[发明专利]一种高稳定性丙烯酸酯乳液及其制备方法

说明书

本发明属于乳液聚合技术领域，具体涉及一种高稳定性丙烯酸酯乳液及其制备方法。一种高稳定性丙烯酸酯乳液，按重量份计，其制备原料包括乳化剂0.5‑5份、丙烯酸酯单体20‑30份、功能单体18‑30份、含有不饱和双键的硅氧烷0.1‑0.5份、磷酸酯类0.1‑0.3份、引发剂0.05‑0.2份、中和剂0.5‑8份、杀菌剂0.1‑2份和去离子水40‑200份。通过加入含有不饱和双键的硅氧烷和磷酸酯类，有机硅氧烷在一定条件下易水解为硅醇并进一步缩聚，从而产生交联，磷酸酯类会在乳胶粒表面形成一种磷化膜，且有机硅氧烷形成的交联结构能与磷化膜彼此交联呈网状结构，形成有机‑无机杂化结构，能够增加乳液的稳定性、提高丙烯酸酯乳液的分子内结合力，同时增进丙烯酸酯乳液与金属底材的附着以及与涂膜的层间附着。

技术领域

本发明属于乳液聚合技术领域，具体涉及一种高稳定性丙烯酸酯乳液及其制备方法。

背景技术

丙烯酸酯类共聚物乳液是丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类与其它乙烯基酯类单体进行乳液聚合的产物。由于其优良的耐候性、耐水性、保光性、无毒、对环境友好等性能，在涂料、粘结剂、织物和皮革等领域得到日益广泛的应用。聚合物乳液稳定性是其制成品应用性能的基础。聚丙烯酸酯乳液是一种热力学亚稳定体系,一般存在乳液凝胶率大和储存稳定性较差的问题。该乳液分解温度低，在较高温度下容易老化，极大的限制了其应用范围。因此，需要对丙烯酸酯乳液进行改性，以提高其稳定性，拓宽其应用范围。

专利CN 106146744 B公开了一种提高丙烯酸乳液聚合稳定性的方法，具体方法是在乳液聚合过程中加入乙烯基三异丙氧基硅烷以提高制备的丙烯酸乳液聚合稳定性，加入的乙烯基三异丙氧基硅烷，发生水解缩合，在形成的乳胶粒子表面形成一定的交联网络结构，形成了一层保护层，提高乳液的稳定性。但反应中只采用非离子乳化剂，不能有效控制乳液粒径的分布，无法控制聚合物分子量大小。并且只加入乙烯基三异丙氧基硅烷不能满足恶劣条件下乳液的稳定性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种高稳定性丙烯酸酯乳液，按重量份计，其制备原料包括乳化剂0.5-5份、丙烯酸酯单体20-30份、功能单体18-30份、含有不饱和双键的硅氧烷0.1-0.5份、磷酸酯类0.1-0.3份、引发剂0.05-0.2份、中和剂0.5-8份、杀菌剂0.1-2份和去离子水40-200份。

优选的，所述乳化剂为阴离子型乳化剂。

优选的，所述阴离子型乳化剂选自烷基硫酸盐类、烷基磺酸盐类和烷基苯磺酸盐中的至少一种。

优选的，所述丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。

优选的，所述的功能性单体选自苯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、衣康酸和对苯乙烯磺酸钠中的至少一种。

优选的，所述含有不饱和双键的硅氧烷为甲基乙烯基二甲氧基硅氧烷和/或乙烯基三乙氧基硅烷。

优选的，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、氧化二异丙苯和叔丁基过氧化氢中的至少一种。

优选的，所述中和剂选自N,N-二甲基乙醇胺、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和三乙胺中的至少一种。

优选的，所述杀菌剂选自甲基异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮和季铵盐中的至少一种。

本发明的第二个方面提供了所述的高稳定性丙烯酸酯乳液的制备方法，至少包括步骤：

(1)在预混罐中依次加入去离子水、乳化剂、丙烯酸酯单体和功能单体，搅拌形成预乳化液待用；

(2)将引发剂充分溶于去离子水中得到引发剂溶液；

(3)在反应釜加入去离子水，升温至80-88℃，加入10-20％wt预乳化液，后加入10-20％wt引发剂溶液，即得到种子乳液；