[发明专利]一种水性丙烯酸乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明属于高分子合成技术领域。一种水性丙烯酸乳液，包括以下组分：丙烯酸软单体、丙烯酸硬单体、功能单体、交联单体、引发剂、乳化剂、中和剂、助剂、pH调节剂以及余量的水；其中，所述丙烯酸软单体为2‑丙烯酸‑2‑乙基己酯和丙烯酸异辛酯；所述丙烯酸硬单体为甲基丙烯酸异冰片酯；所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述交联单体为甲基丙烯酸四氢糠基酯、双丙酮丙烯酰胺、和己二酸二酰肼。本发明水性丙烯酸乳液具有良好的附着力、耐热稳定和耐抗性能，将其应用于水性涂料中可提高漆膜的硬度、耐水、耐划伤和耐化学品性能。

技术领域

本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及一种水性丙烯酸乳液及其制备方法和应用。

背景技术

以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等单体为主要原料合成的共聚物为并丙烯酸树脂，丙烯酸树脂具有良好的附着力、耐候性，以其作为成膜物质的涂料为丙烯酸树脂涂料，丙烯酸树脂涂料因其具有良好的耐候、耐腐蚀、耐污染性能而被广泛应用。现有的丙烯酸树脂主要是溶剂型，对环境污染大，而水性丙烯酸树脂与溶剂型丙烯酸树脂相比附着力、耐水性、耐盐雾性、耐磨性、硬度、耐冲击性、抗湿性、耐溶剂性能较差，自干成膜后，涂层以颗粒堆积而形成，固化温度高，含有水性丙烯酸树脂的涂料低温下不易成膜，需在高温下烘烤固化，涂料施工性能差。水性丙烯酸乳液的制备多采用离子型乳化剂，虽然乳化效果好，但对离子种类有要求，储存稳定性差，在同类离子环境中容易出现分层现象，外加的离子型乳化剂游离于体系之外，易迁移，成膜后耐水性和耐盐雾性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水性丙烯酸乳液，该水性丙烯酸乳液具有良好的附着力、耐热稳定和耐抗性能，将其应用于水性涂料中可提高漆膜的硬度、耐水、耐划伤和耐化学品性能。

本发明的技术方案如下：

一种水性丙烯酸乳液，包括以下按质量百分比计算的组分：丙烯酸软单体15-20％、丙烯酸硬单体30-45％、功能单体10-15％、交联单体10-15％、引发剂0.1-2％、乳化剂0.1-5％、中和剂0.1-5％、助剂0.1-2％、pH调节剂0.1-5％以及余量的水；

其中，所述丙烯酸软单体为2-丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸异辛酯；所述丙烯酸硬单体为甲基丙烯酸异冰片酯；所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述交联单体为甲基丙烯酸四氢糠基酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼。

进一步的，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钠。

进一步的，所述乳化剂为质量比为1-3:1的非离子型乳化剂和阴离子型表面活性剂。

进一步的，所述非离子型乳化剂为异构醇聚氧乙烯醚和十二烷基酚聚氧乙烯醚，可提高乳液的附着力和润湿性；所述阴离子表面活性剂为1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵，可乳化形成粒径小且分布均匀的乳液，反应过程中气泡生成量少，可有效提高乳液固化膜的附着力和机械性能。

进一步的，所述助剂为十二硫醇、十六烷醇、聚丙烯酸钠中的至少一种。

进一步的，所述中和剂为质量比2-3:2-3:1的氨水、氢氧化钠和2-氨基-2-甲基-1-丙醇。氨水和2-氨基-2-甲基-1-丙醇具有良好的挥发性能，可提高乳液的固化速度和成膜性能，提高固化膜的平整度和光泽度；氢氧化钠作为一种强碱可提高功能单体的水溶性，提高乳化反应效率，乳液固化后残留在膜中影响涂膜性能。

进一步的，所述pH调节剂为碳酸氢钠。

一种所述的水性丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：

a.将引发剂配制成浓度为1.5-2％的引发剂水溶液；

b.将交联单体双丙酮丙烯酰胺和助剂混合，搅拌均匀后制得混合物A；