烷基糖苷，用量为偏氯乙烯和丙烯酸丁酯总质量的1.0％～2.5％，水的用量为偏氯乙烯和丙烯酸丁酯总质量的75％～115％；

(2)将预乳化液质量的20％加入反应釜中，再加入分子量调节剂和功能单体，反应体系抽真空、充氮气，重复三次，将反应体系升温至35℃，加入引发剂过硫酸钾和硫代硫酸钠，恒温引发聚合反应，反应一段时间后，一次性加入剩余的预乳化液，继续反应，制得偏氯乙烯共聚乳液。

所述分子量调节剂为2-巯基丁酸、3-巯基丁酸乙酯、3-巯基己醇丁酸酯中的一种，其用量为偏氯乙烯和丙烯酸丁酯总质量的0.05％～0.25％。

所述功能单体为甲基丙烯酸、4-苯乙烯磺酸钠和2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯三种物质的组合，功能单体用量为偏氯乙烯和丙烯酸丁酯总质量的3.5％～6.4％，甲基丙烯酸、4-苯乙烯磺酸钠和2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯质量百分比例为(25～35)％：(25～35)％：(35～45)％。

所述步骤(2)中，聚合过程分为两个阶段，第一阶段将20％预乳化液与功能单体在分子量调节剂作用下进行共聚，恒温反应至少3小时，第二阶段将余下预乳化液进行聚合。

所述乳化剂十二烷基磺酸钠和烷基糖苷的质量百分比例为(45～50)％：(50～55)％，水的用量为偏氯乙烯和丙烯酸丁酯总质量的85％～105％。

所述偏氯乙烯共聚乳液的外观呈乳液状，25℃粘度为175～350mPa·s，pH值为1.7～2.5，固含量为50％～55％。

上述用于金属表面的高附着力水性偏氯乙烯共聚乳液的制备方法制得的高附着力水性偏氯乙烯共聚乳液。

本发明的有益效果是：